(57)【要約】【課題】プラズマ処理装置において放射される電磁波による電界強度の調整が柔軟に行える技術を提供する。【解決手段】例示的実施形態に係るアンテナ装置は電磁波を放射する。アンテナ装置は第１導波管、第２導波管、第３導波管、誘電体窓、第１内側導体、駆動装置を備え、第２導波管は第１導波管の上壁に接続され、第２導波管は第１導波管に連通し、誘電体窓は第１導波管の下壁に接し、第１導波管は第２導波管の管軸に交差する方向に延びており、第１内側導体は上壁を貫通し且つ上壁と電気的に導通し第１導波管内から第３導波管内に亘って管軸の方向に沿って延びており、第３導波管は誘電体窓の側において下壁に接続され第１導波管に連通し、第３導波管の第１開口端は誘電体窓に接続され、駆動装置は第１内側導体に接続され第１内側導体を管軸の方向に駆動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を放射するアンテナ装置であって、
第１導波管、第２導波管、第３導波管、誘電体窓、第１内側導体、駆動装置を備えており、
前記第２導波管は、前記第１導波管の上壁に接続されており、該第１導波管に連通しており、
前記誘電体窓は、前記第１導波管の下壁に接しており、
前記第１導波管は、前記誘電体窓と前記第２導波管との間に設けられており、該第２導波管の管軸に交差する方向に延びており、
前記第１内側導体は、前記上壁を貫通し且つ該上壁と電気的に導通し、前記第１導波管内から前記第３導波管内に亘って前記管軸の方向に沿って延びており、
前記第１内側導体の第１端は、前記管軸に交差する面において前記第３導波管の中央に位置し、
前記第３導波管は、前記誘電体窓の側において前記下壁に接続されており、前記第１導波管に連通しており、
前記第３導波管の第１開口端は、前記誘電体窓に接続されており、
前記駆動装置は、前記第１内側導体に接続されており、該第１内側導体を前記管軸の方向に駆動する、
アンテナ装置。
【請求項２】
前記駆動装置は、前記第１内側導体を前記管軸の方向に駆動することによって、前記第１内側導体の第１端と前記誘電体窓との間隔を可変にする、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
複数の前記第３導波管と複数の前記第１内側導体とを備えており、
複数の前記第３導波管と複数の前記第１内側導体とは、前記管軸から見て同心円状に配置される、
請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記駆動装置は、複数の前記第１内側導体のそれぞれを、互いに同期して前記管軸の方向に駆動する、
請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記駆動装置は、複数の前記第１内側導体のそれぞれを、互いに独立して前記管軸の方向に駆動する、
請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
第４導波管、第２内側導体を更に備えており、
前記第４導波管は、前記誘電体窓の側において前記下壁に接続されており、前記第１導波管に連通しており、
前記第２内側導体は、前記第１導波管内から前記第４導波管内に亘って前記管軸の方向に沿って延びており、
前記第２内側導体の第３端は、前記第４導波管の第２開口端を介して前記誘電体窓に接しており、
前記第２開口端は、前記誘電体窓に接続されており、
前記第２内側導体の第４端は、前記上壁に接している、
請求項１〜５の何れか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
第４導波管、第２内側導体を更に備えており、
前記第４導波管は、前記誘電体窓の側において前記下壁に接続されており、前記第１導波管に連通しており、
前記第２内側導体は、前記上壁を貫通し且つ該上壁と電気的に導通し、前記第１導波管内から前記第４導波管内に亘って前記管軸の方向に沿って延びており、
前記第２内側導体の第３端は、前記管軸に交差する面において前記第４導波管の中央に位置し、
前記第４導波管の第２開口端は、前記誘電体窓に接続されており、
前記駆動装置は、前記第２内側導体に接続されており、該第２内側導体を前記管軸の方向に駆動する、
請求項１〜５の何れか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記駆動装置は、前記第２内側導体を前記管軸の方向に駆動することによって、前記第２内側導体の第３端と前記誘電体窓との間隔を可変にする、
請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
複数の前記第４導波管と複数の前記第２内側導体とを備えており、
複数の前記第４導波管と複数の前記第２内側導体とは、前記管軸から見て同心円状に配置される、
請求項７または請求項８に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記駆動装置は、複数の前記第２内側導体のそれぞれを、互いに同期して前記管軸の方向に駆動する、
請求項９に記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
前記駆動装置は、複数の前記第２内側導体のそれぞれを、互いに独立して前記管軸の方向に駆動する、
請求項９に記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
前記第１導波管は、更に分散部、同軸変換部を備えており、
前記分散部は、前記第１導波管内において前記管軸上且つ前記下壁上に配置されており、前記第２導波管によって該管軸に沿って導波された電磁波を該第１導波管内において該管軸に交差する方向に分散し、
前記同軸変換部は、前記第１導波管内において前記第１内側導体に含まれており、前記分散部によって分散され該第１内側導体に至った電磁波の進行を前記誘電体窓の側に向ける、
請求項１〜１１の何れか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
前記第１導波管は、更に分散部、同軸変換部を備えており、
前記分散部は、前記第１導波管内において前記管軸上且つ前記下壁上に配置されており、前記第２導波管によって該管軸に沿って導波された電磁波を該第１導波管内において該管軸に交差する方向に分散し、
前記同軸変換部は、前記第１導波管内において前記第１内側導体および前記第２内側導体の少なくとも一方に含まれており、前記分散部によって分散され該同軸変換部を含む該第１内側導体または該第２内側導体に至った電磁波の進行を前記誘電体窓の側に向ける、
請求項６〜１１の何れか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項１４】
プローブ群を更に備え、
前記プローブ群は、電気導体の複数のプローブを含み、前記第１導波管または前記第３導波管に設けられ、プラズマ生成に用いられ該第１導波管または該第３導波管の周囲に存在する物理量の検出に用いられ、
複数の前記プローブは、前記管軸から見て同心円状に配置される、
請求項１〜１３の何れか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項１５】
プローブ群を更に備え、
前記プローブ群は、電気導体の複数のプローブを含み、前記第１導波管、前記第３導波管、または前記第４導波管に設けられ、プラズマ生成に用いられ該第１導波管、該第３導波管、または該第４導波管の周囲に存在する物理量の検出に用いられ、
複数の前記プローブは、前記管軸から見て同心円状に配置される、
請求項６〜１１，１３の何れか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項１６】
演算装置を更に備え、
前記演算装置は、前記プローブ群によって検出される前記物理量の複数の値に基づいて、前記物理量の分布を取得する、
請求項１４または請求項１５に記載のアンテナ装置。
【請求項１７】
前記演算装置は、取得した前記物理量の前記分布に基づいて、前記駆動装置を制御する、
請求項１６に記載のアンテナ装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７の何れか一項に記載の前記アンテナ装置を備えるプラズマ処理装置。
【請求項１９】
電磁波を放射する方法であって、
導波管を伝わる電磁波の進行を該導波管内に設けられた内側導体によって該導波管の下壁に設けられた誘電体窓の側に向け、該誘電体窓から電磁波を放射する第１工程と、
前記内側導体と前記誘電体窓との間隔を調整する第２工程と、
を備え、
前記第２工程は、前記第１工程の実行前に、または、該第１工程の実行中に、行われる、
電磁波の放射方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の前記電磁波の放射方法を用いるプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の例示的実施形態は、アンテナ装置、電磁波の放射方法、プラズマ処理装置、および、プラズマ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
成膜、エッチング等を半導体ウエハに行うプラズマ処理装置は、ＲＬＳＡ（Radial  Line  Slot  Antenna）等の各種のアンテナを用いる場合がある。このようなプラズマ処理装置は、ウエハが収容された処理容器内にプラズマを発生させ得る（特許文献１〜特許文献７）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】再表２００８−１５３０５３号公報
【特許文献２】特開２００８−２５１６６０号公報
【特許文献３】特開２０１３−１６４４３号公報
【特許文献４】特開２０１２−２１６６３１号公報
【特許文献５】特開２０１４−０７５２３４号公報
【特許文献６】特開２００３−１８８１５２号公報
【特許文献７】特開２０１５−１３０３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、プラズマ処理装置において放射される電磁波による電界強度の調整が柔軟に行える技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの例示的実施形態によれば、アンテナ装置が提供される。アンテナ装置は、電磁波を放射する。アンテナ装置は、第１導波管、第２導波管、第３導波管、誘電体窓、第１内側導体、駆動装置を備えている。第２導波管は、第１導波管の上壁に接続されている。第２導波管は、第１導波管に連通している。誘電体窓は、第１導波管の下壁に接している。第１導波管は、誘電体窓と第２導波管との間に設けられている。第１導波管は、第２導波管の管軸に交差する方向に延びている。第１内側導体は、上壁を貫通し且つ上壁と電気的に導通している。第１内側導体は、第１導波管内から第３導波管内に亘って管軸の方向に沿って延びている。第１内側導体の第１端は、管軸に交差する面において第３導波管の中央に位置している。第３導波管は、誘電体窓の側において下壁に接続されている。第３導波管は、第１導波管に連通している。第３導波管の第１開口端は、誘電体窓に接続されている。駆動装置は、第１内側導体に接続されている。駆動装置は、第１内側導体を管軸の方向に駆動する。
【発明の効果】
【０００６】
一つの例示的実施形態によれば、プラズマ処理装置において放射される電磁波による電界強度の調整が柔軟に行える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、一つの例示的実施形態に係るアンテナ装置の構成を概略的に例示する断面図である。
【図２】図２は、図１に示すアンテナ装置の構成を説明するための図である。
【図３】図３は、図１に示すアンテナ装置の内側導体の位置を例示する図である。
【図４】図４は、図１に示すアンテナ装置が用いられているプラズマ処理装置の構成を概略的に例示する断面図である。
【図５】図５は、一つの例示的実施形態に係る方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】図６は、一つの例示的実施形態に係るアンテナ装置による効果を説明するための図である。
【図７】図７は、一つの例示的実施形態に係るアンテナ装置による効果を説明するための図である。
【図８】図８は、一つの例示的実施形態に係るアンテナ装置の他の構成を概略的に例示する断面図である。
【図９】図９は、一つの例示的実施形態に係るアンテナ装置の他の構成を概略的に例示する断面図である。
【図１０】図１０は、一つの例示的実施形態に係るアンテナ装置の他の構成を概略的に例示する断面図である。
【図１１】図１１は、一つの例示的実施形態に係るアンテナ装置の他の構成を概略的に例示する断面図である。
【図１２】図１２は、一つの例示的実施形態に係るアンテナ装置の他の構成を概略的に例示する断面図である。
【図１３】図１３は、誘電体窓の表面の形状のバリエーションを例示する図であり、（ａ）部、（ｂ）部、（ｃ）部を備え、（ａ）部には誘電体窓の断面が示され、（ｂ）には裏面側から見た誘電体窓が示され、（ｃ）部には表面側から見た誘電体窓が示されている。
【図１４】図１４は、誘電体窓の表面の形状のバリエーションを例示する図であり、（ａ）部、（ｂ）部、（ｃ）部を備え、（ａ）部には誘電体窓の断面が示され、（ｂ）には裏面側から見た誘電体窓が示され、（ｃ）部には表面側から見た誘電体窓が示されている。
【図１５】図１５は、誘電体窓の表面の形状のバリエーションを例示する図であり、（ａ）部、（ｂ）部、（ｃ）部を備え、（ａ）部には誘電体窓の断面が示され、（ｂ）には裏面側から見た誘電体窓が示され、（ｃ）部には表面側から見た誘電体窓が示されている。
【図１６】図１６は、誘電体窓の表面の形状のバリエーションを例示する図であり、（ａ）部、（ｂ）部、（ｃ）部を備え、（ａ）部には誘電体窓の断面が示され、（ｂ）には裏面側から見た誘電体窓が示され、（ｃ）部には表面側から見た誘電体窓が示されている。
【図１７】図１７は、誘電体窓の表面の形状のバリエーションを例示する図であり、（ａ）部、（ｂ）部、（ｃ）部を備え、（ａ）部には誘電体窓の断面が示され、（ｂ）には裏面側から見た誘電体窓が示され、（ｃ）部には表面側から見た誘電体窓が示されている。
【図１８】図１８は、一つの例示的実施形態に係るアンテナ装置の構成の一部を模式的に示す図である。
【図１９】図１９は、図１８に示す複数のプローブの位置を例示する図である。
【図２０】図２０は、図１８に示す複数のプローブの位置を例示する図である。
【図２１】図２１は、図１８に示す複数のプローブによって検出される物理量の分布の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（本開示の例示的実施形態の説明）
最初に本開示の種々の例示的実施形態を列記して説明する。
一つの例示的実施形態によれば、アンテナ装置が提供される。アンテナ装置は、電磁波を放射する。アンテナ装置は、第１導波管、第２導波管、第３導波管、誘電体窓、第１内側導体、駆動装置を備えている。第２導波管は、第１導波管の上壁に接続されている。第２導波管は、第１導波管に連通している。誘電体窓は、第１導波管の下壁に接している。第１導波管は、誘電体窓と第２導波管との間に設けられている。第１導波管は、第２導波管の管軸に交差する方向に延びている。第１内側導体は、上壁を貫通し且つ上壁と電気的に導通している。第１内側導体は、第１導波管内から第３導波管内に亘って管軸の方向に沿って延びている。第１内側導体の第１端は、管軸に交差する面において第３導波管の中央に位置している。第３導波管は、誘電体窓の側において下壁に接続されている。第３導波管は、第１導波管に連通している。第３導波管の第１開口端は、誘電体窓に接続されている。駆動装置は、第１内側導体に接続されている。駆動装置は、第１内側導体を管軸の方向に駆動する。第１内側導体が管軸の方向に駆動することによって、第１内側導体から放射される電磁波による電界強度も調整され得る。従ってプロセス条件に応じて柔軟にプラズマ密度の分布が可変され得る。
【０００９】
一つの例示的実施形態において、駆動装置は、第１内側導体を管軸の方向に駆動することによって、第１内側導体の第１端と誘電体窓との間隔を可変にする。
【００１０】
一つの例示的実施形態において、アンテナ装置は、複数の第３導波管と複数の第１内側導体とを備えている。複数の第３導波管と複数の第１内側導体とは、管軸から見て同心円状に配置される。
【００１１】
一つの例示的実施形態において、駆動装置は、複数の第１内側導体のそれぞれを、互いに同期して管軸の方向に駆動する。
【００１２】
一つの例示的実施形態において、駆動装置は、複数の第１内側導体のそれぞれを、互いに独立して管軸の方向に駆動する。
【００１３】
一つの例示的実施形態において、アンテナ装置は、第４導波管、第２内側導体を更に備えている。第４導波管は、誘電体窓の側において下壁に接続されている。第４導波管は、第１導波管に連通している。第２内側導体は、第１導波管内から第４導波管内に亘って管軸の方向に沿って延びている。第２内側導体の第３端は、第４導波管の第２開口端を介して誘電体窓に接している。第２開口端は、誘電体窓に接続されている。第２内側導体の第４端は、上壁に接している。第１内側導体が管軸の方向に駆動することによって、第１内側導体から放射される電磁波による電界強度が調整され得る。第２内側導体から放射される電磁波も第１内側導体の駆動によって変動され得る。従ってプロセス条件に応じてより柔軟にプラズマ密度の分布が可変され得る。
【００１４】
一つの例示的実施形態において、アンテナ装置は、第４導波管、第２内側導体を更に備えている。第４導波管は、誘電体窓の側において下壁に接続されている。第４導波管は、第１導波管に連通している。第２内側導体は、上壁を貫通し且つ上壁と電気的に導通する。第２内側導体は、第１導波管内から第４導波管内に亘って管軸の方向に沿って延びている。第２内側導体の第３端は、管軸に交差する面において第４導波管の中央に位置する。第４導波管の第２開口端は、誘電体窓に接続されている。駆動装置は、第２内側導体に接続されている。駆動装置は、第２内側導体を管軸の方向に駆動する。第１内側導体および第２内側導体のそれぞれが管軸の方向に駆動することによって、第１内側導体から放射される電磁波による電界強度、および、第２内側導体から放射される電磁波も調整され得る。従ってプロセス条件に応じてより柔軟にプラズマ密度の分布が可変され得る。
【００１５】
一つの例示的実施形態において、駆動装置は、第２内側導体を管軸の方向に駆動することによって、第２内側導体の第３端と誘電体窓との間隔を可変にする。
【００１６】
一つの例示的実施形態において、アンテナ装置は、複数の第４導波管と複数の第２内側導体とを備えている。複数の第４導波管と複数の第２内側導体とは、管軸から見て同心円状に配置される。
【００１７】
一つの例示的実施形態において、駆動装置は、複数の第２内側導体のそれぞれを、互いに同期して管軸の方向に駆動する。
【００１８】
一つの例示的実施形態において、駆動装置は、複数の第２内側導体のそれぞれを、互いに独立して管軸の方向に駆動する。
【００１９】
一つの例示的実施形態において、第１導波管は、更に分散部、同軸変換部を備えている。分散部は、第１導波管内において管軸上且つ下壁上に配置されている。分散部は、第２導波管によって管軸に沿って導波された電磁波を第１導波管内において管軸に交差する方向に分散する。同軸変換部は、第１導波管内において第１内側導体に含まれている。同軸変換部は、分散部によって分散され第１内側導体に至った電磁波の進行を誘電体窓の側に向ける。
【００２０】
一つの例示的実施形態において、第１導波管は、更に分散部、同軸変換部を備えている。分散部は、第１導波管内において管軸上且つ下壁上に配置されている。分散部は、第２導波管によって管軸に沿って導波された電磁波を第１導波管内において管軸に交差する方向に分散する。同軸変換部は、第１導波管内において第１内側導体および第２内側導体の少なくとも一方に含まれている。同軸変換部は、分散部によって分散され同軸変換部を含む第１内側導体または第２内側導体に至った電磁波の進行を誘電体窓の側に向ける。
【００２１】
一つの例示的実施形態は、プローブ群を更に備える。プローブ群は、電気導体の複数のプローブを含む。プローブ群は、第１導波管または第３導波管に設けられる。プローブ群は、プラズマ生成に用いられ第１導波管または第３導波管の周囲に存在する物理量の検出に用いられる。複数のプローブは、管軸から見て同心円状に配置される。
【００２２】
一つの例示的実施形態は、プローブ群を更に備える。プローブ群は、電気導体の複数のプローブを含む。プローブ群は、第１導波管、第３導波管、または第４導波管に設けられる。プローブ群は、プラズマ生成に用いられ第１導波管、第３導波管、または第４導波管の周囲に存在する物理量の検出に用いられる。複数のプローブは、管軸から見て同心円状に配置される。
【００２３】
一つの例示的実施形態は、演算装置を更に備える。演算装置は、プローブ群によって検出される物理量の複数の値に基づいて、物理量の分布を取得する。
【００２４】
一つの例示的実施形態において、演算装置は、取得した物理量の分布に基づいて、駆動装置を制御する。
【００２５】
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。このプラズマ処理装置は、上記した何れか一つのアンテナ装置を備える。
【００２６】
一つの例示的実施形態において、電磁波の放射方法が提供される。この方法は、電磁波を放射する方法であり、第１工程と第２工程とを備える。第１工程は、導波管を伝わる電磁波の進行を導波管内に設けられた内側導体によって導波管の下壁に設けられた誘電体窓の側に向け、誘電体窓から電磁波を放射する。第２工程は、内側導体と誘電体窓との間隔を調整する。第２工程は、第１工程の実行前に、または、第１工程の実行中に、行われる。内側導体と誘電体窓との間隔が調整されることによって、内側導体から放射される電磁波による電界強度が調整され得る。従ってプロセス条件に応じてより柔軟にプラズマ密度の分布が可変され得る。
【００２７】
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理方法が提供される。この方法は、上記した電磁波の放射方法を用いる。
【００２８】
（本開示の例示的実施形態の詳細）
以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一または相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００２９】
（第１の例示的実施形態）
図１〜図３を参照して、一つの例示的実施形態に係るアンテナ装置ＭＷＳについて説明する。図１は、一つの例示的実施形態に係るアンテナ装置ＭＷＳの構成を概略的に例示する断面図である。図２は、図１に示すアンテナ装置ＭＷＳの構成を説明するための図である。図３は、図１に示すアンテナ装置ＭＷＳの内側導体ＣＢ１ａ、内側導体ＣＢ１ｂの位置を例示する図である。
【００３０】
図１に示すように、アンテナ装置ＭＷＳは、放電領域ＤＣＥａ、放電領域ＤＣＥｂ等に同軸構造によって例えばＴＥＭｍｏｄｅの電磁波（マイクロ波）を放射し得る。アンテナ装置ＭＷＳが放射する電磁波は、後述する図４に示す電磁波生成システム３８から供給される。
【００３１】
アンテナ装置ＭＷＳは、分配導波管ＭＰ１（第１導波管）、同軸導波管ＭＣ２（第２導波管）、同軸導波管ＭＣ１ａ（第３導波管）、同軸導波管ＭＣ１ｂ（第４導波管）を備えている。アンテナ装置ＭＷＳは、誘電体窓ＤＬ、内側導体ＣＢ１ａ（第１内側導体）、内側導体ＣＢ１ｂ（第２内側導体）、駆動装置８０を備えている。内側導体ＣＢ１ａは分配導波管ＭＰ１の外周側に配置された内側導体であり、内側導体ＣＢ１ｂは内側導体ＣＢ１ａよりも分配導波管ＭＰ１の中心側に配置された内側導体である、ということができる。分配導波管ＭＰ１、同軸導波管ＭＣ２、同軸導波管ＭＣ１ａ、同軸導波管ＭＣ１ｂ、内側導体ＣＢ１ａ、内側導体ＣＢ１ｂのそれぞれの材料は、何れも導電性を有する金属を含む。
【００３２】
分配導波管ＭＰ１は、誘電体窓ＤＬと同軸導波管ＭＣ２との間に設けられている。分配導波管ＭＰ１は、同軸導波管ＭＣ２の管軸ＴＡに交差する方向に延びている。分配導波管ＭＰ１は、上壁ＵＷと下壁ＬＷと側壁ＳＷとを備える。
【００３３】
上壁ＵＷと下壁ＬＷとは、互いに対向している。側壁ＳＷは、上壁ＵＷの縁と下壁ＬＷの縁とを接続している。分配導波管ＭＰ１の管内空間ＳＰ１は、上壁ＵＷと下壁ＬＷと側壁ＳＷとによって画定されている。
【００３４】
分配導波管ＭＰ１は、分散部ＤＥを備えている。分散部ＤＥは、分配導波管ＭＰ１内において同軸導波管ＭＣ２の管軸ＴＡ上且つ下壁ＬＷ上に配置されている。分散部ＤＥは、同軸導波管ＭＣ２によって管軸ＴＡに沿って導波された電磁波を、分配導波管ＭＰ１内において管軸ＴＡに交差する方向に分散し得る。より具体的に、分散部ＤＥは、図２に示すように、進行方向ＷＭｂを進行方向ＷＭｃに変える。
【００３５】
進行方向ＷＭｂは、同軸導波管ＭＣ２によって管軸ＴＡに沿って導波された電磁波の進行方向である。進行方向ＷＭｃは、分配導波管ＭＰ１内において管軸ＴＡに交差する進行方向である。進行方向ＷＭｃは、分散部ＤＥから内側導体ＣＢ１ａ、内側導体ＣＢ１ｂ、分配導波管ＭＰ１の側壁ＳＷに向かう方向である。
【００３６】
分散部ＤＥは、金属製の部分を含み、この部分は、例えば円錐（または円錐台）等の形状を備えている。分散部ＤＥは、後述の内側導体ＣＢ２（第３内側導体）に含まれ得る。
【００３７】
同軸導波管ＭＣ１ａは、誘電体窓ＤＬの側において下壁ＬＷに接続されている。同軸導波管ＭＣ１ａは、分配導波管ＭＰ１に連通している。より具体的に、同軸導波管ＭＣ１ａの管内空間ＳＰ２ａは、分配導波管ＭＰ１の管内空間ＳＰ１に連通している。同軸導波管ＭＣ１ａは、開口端ＥＤａ（第１開口端）を備える。開口端ＥＤａは、誘電体窓ＤＬに接続されている。
【００３８】
同軸導波管ＭＣ１ｂは、誘電体窓ＤＬの側において下壁ＬＷに接続されている。同軸導波管ＭＣ１ｂは、分配導波管ＭＰ１に連通している。より具体的に、同軸導波管ＭＣ１ｂの管内空間ＳＰ２ｂは、分配導波管ＭＰ１の管内空間ＳＰ１に連通している。同軸導波管ＭＣ１ｂは、開口端ＥＤｂ（第２開口端）を備える。開口端ＥＤｂは、誘電体窓ＤＬに接続されている。
【００３９】
内側導体ＣＢ１ａは、分配導波管ＭＰ１内から同軸導波管ＭＣ１ａ内に亘って管軸ＴＡの方向に沿って延びている。内側導体ＣＢ１ａは、端ＥＧ１ａ（第１端）、端ＥＧ２ａ（第２端）を備える。
【００４０】
内側導体ＣＢ１ｂは、分配導波管ＭＰ１内から同軸導波管ＭＣ１ｂ内に亘って管軸ＴＡの方向に沿って延びている。内側導体ＣＢ１ｂは、端ＥＧ１ｂ（第３端）、端ＥＧ２ｂ（第４端）を備える。
【００４１】
内側導体ＣＢ１ａの中心軸ＴＡ１ａ（第１中心軸）と内側導体ＣＢ１ｂの中心軸ＴＡ１ｂ（第２中心軸）とは、管軸ＴＡに沿って延びている。中心軸ＴＡ１ａと管軸ＴＡとの距離は、中心軸ＴＡ１ｂと管軸ＴＡとの距離より長い。中心軸ＴＡ１ａは、同軸導波管ＭＣ１ａの管軸に重なり得る。中心軸ＴＡ１ｂは、同軸導波管ＭＣ１ｂの管軸に重なり得る。
【００４２】
内側導体ＣＢ１ａの端ＥＧ１ａは、管軸ＴＡに交差する面において同軸導波管ＭＣ１ａの中央に位置する。内側導体ＣＢ１ａは、上壁ＵＷに設けられたスライドコンタクトＳＣａを介して、上壁ＵＷを貫通し且つ上壁ＵＷと電気的に導通する。スライドコンタクトＳＣａの材料は、導電性を有する金属を含む。
【００４３】
駆動装置８０は、内側導体ＣＢ１ａに接続されており、内側導体ＣＢ１ａを管軸ＴＡの方向（中心軸ＴＡ１ａの方向）に駆動する。駆動装置８０は、内側導体ＣＢ１ａを管軸ＴＡの方向（中心軸ＴＡ１ａの方向）に駆動することによって、内側導体ＣＢ１ａの端ＥＧ１ａと誘電体窓ＤＬとの間隔を可変にする。
【００４４】
駆動装置８０は、複数の内側導体ＣＢ１ａのそれぞれを、互いに同期して管軸ＴＡの方向（中心軸ＴＡ１ａの方向）に駆動する。なお、駆動装置８０は、複数の内側導体ＣＢ１ａのそれぞれを、互いに独立して管軸ＴＡの方向（中心軸ＴＡ１ａの方向）に駆動することもできる。
【００４５】
内側導体ＣＢ１ｂの端ＥＧ１ｂは、管軸ＴＡに交差する面において同軸導波管ＭＣ１ｂの中央に位置する。
内側導体ＣＢ１ｂは、上壁ＵＷに設けられたスライドコンタクトＳＣｂを介して、上壁ＵＷを貫通し且つ上壁ＵＷと電気的に導通する。スライドコンタクトＳＣｂの材料は、導電性を有する金属を含む。
【００４６】
駆動装置８０は、内側導体ＣＢ１ｂに接続されており、内側導体ＣＢ１ｂを管軸ＴＡの方向（中心軸ＴＡ１ｂの方向）に駆動する。駆動装置８０は、内側導体ＣＢ１ｂを管軸ＴＡの方向（中心軸ＴＡ１ｂの方向）に駆動することによって、内側導体ＣＢ１ｂの端ＥＧ１ｂと誘電体窓ＤＬとの間隔を可変にする。
【００４７】
駆動装置８０は、複数の内側導体ＣＢ１ｂのそれぞれを、互いに同期して管軸ＴＡの方向（中心軸ＴＡ１ｂの方向）に駆動する。なお、駆動装置８０は、複数の内側導体ＣＢ１ｂのそれぞれを、互いに独立して管軸ＴＡの方向（中心軸ＴＡ１ｂの方向）に駆動することもできる。
【００４８】
同軸変換部は、分配導波管ＭＰ１内において内側導体ＣＢ１ａおよび内側導体ＣＢ１ｂの少なくとも一方に含まれている。同軸変換部は、分散部ＤＥによって分散され当該同軸変換部を含む内側導体ＣＢ１ａまたは内側導体ＣＢ１ｂに至った電磁波の進行を誘電体窓ＤＬの側に向ける。
【００４９】
例えば、分配導波管ＭＰ１は、同軸変換部ＣＰ１ａを備えている。同軸変換部ＣＰ１ａは、分配導波管ＭＰ１内において内側導体ＣＢ１ａに含まれている。同軸変換部ＣＰ１ａは、分散部ＤＥによって分散され内側導体ＣＢ１ａに至った電磁波の進行を、誘電体窓ＤＬの側に向け得る。より具体的に、同軸変換部ＣＰ１ａは、図２に示すように、進行方向ＷＭｃを進行方向ＷＭｄａに変える。進行方向ＷＭｃは、分散部ＤＥによって分散され内側導体ＣＢ１ａに至った電磁波の進行方向である。進行方向ＷＭｄａは、内側導体ＣＢ１ａに沿って同軸導波管ＭＣ１ａの開口端ＥＤａに向かう進行方向である。
【００５０】
例えば、分配導波管ＭＰ１は、同軸変換部ＣＰ１ｂを備えている。同軸変換部ＣＰ１ｂは、分配導波管ＭＰ１内において内側導体ＣＢ１ｂに含まれている。同軸変換部ＣＰ１ｂは、分散部ＤＥによって分散され内側導体ＣＢ１ｂに至った電磁波の進行を、誘電体窓ＤＬの側に向け得る。より具体的に、同軸変換部ＣＰ１ｂは、図２に示すように、進行方向ＷＭｃを進行方向ＷＭｄｂに変える。進行方向ＷＭｄｂは、内側導体ＣＢ１ｂに沿って同軸導波管ＭＣ１ｂの開口端ＥＤｂに向かう進行方向である。
【００５１】
なお、本開示において、駆動装置８０は、内側導体ＣＢ１ａと内側導体ＣＢ１ｂとに接続され、内側導体ＣＢ１ａと内側導体ＣＢ１ｂとを駆動するが、これに限られない。すなわち、駆動装置８０は、内側導体ＣＢ１ａおよび内側導体ＣＢ１ｂの何れか一方のみに接続され、内側導体ＣＢ１ａおよび内側導体ＣＢ１ｂのうち駆動装置８０に接続された方のみを駆動し得る。
【００５２】
例えば、駆動装置８０が内側導体ＣＢ１ａのみに接続され、内側導体ＣＢ１ａのみを駆動する場合を考える。この場合、内側導体ＣＢ１ｂの端ＥＧ１ｂは開口端ＥＤｂを介して誘電体窓ＤＬに接しており、内側導体ＣＢ１ｂの端ＥＧ２ｂは上壁ＵＷに接している。または、アンテナ装置ＭＷＳは、内側導体ＣＢ１ｂ、同軸導波管ＭＣ１ｂ、スライドコンタクトＳＣｂを有さない構成であり得る。
【００５３】
例えば、駆動装置８０が内側導体ＣＢ１ｂのみに接続され、内側導体ＣＢ１ｂのみを駆動する場合を考える。この場合、内側導体ＣＢ１ａの端ＥＧ１ａは開口端ＥＤａを介して誘電体窓ＤＬに接しており、内側導体ＣＢ１ａの端ＥＧ２ａは上壁ＵＷに接している。または、アンテナ装置ＭＷＳは、内側導体ＣＢ１ａ、同軸導波管ＭＣ１ａ、スライドコンタクトＳＣａを有さない構成であり得る。
【００５４】
誘電体窓ＤＬの表面ＦＣ１上の放電領域ＤＣＥａには、開口端ＥＤａから電磁波が放射される。誘電体窓ＤＬの表面ＦＣ１上の放電領域ＤＣＥｂには、開口端ＥＤｂから電磁波が放射される。
【００５５】
同軸導波管ＭＣ２は、分配導波管ＭＰ１の上壁ＵＷに接続されている。同軸導波管ＭＣ２は、分配導波管ＭＰ１に連通している。より具体的に、同軸導波管ＭＣ２の管内空間ＳＰ３は、分配導波管ＭＰ１の管内空間ＳＰ１に連通している。
【００５６】
同軸導波管ＭＣ２は、仮想的に管軸ＴＡを備えている。管軸ＴＡは、同軸導波管ＭＣ２の断面の概ね中心を通る。同軸導波管ＭＣ２は、管軸ＴＡに沿って延びている。
【００５７】
誘電体窓ＤＬは、分配導波管ＭＰ１の下壁ＬＷに接している。誘電体窓ＤＬは、同軸導波管ＭＣ２の管軸ＴＡに交差する方向に、分配導波管ＭＰ１に沿って延びている。誘電体窓ＤＬの材料は、例えば石英（ＳｉＯ２）、セラミック（Ａｌ２Ｏ３）であり得る。
【００５８】
誘電体窓ＤＬは、表面ＦＣ１、裏面ＦＣ２を備える。表面ＦＣ１は、裏面ＦＣ２の反対側に配置されている。裏面ＦＣ２は、分配導波管ＭＰ１に接している。表面ＦＣ１は、管軸ＴＡに交差する方向に延在している。表面ＦＣ１は、平坦な形状を備えている。表面ＦＣ１には、電磁波を局所化するような構成、例えば、溝や窪み（ディンプル）等の構成は、設けられていない。
【００５９】
開口端ＥＤａから上壁ＵＷまでの距離ＬＫａは、予め設定された基準長の奇数倍の値である。当該基準長は、同軸導波管ＭＣ２に導入され同軸導波管ＭＣ２を伝搬する電磁波の波長λｇの１／４の値であり得る（以下、同様。）。すなわち、基準長＝λｇ／４である。なお、本開示において、等号（＝）は、等号の左右の値が概ね等しい旨を表しており、厳密に等しい旨を表すものではない。
【００６０】
開口端ＥＤｂから上壁ＵＷまでの距離ＬＫｂは、基準長の奇数倍の値であることが望ましいが、これに限定されるものではない。距離ＬＫａは、距離ＬＫｂよりも短くない（距離ＬＫｂ以上である）（ＬＫｂ≦ＬＫａ）。ｍ，ｎをそれぞれ１以上の整数とすると、ＬＫａ＝（λｇ／４）×（２×ｍ＋１）であり、ＬＫｂ＝（λｇ／４）×（２×ｎ＋１）であり、ＬＫｂ≦ＬＫａ（ｎ≦ｍ）である。
【００６１】
誘電体窓ＤＬにおいて裏面ＦＣ２と表面ＦＣ１との間の距離は、誘電体窓ＤＬの厚みＴＨ１である。開口端ＥＤａと表面ＦＣ１との間の距離は、誘電体窓ＤＬのうち同軸導波管ＭＣ１ａに接している部分の厚みＴＨ２である。
【００６２】
厚みＴＨ１は、厚みＴＨ２よりも長い（ＴＨ１＞ＴＨ２）。または、厚みＴＨ１は、厚みＴＨ２と同程度（ＴＨ１＝ＴＨ２）である。裏面ＦＣ２と開口端ＥＤａとの間の距離をＬＬａとし、裏面ＦＣ２と開口端ＥＤｂとの間の距離をＬＬｂとする。ＴＨ１＞ＴＨ２の場合、ＬＬａは正の値（ＬＬａ＞０）であり、ＬＬｂはゼロ以上の値（ＬＬｂ≧０）である。
【００６３】
ＴＨ１＞ＴＨ２、ＬＬｂ＞０の場合、開口端ＥＤａおよび開口端ＥＤｂは表面ＦＣ１と裏面ＦＣ２との間にある。距離ＬＫａは、距離ＬＫｂよりも長い場合、すなわちＬＫｂ＜ＬＫａの場合、裏面ＦＣ２と開口端ＥＤａとの距離ＬＬａは裏面ＦＣ２と開口端ＥＤｂとの距離ＬＬｂよりも長い（ＬＬａ＞ＬＬｂ）。また、距離ＬＫａと、距離ＬＫｂとが同じ場合、すなわちＬＫｂ＝ＬＫａの場合、裏面ＦＣ２と開口端ＥＤａとの距離ＬＬａは裏面ＦＣ２と開口端ＥＤｂとの距離ＬＬｂと同じである（ＬＬａ＝ＬＬｂ）。誘電体窓ＤＬは、裏面ＦＣ２において、同軸導波管ＭＣ１ａを収容する凹部ＤＰａ（第１凹部）と同軸導波管ＭＣ１ｂを収容する凹部ＤＰｂ（第２凹部）とを備える。
【００６４】
ＴＨ１＞ＴＨ２、ＬＬｂ＝０の場合も、裏面ＦＣ２と開口端ＥＤａとの距離ＬＬａは裏面ＦＣ２と開口端ＥＤｂとの距離ＬＬｂよりも長い（ＬＬａ＞ＬＬｂ＝０）。この場合、誘電体窓ＤＬは裏面ＦＣ２において凹部ＤＰａを備えるが、凹部ＤＰｂは誘電体窓ＤＬには設けられない。開口端ＥＤａは、表面ＦＣ１と裏面ＦＣ２との間にある。開口端ＥＤｂは、裏面ＦＣ２にある、または、下壁ＬＷ内にある。
【００６５】
ＴＨ１＝ＴＨ２の場合、ＬＬａ、ＬＬｂが何れもゼロ程度の場合に対応する（ＬＬａ＝０＝ＬＬｂ）。この場合、下壁ＬＷの厚みＴＨ３が上壁ＵＷの厚みと同程度ある、または、下壁ＬＷの厚みＴＨ３が上壁ＵＷの厚みよりも厚い。
【００６６】
分配導波管ＭＰ１の側壁ＳＷから内側導体ＣＢ１ａの中心軸ＴＡ１ａまでの距離Ｌ１ａは、基準長である。すなわち、距離Ｌ１ａ（基準長）は、Ｌ１ａ＝λｇ／４を満たす。側壁ＳＷに節が形成される定在波の腹の位置に内側導体ＣＢ１ａの中心軸ＴＡ１ａが配置されているので、効率的に同軸変換が可能となる。
【００６７】
分配導波管ＭＰ１の側壁ＳＷから内側導体ＣＢ１ｂの中心軸ＴＡ１ｂまでの距離Ｌ１ｂは、基準長の奇数倍（３倍以上）である。側壁ＳＷに節が形成される定在波の腹の位置に内側導体ＣＢ１ｂの中心軸ＴＡ１ｂが配置されているので、効率的に同軸変換が可能となる。
【００６８】
アンテナ装置ＭＷＳは、内側導体ＣＢ２を更に備えている。内側導体ＣＢ２は、同軸導波管ＭＣ２の管軸ＴＡ上に配置されており、同軸導波管ＭＣ２内から分配導波管ＭＰ１内に亘って延在している。内側導体ＣＢ２は、同軸導波管ＭＣ２の断面からみて、同軸導波管ＭＣ２の概ね中心に配置されている。
【００６９】
内側導体ＣＢ２の材料は、導電性を有する金属を含む。内側導体ＣＢ２の材料は、例えば、銀メッキが施されたアルミニウムが用いられ得るが、最表面の表皮深度（skin  depth）より厚い箇所には低抵抗材料が用いられ得る。
【００７０】
内側導体ＣＢ２は、分散部ＤＥを含む。すなわち、内側導体ＣＢ２は、分配導波管ＭＰ１の下壁ＬＷに接続されている。内側導体ＣＢ２は、下壁ＬＷから下壁ＬＷの上方に向けて延びており、同軸導波管ＭＣ２を貫通している。
【００７１】
同軸導波管ＭＣ２上には、導入導波管ＭＰ２が設けられている。導入導波管ＭＰ２は、同軸導波管ＭＣ２の端部に接続されており、同軸導波管ＭＣ２に連通している。より具体的に、導入導波管ＭＰ２の管内空間ＳＰ４は、同軸導波管ＭＣ２の管内空間ＳＰ３に連通している。
【００７２】
内側導体ＣＢ２は、導入導波管ＭＰ２の内壁に接続されている。内側導体ＣＢ２は、導入導波管ＭＰ２の内壁から当該内壁上を同軸導波管ＭＣ２に向けて延びている。
【００７３】
内側導体ＣＢ２は、さらに、同軸導波管ＭＣ２内を同軸導波管ＭＣ２の管軸ＴＡに沿って延びて同軸導波管ＭＣ２を貫通している。内側導体ＣＢ２は、分配導波管ＭＰ１の下壁ＬＷに接続される。
【００７４】
導入導波管ＭＰ２は、同軸変換部ＣＰ２を備えている。同軸変換部ＣＰ２は、導入導波管ＭＰ２内において内側導体ＣＢ２に含まれている。同軸変換部ＣＰ２は、電磁波生成システム３８からの電磁波の進行を同軸導波管ＭＣ２の管軸ＴＡに沿う方向に向け得る。より具体的に、同軸変換部ＣＰ２は、図２に示すように、電磁波の進行方向ＷＭａを、管軸ＴＡに沿った進行方向ＷＭｂに変える。
【００７５】
一つの例示的実施形態において、分配導波管ＭＰ１および誘電体窓ＤＬのそれぞれの平面形状（同軸導波管ＭＣ２の管軸ＴＡの方向からみた分配導波管ＭＰ１および誘電体窓ＤＬのそれぞれの形状）は、概ね円形であり得る。
【００７６】
アンテナ装置ＭＷＳは、一つの例示的実施形態において、複数の同軸導波管ＭＣ１ａ、複数の内側導体ＣＢ１ａを備える。複数の同軸導波管ＭＣ１ａ、複数の内側導体ＣＢ１ａは、図３に示すように、誘電体窓ＤＬの表面ＦＣ１の側から見て、仮想ラインＣＬａ上に、概ね等間隔に配置されている。仮想ラインＣＬａは、同軸導波管ＭＣ２の管軸ＴＡを中心とした円形状である。換言すれば、複数の同軸導波管ＭＣ１ａと複数の内側導体ＣＢ１ａとは、管軸ＴＡから見て同心円状に配置される。
【００７７】
アンテナ装置ＭＷＳは、更に、一つの例示的実施形態において、複数の同軸導波管ＭＣ１ｂ、複数の内側導体ＣＢ１ｂを備える。複数の同軸導波管ＭＣ１ｂ、複数の内側導体ＣＢ１ｂは、図３に示すように、誘電体窓ＤＬの表面ＦＣ１の側から見て、仮想ラインＣＬｂ上に、概ね等間隔に配置されている。仮想ラインＣＬｂは、同軸導波管ＭＣ２の管軸ＴＡを中心とした円形状であり、仮想ラインＣＬａの同心円である。換言すれば、複数の同軸導波管ＭＣ１ｂと複数の内側導体ＣＢ１ｂとは、管軸ＴＡから見て同心円状に配置される。
【００７８】
仮想ラインＣＬｂの径の長さ（管軸ＴＡから仮想ラインＣＬｂまでの距離）は、仮想ラインＣＬａの径の長さ（管軸ＴＡから仮想ラインＣＬａまでの距離）よりも短い。管軸ＴＡから誘電体窓ＤＬの縁の方を見て、同軸導波管ＭＣ１ａと、同軸導波管ＭＣ１ｂとは、重ならない（互い違いに配置されている）。換言すれば、管軸ＴＡから誘電体窓ＤＬの縁の方を見て、互いに隣接する二つの中心軸ＴＡ１ａの略中央に一つの中心軸ＴＡ１ｂが配置されている。また、少なくとも、管軸ＴＡと中心軸ＴＡ１ａを結ぶ線は、管軸ＴＡと中心軸ＴＡ１ｂを結ぶ線と重ならないことが望ましい。
【００７９】
次に、図４を参照して、図１に示すアンテナ装置ＭＷＳを備えるプラズマ処理装置１００の構成を説明する。
【００８０】
プラズマ処理装置１００は、主要な構成として、処理容器１２、ガス供給システムＧＡ、排気装置、電磁波生成システム３８、アンテナ装置ＭＷＳを備える。処理容器１２は、気密に構成されている。ガス供給システムＧＡは、処理容器１２内にガスを供給する。
【００８１】
排気装置は、排気装置５６を備え、処理容器１２内を減圧排気する。電磁波生成システム３８は、電磁波（マイクロ波）を生成する。アンテナ装置ＭＷＳは、処理容器１２の上部に設けられ、電磁波生成システム３８によって生成された電磁波を処理容器１２内に導入する。
【００８２】
プラズマ処理装置１００は、上記したガス供給システムＧＡと排気装置とアンテナ装置ＭＷＳとを含むプラズマ処理装置１００の各構成部を制御する制御部５０を備えている。制御部５０は、特に、図５に示す方法ＭＴ（プラズマ処理方法）を実行する。
【００８３】
電磁波生成システム３８は、例えば２．４５［ＧＨｚ］の電磁波（マイクロ波）を生成し、当該電磁波をＴＥ１０ｍｏｄｅで伝搬し、アンテナ装置ＭＷＳに供給する。
【００８４】
処理容器１２は、接地された略円筒状の容器である。処理容器１２は、角筒形状の容器により形成してもよい。処理容器１２は、アルミニウム等の金属、または、アルミニウム等の金属の合金を有する底壁１ａと側壁１ｂとを有している。
【００８５】
処理容器１２の側壁１ｂには、搬入出口１６とゲートバルブＧ１とが設けられている。搬入出口１６は、プラズマ処理装置１００とプラズマ処理装置１００に隣接する真空側搬送室（図示せず）との間においてウエハＷの搬入出を行う。ゲートバルブＧ１は、搬入出口１６を開閉する。
【００８６】
以上のような構成のアンテナ装置ＭＷＳにより、電磁波生成システム３８で発生したマイクロ波が処理容器１２内に導入されるようになっている。なお、マイクロ波の周波数としては、例えば２．４５［ＧＨｚ］のマイクロ波が用いられ得る。
【００８７】
処理容器１２は、ウエハＷにプラズマ処理を行うための空間Ｓｐを画成している。処理容器１２は、側壁１ｂ、および、底壁１ａを含み得る。側壁１ｂは、管軸ＴＡ方向（すなわち、管軸ＴＡの延在方向）に延在する略筒形状を有している。
【００８８】
底壁１ａは、側壁１ｂの下端側に設けられている。底壁１ａには、排気用の排気孔１２ｈが設けられている。側壁１ｂの上端部は開口している。側壁１ｂの上端部開口は、誘電体窓ＤＬによって閉じられている。
【００８９】
プラズマ処理装置１００は、導管４２を更に備えている。導管４２は、ステージ１４と誘電体窓ＤＬとの間において、管軸ＴＡの周囲からガスを空間Ｓｐに供給する。導管４２は、誘電体窓ＤＬとステージ１４との間において管軸ＴＡを中心に環状に延在している。
【００９０】
導管４２には、複数のガス供給孔４２ｂが形成されている。複数のガス供給孔４２ｂは、環状に配列されており、管軸ＴＡに向けて開口しており、導管４２に供給されたガスを管軸ＴＡに向けて供給する。導管４２は、導管４６を介して、ガス供給部Ｇ５、ガス供給部Ｇ６、ガス供給部Ｇ７、ガス供給部Ｇ８に接続されている。
【００９１】
ガス供給システムＧＡは、ガス供給部Ｇ５、ガス供給部Ｇ６、ガス供給部Ｇ７、ガス供給部Ｇ８を備える。ガス供給部Ｇ５は、予め設定された処理ガスを導管４２に供給する。ガス供給部Ｇ５は、ガス源Ｇ５ａ、弁Ｇ５ｂ、および流量制御器Ｇ５ｃを含み得る。ガス供給部Ｇ６は、予め設定された処理ガスを導管４２に供給する。ガス供給部Ｇ６は、ガス源Ｇ６ａ、弁Ｇ６ｂ、および流量制御器Ｇ６ｃを含み得る。
【００９２】
ガス供給部Ｇ７は、予め設定された処理ガスを導管４２に供給する。ガス供給部Ｇ７は、ガス源Ｇ７ａ、弁Ｇ７ｂ、および流量制御器Ｇ７ｃを含み得る。ガス供給部Ｇ８は、予め設定された処理ガスを導管４２に供給する。ガス供給部Ｇ８は、ガス源Ｇ８ａ、弁Ｇ８ｂ、および流量制御器Ｇ８ｃを含み得る。
【００９３】
ステージ１４は、管軸ＴＡ方向において誘電体窓ＤＬと対面するように設けられている。このステージ１４は、誘電体窓ＤＬと当該ステージ１４との間に空間Ｓｐを挟むように設けられている。ステージ１４上には、ウエハＷが載置される。ステージ１４は、台１４ａ、静電チャック１５、および、フォーカスリング１７を含み得る。
【００９４】
台１４ａは、筒状支持部４８によって支持されている。筒状支持部４８は、絶縁性の材料を有しており、底壁１ａから垂直上方に延びている。筒状支持部４８の外周には、導電性の筒状支持部５３が設けられている。筒状支持部５３は、筒状支持部４８の外周に沿って処理容器１２の底壁１ａから垂直上方に延びている。筒状支持部５３と側壁１ｂとの間には、環状の排気路５５が形成されている。
【００９５】
排気路５５の上部には、複数の貫通孔が設けられた環状のバッフル板５２が取り付けられている。排気孔１２ｈの下部には、排気管５４を介して排気装置５６が接続されている。排気装置５６は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有している。排気装置５６により、処理容器１２内の空間Ｓｐを所望の真空度まで減圧することができる。
【００９６】
台１４ａは、高周波電極を兼ねている。台１４ａには、マッチングユニット６０および給電棒６２を介して、ＲＦバイアス用の高周波電源５８が電気的に接続されている。高周波電源５８は、ウエハＷに引き込むイオンのエネルギーを制御するのに適した一定の周波数、例えば、１３．６５[ＭＨｚ]の高周波電力を所定のパワーで出力する。マッチングユニット６０は、高周波電源５８側のインピーダンスと、主に電極、プラズマ、処理容器１２といった負荷側のインピーダンスとの間で整合をとるための整合器を収容している。この整合器の中に自己バイアス生成用のブロッキングコンデンサが含まれている。
【００９７】
台１４ａの上面には、ウエハＷを保持するための保持部材である静電チャック１５が設けられている。静電チャック１５は、ウエハＷを静電吸着力で保持する。静電チャック１５の径方向外側には、ウエハＷの周囲および静電チャック１５の周囲を環状に囲むフォーカスリング１７が設けられている。
【００９８】
静電チャック１５は、電極１５ｄ、絶縁膜１５ｅ、および、絶縁膜１５ｆを含んでいる。電極１５ｄは、導電膜によって構成されており、絶縁膜１５ｅと絶縁膜１５ｆとの間に設けられている。電極１５ｄには、スイッチ６６および被覆線６８を介して高圧の直流電源６４が電気的に接続されている。静電チャック１５は、直流電源６４から印加される直流電圧により発生するクーロン力によって、ウエハＷを保持することができる。
【００９９】
台１４ａの内部には、周方向に延びる環状の冷媒室１４ｇが設けられている。冷媒室１４ｇには、チラーユニットから、配管７０、配管７２を介して所定の温度の冷媒、例えば、冷却水が循環供給される。この冷媒の温度によって静電チャック１５上のウエハＷの処理温度を制御できる。プラズマ処理装置１００では、伝熱ガス、例えば、Ｈｅガスがガス供給管７４を介して静電チャック１５の上面とウエハＷの裏面との間に供給される。
【０１００】
図５を参照して、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法を説明する。図５に示す方法ＭＴは電磁波の放射方法を用い、この電磁波の放射方法は工程ＳＴ１（第２工程）および工程ＳＴ２（第１工程）を備える。方法ＭＴは、図４に示すプラズマ処理装置１００、特にプラズマ処理装置１００が備え図１〜図４のそれぞれに示す構成のアンテナ装置ＭＷＳ（更には、図８〜図１３のそれぞれに示すアンテナ装置ＭＷＳ）を用いて実行される。
【０１０１】
工程ＳＴ１では、内側導体（内側導体ＣＢ１ａおよび内側導体ＣＢ１ｂの少なくとも一方）と誘電体窓ＤＬとの間隔を、駆動装置８０を用いて調整する。工程ＳＴ１において、誘電体窓ＤＬとの間隔が調整される内側導体は、内側導体ＣＢ１ａおよび内側導体ＣＢ１ｂの少なくとも一方である。工程ＳＴ１において誘電体窓ＤＬとの間隔が調整されない内側導体は、アンテナ装置ＭＷＳに設けられているが駆動装置８０に接続されていない、駆動装置８０に接続されている、アンテナ装置ＭＷＳに設けられていない、の何れかであり得る。
【０１０２】
工程ＳＴ１において誘電体窓ＤＬとの間隔の調整が内側導体ＣＢ１ａのみに対して行われる場合を考える。この場合、駆動装置８０は、複数の内側導体ＣＢ１ａのそれぞれを互いに同期して管軸ＴＡの方向に駆動する、または、複数の内側導体ＣＢ１ａのそれぞれを互いに独立して管軸ＴＡの方向に駆動する。
【０１０３】
工程ＳＴ１において誘電体窓ＤＬとの間隔の調整が内側導体ＣＢ１ｂのみに対して行われる場合を考える。この場合、駆動装置８０は、複数の内側導体ＣＢ１ｂのそれぞれを互いに同期して管軸ＴＡの方向に駆動する、または、複数の内側導体ＣＢ１ｂのそれぞれを互いに独立して管軸ＴＡの方向に駆動する。
【０１０４】
工程ＳＴ２では、分配導波管ＭＰ１を伝わる電磁波の進行を分配導波管ＭＰ１内に設けられた内側導体によって分配導波管ＭＰ１の下壁ＬＷに設けられた誘電体窓ＤＬの側に向け、誘電体窓ＤＬから電磁波を放射する。
【０１０５】
工程ＳＴ１は、工程ＳＴ２の実行前に、または、工程ＳＴ２の実行中に、行われる。従って、図５に示す方法ＭＴでは、まず工程ＳＴ１が実行され、次いで工程ＳＴ２が実行されるが、これに限られない。例えば、工程ＳＴ１が実行された後に工程ＳＴ２が実行され、工程ＳＴ２の実行中に工程ＳＴ１が更に実行され得る。または、工程ＳＴ２の実行前に工程ＳＴ１は実行されず、工程ＳＴ２の実行中にのみ工程ＳＴ１が実行され得る。
【０１０６】
図６を参照して、アンテナ装置ＭＷＳによる電磁波の電界強度の調整の態様を説明する。図６に示す結果は、アンテナ装置ＭＷＳが内側導体ＣＢ１ａと内側導体ＣＢ１ｂとを共に備え、駆動装置８０が複数の内側導体ＣＢ１ａのみを互いに同期して駆動した場合に得られた結果である。この場合、内側導体ＣＢ１ｂにおいて、端ＥＧ２ｂは分配導波管ＭＰ１の上壁ＵＷに接し、端ＥＧ１ｂは同軸導波管ＭＣ１ｂの開口端ＥＤｂを介して誘電体窓ＤＬに接している。
【０１０７】
図６において、横軸は内側導体ＣＢ１ａと誘電体窓ＤＬとの間隔［ｍｍ］（内側導体ＣＢ１ａの端ＥＧ１ａと同軸導波管ＭＣ１ａの開口端ＥＤａとの間の距離）を表し、縦軸は放電領域ＤＣＥａおよび放電領域ＤＣＥｂにおける最大電界強度［Ｖ／ｍ］を表す。図６に示す曲線ＧＡ１は、内側導体ＣＢ１ａと誘電体窓ＤＬとの間隔［ｍｍ］に応じた放電領域ＤＣＥａにおける最大電界強度［Ｖ／ｍ］の変化を表している。図６に示す曲線ＧＢ１は、内側導体ＣＢ１ａと誘電体窓ＤＬとの間隔［ｍｍ］に応じた放電領域ＤＣＥｂにおける最大電界強度［Ｖ／ｍ］の変化を表している。
【０１０８】
図６に示すように、内側導体ＣＢ１ａと誘電体窓ＤＬとの間隔が大きくなる程、内側導体ＣＢ１ａの直下の放電領域ＤＣＥａの最大電界強度は減少するが（曲線ＧＡ１）、内側導体ＣＢ１ｂの直下の放電領域ＤＣＥｂの最大電界強度は逆に増加する（曲線ＧＢ１）。
【０１０９】
更に図７を参照して、アンテナ装置ＭＷＳによる電磁波の電界強度の調整の他の態様を説明する。図７に示す結果は、アンテナ装置ＭＷＳが内側導体ＣＢ１ａのみを備え、駆動装置８０が複数の内側導体ＣＢ１ａのみを互いに同期して駆動した場合に得られた結果である。この場合、アンテナ装置ＭＷＳは、内側導体ＣＢ１ｂ、同軸導波管ＭＣ１ｂ、スライドコンタクトＳＣｂを備えない。
【０１１０】
図７において、横軸は内側導体ＣＢ１ａと誘電体窓ＤＬとの間隔［ｍｍ］（内側導体ＣＢ１ａの端ＥＧ１ａと同軸導波管ＭＣ１ａの開口端ＥＤａとの間の距離）を表し、縦軸は放電領域ＤＣＥａにおける最大電界強度［Ｖ／ｍ］を表す。図７に示す曲線ＧＡ２は、内側導体ＣＢ１ａと誘電体窓ＤＬとの間隔［ｍｍ］に応じた放電領域ＤＣＥａにおける最大電界強度［Ｖ／ｍ］の変化を表している。
【０１１１】
図７に示すように、内側導体ＣＢ１ａと誘電体窓ＤＬとの間隔が大きくなる程、内側導体ＣＢ１ａの直下の放電領域ＤＣＥａの最大電界強度は減少する（曲線ＧＡ２）。
【０１１２】
以上説明したように、内側導体ＣＢ１ａが管軸ＴＡの方向に駆動することによって、内側導体ＣＢ１ａから放射される電磁波による電界強度も調整され得る。また、内側導体ＣＢ１ａと共に内側導体ＣＢ１ｂが駆動装置８０によって駆動可能な場合があり得る。この場合、内側導体ＣＢ１ａおよび内側導体ＣＢ１ｂのそれぞれが管軸ＴＡの方向に駆動することによって、内側導体ＣＢ１ａから放射される電磁波による電界強度、および、内側導体ＣＢ１ｂから放射される電磁波も調整され得る。また、内側導体ＣＢ１ｂを備えるが駆動装置８０には内側導体ＣＢ１ａのみが接続されている場合があり得る。この場合、内側導体ＣＢ１ａが管軸ＴＡの方向に駆動することによって、内側導体ＣＢ１ａから放射される電磁波による電界強度が調整され得る。内側導体ＣＢ１ｂから放射される電磁波も内側導体ＣＢ１ａの駆動によって変動され得る。また、内側導体ＣＢ１ａおよび内側導体ＣＢ１ｂ等の内側導体と誘電体窓ＤＬとの間隔が調整されることによって、このような内側導体から放射される電磁波による電界強度が調整され得る。従って、本開示によれば、プロセス条件に応じて柔軟にプラズマ密度の分布が可変され得る。
【０１１３】
更に、電磁波は、誘電体窓ＤＬの平坦な表面ＦＣ１から、放電領域ＤＣＥａ、放電領域ＤＣＥｂ等のように局所的に放射し得る。電磁波は、分散部ＤＥ、同軸変換部ＣＰ１ａ、同軸変換部ＣＰ１ｂ、内側導体ＣＢ１ａ、内側導体ＣＢ１ｂを介して表面ＦＣ１から放射され得る。
【０１１４】
また、第１内側導体および第２内側導体は、管軸からの距離が異なるように配置されている。従って、第１内側導体、第２内側導体の何れのインピーダンスに急激な変動（transition）が生じた場合においても、管軸側からの電磁波の放射が可能となる。
【０１１５】
開口端ＥＤａから上壁ＵＷまでの距離ＬＫａは、基準長の奇数倍の値である。従って、比較的に高い強度の電磁波が開口端ＥＤａから放射され得る。
【０１１６】
開口端ＥＤｂから上壁ＵＷまでの距離ＬＫｂは、基準長の奇数倍の値である。従って、電磁波が開口端ＥＤｂから放射され得る。
【０１１７】
距離ＬＫａは、距離ＬＫｂよりも短くない（距離ＬＫｂ以上である）。特にＬＫａ＞ＬＫｂの場合、開口端ＥＤａの方が開口端ＥＤｂよりも誘電体窓ＤＬの表面ＦＣ１に近い。従って、開口端ＥＤａから放射される電磁波の方が開口端ＥＤｂから放射される電磁波よりも、強度が高い。この場合、開口端ＥＤａから放射される電磁波の放電領域ＤＣＥａに生成されるプラズマの方が開口端ＥＤｂから放射される電磁波の放電領域ＤＣＥｂに生成されるプラズマよりも密度が高い。
【０１１８】
また、同軸導波管ＭＣ２内において管軸ＴＡ上に内側導体ＣＢ２が配置されているので、同軸導波管ＭＣ２内において電磁波の導波が良好に行える。
【０１１９】
（第２の例示的実施形態）
図８を参照して、一つの例示的実施形態に係るアンテナ装置ＭＷＳの他の構成について説明する。図８は、一つの例示的実施形態に係るアンテナ装置ＭＷＳの他の構成を概略的に例示する断面図である。
【０１２０】
図８に示すアンテナ装置ＭＷＳは、図１に示すアンテナ装置ＭＷＳに対し、ガスライン２０ａおよびチョーク構造ＣＨが加えられた構成を備える。内側導体ＣＢ２の内部には、外部のガス供給システムＧＡに接続されるガスライン２０ａが設けられている。ガスライン２０ａは、内側導体ＣＢ２および誘電体窓ＤＬを貫通し、表面ＦＣ１上の空間Ｓｐに連通している。
【０１２１】
ガスライン２０ａは、同軸変換部ＣＰ２から内側導体ＣＢ２を貫通して誘電体窓ＤＬに至り、さらに、誘電体窓ＤＬを貫通して誘電体窓ＤＬの表面ＦＣ１に至る。ガス供給システムＧＡから供給されるガスは、ガスライン２０ａを介して、誘電体窓ＤＬの表面ＦＣ１上から空間Ｓｐ内に供給され得る。また、チョーク構造ＣＨは誘電体窓ＤＬ内に設けられている。
【０１２２】
チョーク構造ＣＨは、誘電体窓ＤＬの表面ＦＣ１から見て、分散部ＤＥを囲むように配置されている。チョーク構造ＣＨは、誘電体窓ＤＬの裏面ＦＣ２に設けられており、裏面ＦＣ２において裏面ＦＣ２の上方からみて窪んでいる箇所であり、下壁ＬＷに嵌合している。
【０１２３】
このように、第２の例示的実施形態においては、ガスライン２０ａによって、誘電体窓ＤＬの表面ＦＣ１から表面ＦＣ１上の空間Ｓｐ内への好適なガスの供給が可能となる。
【０１２４】
（第３の例示的実施形態）
図９を参照して、一つの例示的実施形態に係るアンテナ装置ＭＷＳの他の構成について説明する。図９は、一つの例示的実施形態に係るアンテナ装置ＭＷＳの他の構成を概略的に例示する断面図である。
【０１２５】
図９に示すアンテナ装置ＭＷＳは、図１に示すアンテナ装置ＭＷＳに冷媒管ＣＭが加えられた構成を備える。内側導体ＣＢ１ａの内部と内側導体ＣＢ１ｂの内部とには、外部のチラーユニットＣＵに接続される冷媒管ＣＭが設けられている。
【０１２６】
このように、第３の例示的実施形態においては、冷媒によって、同軸変換部ＣＰ１ａを含む内側導体ＣＢ１ａと、同軸変換部ＣＰ１ｂを含む内側導体ＣＢ１ｂとが好適な温度に至るまで冷却され得ることが可能となる。この冷媒は、チラーユニットＣＵから冷媒管ＣＭを介して、内側導体ＣＢ１ａと内側導体ＣＢ１ｂとに供給（循環）される。
【０１２７】
内側導体ＣＢ１ａ、同軸変換部ＣＰ１ａに電磁波が伝搬される際と、内側導体ＣＢ１ｂ、同軸変換部ＣＰ１ｂに電磁波が伝搬される際とに、内側導体ＣＢ１ａ、同軸変換部ＣＰ１ａと、内側導体ＣＢ１ｂ、同軸変換部ＣＰ１ｂとが加熱される場合があり得る。
【０１２８】
このような場合でも、内側導体ＣＢ１ａ、同軸変換部ＣＰ１ａと、内側導体ＣＢ１ｂ、同軸変換部ＣＰ１ｂとの温度を一定に保つことが可能となる。このため、同軸変換部ＣＰ１ａ、同軸変換部ＣＰ１ｂにおける電磁波の進行方向の変換と、内側導体ＣＢ１ａ、内側導体ＣＢ１ｂに沿った電磁波の導波とが、安定して良好に実現され得る。
【０１２９】
（第４の例示的実施形態）
図１０を参照して、一つの例示的実施形態に係るアンテナ装置ＭＷＳの他の構成について説明する。図１０は、一つの例示的実施形態に係るアンテナ装置ＭＷＳの他の構成を概略的に例示する断面図である。
【０１３０】
図１０に示すアンテナ装置ＭＷＳは、図１に示すアンテナ装置ＭＷＳにヒータ５１が加えられた構成を備える。下壁ＬＷの内部には、外部のヒータ電源５１ａに接続されるヒータ５１が設けられている。
【０１３１】
このように、第４の例示的実施形態においては、ヒータ５１によって、分配導波管ＭＰ１等の各導波管の温度および誘電体窓ＤＬの温度を好適な温度に至るまで昇温することができる。プラズマが生成されるとプラズマからの入熱によって、誘電体窓ＤＬの温度、分配導波管ＭＰ１等の各導波管の温度が上昇するが、ヒータ５１によって予め加熱しておくことができる。このため、プラズマ生成前と生成中における各導波管の温度変化が低減され得るので、分配導波管ＭＰ１等の各導波管内における電磁波の導波が良好に行われ、安定したプラズマが生成できる。
【０１３２】
なお、ヒータ５１は、図１０に示すように下壁ＬＷの内部に設けられてもよいが、これに限定されるものでなく、下壁ＬＷと誘電体窓ＤＬとの間に設けられてもよい。
【０１３３】
（第５の例示的実施形態）
図１１を参照して、一つの例示的実施形態に係るアンテナ装置ＭＷＳの他の構成について説明する。図１１は、一つの例示的実施形態に係るアンテナ装置ＭＷＳの他の構成を概略的に例示する断面図である。
【０１３４】
図１１に示すアンテナ装置ＭＷＳは、図１に示すアンテナ装置ＭＷＳに保護膜ＴＤが加えられた構成を備える。誘電体窓ＤＬの平坦な表面ＦＣ１には、保護膜ＴＤが設けられている。保護膜ＴＤの材料は、プラズマ耐性を有する材料であり、例えば、Ｙ２Ｏ３、ＹＦ３、Ｓｉ、ＳｉＯ２、ＳｉＣであり得る。
【０１３５】
このように、第５の例示的実施形態においては、保護膜ＴＤが平坦な表面ＦＣ１に設けられるので、保護膜ＴＤは、表面ＦＣ１に亘って、均一な膜厚でコンフォーマルに容易に形成され得る。
【０１３６】
（第６の例示的実施形態）
図１２を参照して、一つの例示的実施形態に係るアンテナ装置ＭＷＳの他の構成について説明する。図１２は、一つの例示的実施形態に係るアンテナ装置ＭＷＳの他の構成を概略的に例示する断面図である。
【０１３７】
図１２に示すアンテナ装置ＭＷＳは、図１に示すアンテナ装置ＭＷＳにおいて内側導体ＣＢ２（同軸変換部ＣＰ２を含む）および導入導波管ＭＰ２を設けない構成を備える。同軸導波管ＭＣ２の管内空間ＳＰ３には、内側導体ＣＢ２が配置されていない。分配導波管ＭＰ１の管内空間ＳＰ１には、下壁ＬＷ上且つ同軸導波管ＭＣ２の管軸ＴＡ上において、円錐（または円錐台）等の形状の分散部ＤＥが配置されている。
【０１３８】
このように、第６の例示的実施形態においては、内側導体ＣＢ２および導入導波管ＭＰ２は用いられない。従って、アンテナ装置ＭＷＳの形状および構造がより簡略化され、よって、アンテナ装置ＭＷＳの製造およびプラズマ処理装置１００に対する取り付けが、容易に行われ得る。
【０１３９】
以上説明した第１〜第６の例示的実施形態のそれぞれの構成は、可能な限り、互いに様々に組み合わせ得る。例えば、第１の例示的実施形態の構成に対し、第２〜第５の例示的実施形態の構成の何れかまたは全てを加えることが可能である。また、第１の例示的実施形態の構成に替えて第６の例示的実施形態の構成を用いた場合に、更に、第２〜第５の例示的実施形態の構成の何れかまたは全てを加えることが可能である。
【０１４０】
第１〜第６の例示的実施形態では、誘電体窓ＤＬの表面ＦＣ１が平坦であるものを用いる。これによって、誘電体窓ＤＬの表面ＦＣ１に保護膜ＴＤ等のコーティング膜を形成する等、誘電体窓ＤＬの表面ＦＣ１に対するコーティングが容易となる。しかし、コーティングが容易になる形状であれば、誘電体窓ＤＬの表面ＦＣ１が平坦となっている上記した形状に限定されるものではない。また、このような平坦な形状の表面ＦＣ１は、図１３の（ａ）部、図１３の（ｂ）部、図１３の（ｃ）部に示されている。しかし、凹凸を有さない形状であればよく、例えば図１４〜図１７のそれぞれに示す形状の表面ＦＣ１が用いられ得る。
【０１４１】
図１４の（ａ）部、図１４の（ｂ）部、図１４の（ｃ）部に示す表面ＦＣ１の形状は、凹凸を有さない形状の一例であり、誘電体窓ＤＬの裏面ＦＣ２から離れる向きに突出している曲面形状である。
【０１４２】
図１５の（ａ）部、図１５の（ｂ）部、図１５の（ｃ）部に示す表面ＦＣ１の形状は、凹凸を有さない形状の一例であり、誘電体窓ＤＬの裏面ＦＣ２から離れる向きに突出しているテーパ形状ということができる。この表面ＦＣ１の突出箇所は、当該突出箇所の基端から頂点に向けて延びる複数の四角形が繋ぎ合わされて構成されている。
【０１４３】
図１６の（ａ）部、図１６の（ｂ）部、図１６の（ｃ）部に示す表面ＦＣ１の形状は、凹凸を有さない形状の一例であり、誘電体窓ＤＬの裏面ＦＣ２に向かう方向に窪んでいる曲面形状である。
【０１４４】
図１７の（ａ）部、図１７の（ｂ）部、図１７の（ｃ）部に示す表面ＦＣ１の形状は、凹凸を有さない形状の一例であり、誘電体窓ＤＬの裏面ＦＣ２に向かって窪んでいる形状である。この表面ＦＣ１の窪み箇所は、当該窪みの最も深い底部に向けて延びる複数の四角形が繋ぎ合わされて構成されている。
【０１４５】
表面ＦＣ１の形状の上記の様々なバリエーションにおいて、何れも、表面ＦＣ１のうち同軸導波管ＭＣ１ａの開口端ＥＤａに対向する箇所と同軸導波管ＭＣ１ｂの開口端ＥＤｂに対向する箇所とには凹凸が設けられていない。表面ＦＣ１の形状は、凹凸が設けられていない様々な形状が可能である。
【０１４６】
上記した全ての例示的実施形態の各々に係るアンテナ装置ＭＷＳは、何れも、図１８〜図２０に示す構成の全てまたは一部を、更に備え得る。
【０１４７】
図１８に示すように、アンテナ装置ＭＷＳは、プローブ群ＰＢＧａ、検出装置ＤＴａ、演算装置ＣＴを備える。アンテナ装置ＭＷＳは、更に、プローブ群ＰＢＧｂ、検出装置ＤＴｂを備え得る。
【０１４８】
アンテナ装置ＭＷＳは、プローブ群ＰＢＧａとプローブ群ＰＢＧｂとを共に備える構成を有し、プローブ群ＰＢＧａとプローブ群ＰＢＧｂとが共に用いられる。なお、アンテナ装置ＭＷＳはプローブ群ＰＢＧａのみを備える構成を有し、プローブ群ＰＢＧａのみが用いられてもよい。アンテナ装置ＭＷＳは、プローブ群ＰＢＧｂのみを備える構成を有しプローブ群ＰＢＧｂのみが用いられてもよい。
【０１４９】
プローブ群ＰＢＧａは、電気導体の複数のプローブＰＢａを含む。プローブ群ＰＢＧａは、分配導波管ＭＰ１または同軸導波管ＭＣ１ａに設けられる。プローブ群ＰＢＧａは、プラズマ生成に用いられ分配導波管ＭＰ１または同軸導波管ＭＣ１ａの周囲に存在する物理量（以下、物理量ＰＶという）の検出に用いられる。
【０１５０】
プローブ群ＰＢＧｂは、電気導体の複数のプローブＰＢｂを含む。プローブ群ＰＢＧｂは、分配導波管ＭＰ１または同軸導波管ＭＣ１ｂに設けられる。プローブ群ＰＢＧｂは、プラズマ生成に用いられ分配導波管ＭＰ１または同軸導波管ＭＣ１ｂの周囲に存在する物理量ＰＶの検出に用いられる。
【０１５１】
物理量ＰＶは、プラズマ生成に用いられプラズマ生成時に、分配導波管ＭＰ１、同軸導波管ＭＣ１ａ、同軸導波管ＭＣ１ｂの周囲に、分布して存在する。
【０１５２】
本開示における物理量ＰＶは、プローブ群ＰＢＧａ、プローブ群ＰＢＧｂによって検出される物理量であって、例えば、電界強度、電位、電力等であり得る。
【０１５３】
複数のプローブＰＢａ、及び、複数のプローブＰＢｂは、何れも、管軸ＴＡから見て同心円状に配置される。より具体的に、複数のプローブＰＢａは、仮想ラインＣＫａ上に、概ね等間隔（周期的）に配置されている。仮想ラインＣＫａは、管軸ＴＡから見て管軸ＴＡを中心とした円形状である。複数のプローブＰＢｂは、仮想ラインＣＫｂ上に、概ね等間隔（周期的）に配置されている。仮想ラインＣＫｂは、管軸ＴＡから見て管軸ＴＡを中心とした円形状である。
【０１５４】
仮想ラインＣＫａと仮想ラインＣＫｂとは、管軸ＴＡから見て、共に管軸ＴＡを中心とした同心円である。仮想ラインＣＫｂは、仮想ラインＣＫａよりも、管軸ＴＡに近い。
【０１５５】
図１９には、管軸ＴＡから見たプローブ群ＰＢＧａ、プローブ群ＰＢＧｂの配置の一例が示されており、線ＫＬａ、線ＫＬｂ、線ＲＬａ、線ＲＬｂ、角度αａ、角度αｂ、角度βａ、角度βｂが示されている。
【０１５６】
線ＫＬａは、管軸ＴＡから見て、管軸ＴＡと内側導体ＣＢ１ａの中心軸ＴＡ１ａとを結ぶ線である。線ＫＬｂは、管軸ＴＡから見て、管軸ＴＡと内側導体ＣＢ１ｂの中心軸ＴＡ１ｂとを結ぶ線である。
【０１５７】
線ＲＬａは、管軸ＴＡから見て、管軸ＴＡとプローブＰＢａとを結ぶ線である。線ＲＬｂは、管軸ＴＡから見て、管軸ＴＡとプローブＰＢｂとを結ぶ線である。
【０１５８】
角度αａは、管軸ＴＡから見て、互いに隣接する二つの内側導体ＣＢ１ａの各々の中心軸ＴＡ１ａを通る二つの線ＫＬａの間の角度（鋭角）である。角度αｂは、管軸ＴＡから見て、互いに隣接する二つの内側導体ＣＢ１ｂの各々の中心軸ＴＡ１ｂを通る二つの線ＫＬｂの間の角度（鋭角）である。
【０１５９】
角度βａは、管軸ＴＡから見て、一つの内側導体ＣＢ１ａの中心軸ＴＡ１ａを通る線ＫＬａと、当該一つの内側導体ＣＢ１ａに最も近い位置にあるプローブＰＢａを通る線ＲＬａとの間の角度（鋭角）である。角度βｂは、管軸ＴＡから見て、一つの内側導体ＣＢ１ｂの中心軸ＴＡ１ｂを通る線ＫＬｂと、当該一つの内側導体ＣＢ１ｂに最も近い位置にあるプローブＰＢｂを通る線ＲＬｂとの間の角度（鋭角）である。
【０１６０】
図２０には、線ＫＬａまたは線ＫＬｂと、管軸ＴＡとを含む断面から見て、プローブＰＢａまたはプローブＰＢｂが配置され得る複数の位置が示されている。プローブＰＢａは、位置ＰＳ１〜位置ＰＳ７の何れかに配置され得る。プローブＰＢｂは、位置ＰＳ１、位置ＰＳ２、位置ＰＳ４〜位置ＰＳ７の何れかに配置され得る。
【０１６１】
位置ＰＳ１、位置ＰＳ２は、上壁ＵＷにあって、内側導体ＣＢ１ａ（プローブＰＢａの場合）または内側導体ＣＢ１ｂ（プローブＰＢｂの場合）の近傍にある。位置ＰＳ１は、管軸ＴＡ寄りにある。位置ＰＳ２は、側壁ＳＷ寄りにある。
【０１６２】
位置ＰＳ３は、側壁ＳＷにある。位置ＰＳ４は、下壁ＬＷにある。
【０１６３】
位置ＰＳ５、位置ＰＳ６、位置ＰＳ７は、同軸導波管ＭＣ１ａ（プローブＰＢａの場合）または同軸導波管ＭＣ１ｂ（プローブＰＢｂの場合）にある。位置ＰＳ５は、管軸ＴＡ寄りにある。位置ＰＳ６は、側壁ＳＷ寄りにある。位置ＰＳ７は、管軸ＴＡの上から見た同軸導波管ＭＣ１ａ（プローブＰＢａの場合）または同軸導波管ＭＣ１ｂ（プローブＰＢｂの場合）の周方向において、位置ＰＳ５と位置ＰＳ６との間（例えば、周方向における中間点）にある。
【０１６４】
なお、図示しないが、上壁ＵＷにおけるプローブＰＢａ、プローブＰＢｂの配置位置は、位置ＰＳ１、位置ＰＳ２に限られない。例えば、位置ＰＳ５と位置ＰＳ６と位置ＰＳ７との位置関係に対応するように、プローブＰＢａ、プローブＰＢｂが上壁ＵＷに配置され得る。すなわち、同軸導波管ＭＣ１ａ（プローブＰＢａの場合）または同軸導波管ＭＣ１ｂ（プローブＰＢｂの場合）の上記周方向において、位置ＰＳ１と位置ＰＳ２との間（例えば、周方向における中間点）に、プローブＰＢａまたはプローブＰＢｂが配置され得る。
【０１６５】
また、図示しないが、下壁ＬＷにおけるプローブＰＢａ、プローブＰＢｂの配置位置は、位置ＰＳ４に限られない。下壁ＬＷにおけるプローブＰＢａの配置位置は、例えば、内側導体ＣＢ１ａの近傍において、管軸ＴＡ寄り、側壁ＳＷ寄りの何れであってもよく、同軸導波管ＭＣ１ａの上記周方向の何れの箇所にあってもよい。下壁ＬＷにおけるプローブＰＢｂの配置位置は、例えば、内側導体ＣＢ１ｂの近傍において、管軸ＴＡ寄り、側壁ＳＷ寄りの何れであってもよく、同軸導波管ＭＣ１ｂの上記周方向の何れの箇所にあってもよい。
【０１６６】
また、図示しないが、側壁ＳＷにおける位置ＰＳ３は、管軸ＴＡの方向において、限定されない。
【０１６７】
図１８に戻って説明する。複数の同軸ケーブルＣＢａの各々は、プローブ群ＰＢＧａの複数のプローブＰＢａの各々に接続される。複数の同軸ケーブルＣＢａの各々は、複数の検出装置ＤＴａの各々に接続される。複数のプローブＰＢａの各々は、複数の同軸ケーブルＣＢａの各々を介して、複数の検出装置ＤＴａの各々に接続される。複数の検出装置ＤＴａは、演算装置ＣＴに接続される。
【０１６８】
検出装置ＤＴａは、当該検出装置ＤＴａに接続されているプローブＰＢａから出力される信号を検出し、検出した当該信号を演算装置ＣＴに送る。複数のプローブＰＢａから出力される複数の信号は、プローブ群ＰＢＧａによって検出される分配導波管ＭＰ１または同軸導波管ＭＣ１ａの周囲の物理量ＰＶを表す。検出装置ＤＴａは、例えば、検波器とこの検波器に接続されたオシロスコープとを有する場合があり得る。
【０１６９】
複数の同軸ケーブルＣＢｂの各々は、プローブ群ＰＢＧｂの複数のプローブＰＢｂの各々に接続される。複数の同軸ケーブルＣＢｂの各々は、複数の検出装置ＤＴｂの各々に接続される。複数のプローブＰＢｂの各々は、複数の同軸ケーブルＣＢｂの各々を介して、複数の検出装置ＤＴｂの各々に接続される。複数の検出装置ＤＴｂは、演算装置ＣＴに接続される。
【０１７０】
検出装置ＤＴｂは、当該検出装置ＤＴｂに接続されているプローブＰＢｂから出力される信号を検出し、検出した当該信号を演算装置ＣＴに送る。複数のプローブＰＢｂから出力される複数の信号は、プローブ群ＰＢＧｂによって検出される分配導波管ＭＰ１または同軸導波管ＭＣ１ｂの周囲の物理量ＰＶを表す。検出装置ＤＴｂは、例えば、検波器とこの検波器に接続されたオシロスコープとを有する場合があり得る。
【０１７１】
演算装置ＣＴは、CPU、RAM、ROM等を備え、例えばCPUがコンピュータプログラムを実行することによって、複数の検出装置ＤＴａ、複数の検出装置ＤＴｂから送られる複数の信号を解析する。より具体的に、演算装置ＣＴは、プローブ群ＰＢＧａによって検出される物理量ＰＶの複数の値に基づいて、分配導波管ＭＰ１または同軸導波管ＭＣ１ａの周囲における物理量ＰＶの分布を取得する。演算装置ＣＴは、分配導波管ＭＰ１または同軸導波管ＭＣ１ａの周囲における物理量ＰＶの取得した分布に基づいて、内側導体ＣＢ１ａおよび内側導体ＣＢ１ｂを駆動する駆動装置８０を、制御する。
【０１７２】
演算装置ＣＴは、プローブ群ＰＢＧｂによって検出される物理量ＰＶの複数の値に基づいて、分配導波管ＭＰ１または同軸導波管ＭＣ１ｂの周囲における物理量ＰＶの分布を取得する。演算装置ＣＴは、分配導波管ＭＰ１または同軸導波管ＭＣ１ｂの周囲における物理量ＰＶの取得した分布に基づいて、駆動装置８０を、制御する。
【０１７３】
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置１００は、演算装置ＣＴが制御部５０に含まれる構成を有し得るが、これに限らず、演算装置ＣＴと制御部５０とが互いに別体に設けられる構成を有し得る。
【０１７４】
図２１に示す分布ＲＥａには複数のプローブＰＢａによって検出される物理量ＰＶの値の一例が示され、分布ＲＥｂには複数のプローブＰＢｂによって検出される物理量ＰＶの値の一例が示されている。
【０１７５】
分布ＲＥａの横軸は、プローブＰＢａの位置（図１９において管軸ＴＡから見た仮想ラインＣＫａ上の位置であり、互いに隣接する二つの線ＲＬａの間の角度）［°］を示す。図２１には、同軸導波管ＭＣ１ａの個数とプローブＰＢａの個数とが同じであり、管軸ＴＡから見て、同軸導波管ＭＣ１ａが仮想ラインＣＬａ上に略等間隔に配置され、プローブＰＢａも仮想ラインＣＫａ上に等間隔に配置されている場合が、例示されている。この場合、互いに隣接する二つの線ＲＬａの間の角度は、互いに隣接する二つの線ＫＬａの間の角度αａと同じであり得る。
【０１７６】
分布ＲＥｂの横軸は、プローブＰＢｂの位置（図１９において管軸ＴＡから見た仮想ラインＣＫｂ上の位置であり、互いに隣接する二つの線ＲＬｂの間の角度）［°］を示す。図２１には、同軸導波管ＭＣ１ｂの個数とプローブＰＢｂの個数とが同じであり、管軸ＴＡから見て、同軸導波管ＭＣ１ｂが仮想ラインＣＬｂ上に略等間隔に配置され、プローブＰＢｂも仮想ラインＣＫｂ上に等間隔に配置されている場合が、例示されている。この場合、互いに隣接する二つの線ＲＬｂの間の角度は、互いに隣接する二つの線ＫＬｂの間の角度αｂと同じであり得る。
【０１７７】
図２１の分布ＲＥａおよび分布ＲＥｂの各々の縦軸は、何れも、物理量ＰＶを示す。
【０１７８】
分布ＲＥａに示されている複数の点ＰＴａの各々は、複数のプローブＰＢａの各々によって検出された物理量ＰＶの値を示す。線ＡＬａは、複数のプローブＰＢａの各々によって検出された物理量ＰＶの値の平均値（Ave）を示す。
【０１７９】
分布ＲＥｂに示されている複数の点ＰＴｂの各々は、複数のプローブＰＢｂの各々によって検出された物理量ＰＶの値を示す。線ＡＬｂは、複数のプローブＰＢｂの各々によって検出された物理量ＰＶの値の平均値（Ave）を示す。
【０１８０】
σは、複数のプローブＰＢａの各々によって検出された物理量ＰＶの値の標準偏差であり（分布ＲＥａの場合）、更に、複数のプローブＰＢｂの各々によって検出された物理量ＰＶの値の標準偏差である（分布ＲＥｂの場合）。3σは、σを3倍した値である。なお、図２１には、一例として3σが示されているが、これに限らず、σ、2σ（σを2倍した値）等であり得る。
【０１８１】
演算装置ＣＴは、プローブ群ＰＢＧａによって検出された分布ＲＥａにおいて、例えば、平均値（Av）±標準偏差の3倍（3σ）の範囲（Ave - 3σ以上且つAve - 3σ以下）外に物理量ＰＶ（図２１に示す点ＰＴａ）が検出された場合を考える。この場合、演算装置ＣＴは、内側導体ＣＢ１ａを駆動することによってプローブ群ＰＢＧａによって検出される全ての物理量ＰＶがAve - 3σ以上且つAve - 3σ以下の範囲内となるように、駆動装置８０を制御する。これにより、特に仮想ラインＣＫａに沿った誘電体窓ＤＬの表面ＦＣ１の下において、比較的に均一な密度のプラズマが生成され得る。
【０１８２】
演算装置ＣＴは、プローブ群ＰＢＧｂによって検出された分布ＲＥｂにおいて、例えば、平均値（Av）±標準偏差の3倍（3σ）の範囲（Ave - 3σ以上且つAve - 3σ以下）外に物理量ＰＶ（図２１に示す点ＰＴｂ）が検出された場合を考える。この場合、演算装置ＣＴは、内側導体ＣＢ１ｂを駆動することによってプローブ群ＰＢＧｂによって検出される全ての物理量ＰＶがAve - 3σ以上且つAve - 3σ以下の範囲内となるように、駆動装置８０を制御する。これにより、特に仮想ラインＣＫｂに沿った誘電体窓ＤＬの表面ＦＣ１の下において、比較的に均一な密度のプラズマが生成され得る。
【０１８３】
なお、演算装置ＣＴは、分布ＲＥａの線ＡＬａによって示される平均値と、分布ＲＥｂの線ＡＬｂによって示される平均値とを、特定の値（例えば当該二つの平均値を平均した値等）に揃えるように、駆動装置８０を制御することができる。この場合、誘電体窓ＤＬの表面ＦＣ１下の概ね全体に亘って、比較的に均一な密度のプラズマが生成され得る。
【０１８４】
また、演算装置ＣＴは、プローブ群ＰＢＧａおよびプローブＰＢｂによって検出される全ての物理量ＰＶの値の平均値と標準偏差とを取得し、当該平均値と標準偏差とに基づいて駆動装置８０を制御することもできる。この場合も、誘電体窓ＤＬの表面ＦＣ１下の概ね全体に亘って、比較的に均一な密度のプラズマが生成され得る。
【０１８５】
上述において種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる例示的実施形態における要素を組み合わせて他の例示的実施形態を形成することが可能である。
【０１８６】
以上の説明から、本開示の種々の例示的実施形態は本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の例示的実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。
【符号の説明】
【０１８７】
１００…プラズマ処理装置、１２…処理容器、１２ｈ…排気孔、１４…ステージ、１４ｇ…冷媒室、１４ａ…台、１５…静電チャック、１５ｄ…電極、１５ｅ…絶縁膜、１５ｆ…絶縁膜、１６…搬入出口、１７…フォーカスリング、１ａ…底壁、１ｂ…側壁、２０ａ…ガスライン、３８…電磁波生成システム、４２…導管、４２ｂ…ガス供給孔、４６…導管、４８…筒状支持部、５０…制御部、５１…ヒータ、５１ａ…ヒータ電源、５２…バッフル板、５３…筒状支持部、５４…排気管、５５…排気路、５６…排気装置、５８…高周波電源、６０…マッチングユニット、６２…給電棒、６４…直流電源、６６…スイッチ、６８…被覆線、７０…配管、７２…配管、７４…ガス供給管、８０…駆動装置、ＣＢ１ａ…内側導体、ＣＢ１ｂ…内側導体、ＣＢ２…内側導体、ＣＨ…チョーク構造、ＣＬａ…仮想ライン、ＣＬｂ…仮想ライン、ＣＭ…冷媒管、ＣＰ１ａ…同軸変換部、ＣＰ１ｂ…同軸変換部、ＣＰ２…同軸変換部、ＣＵ…チラーユニット、ＤＣＥａ…放電領域、ＤＣＥｂ…放電領域、ＤＥ…分散部、ＤＬ…誘電体窓、ＤＰａ…凹部、ＤＰｂ…凹部、ＥＤａ…開口端、ＥＤｂ…開口端、ＥＧ１ａ…端、ＥＧ１ｂ…端、ＥＧ２ａ…端、ＥＧ２ｂ…端、ＦＣ１…表面、ＦＣ２…裏面、Ｇ１…ゲートバルブ、Ｇ５…ガス供給部、Ｇ５ａ…ガス源、Ｇ５ｂ…弁、Ｇ５ｃ…流量制御器、Ｇ６…ガス供給部、Ｇ６ａ…ガス源、Ｇ６ｂ…弁、Ｇ６ｃ…流量制御器、Ｇ７…ガス供給部、Ｇ７ａ…ガス源、Ｇ７ｂ…弁、Ｇ７ｃ…流量制御器、Ｇ８…ガス供給部、Ｇ８ａ…ガス源、Ｇ８ｂ…弁、Ｇ８ｃ…流量制御器、ＧＡ…ガス供給システム、Ｌ１ａ…距離、Ｌ１ｂ…距離、ＬＫａ…距離、ＬＫｂ…距離、ＬＬａ…距離、ＬＬｂ…距離、ＬＷ…下壁、ＭＣ１ａ…同軸導波管、ＭＣ１ｂ…同軸導波管、ＭＣ２…同軸導波管、ＭＴ…方法、ＭＰ１…分配導波管、ＭＰ２…導入導波管、ＭＷＳ…アンテナ装置、ＳＣａ…スライドコンタクト、ＳＣｂ…スライドコンタクト、Ｓｐ…空間、ＳＰ１…管内空間、ＳＰ２ａ…管内空間、ＳＰ２ｂ…管内空間、ＳＰ３…管内空間、ＳＰ４…管内空間、ＳＷ…側壁、ＴＡ…管軸、ＴＡ１ａ…中心軸、ＴＡ１ｂ…中心軸、ＴＤ…保護膜、ＴＨ１…厚み、ＴＨ２…厚み、ＴＨ３…厚み、ＵＷ…上壁、Ｗ…ウエハ、ＷＭａ…進行方向、ＷＭｂ…進行方向、ＷＭｃ…進行方向、ＷＭｄａ…進行方向、ＷＭｄｂ…進行方向、ＡＬａ…線、ＡＬｂ…線、ＣＢａ…同軸ケーブル、ＣＢｂ…同軸ケーブル、ＣＫａ…仮想ライン、ＣＫｂ…仮想ライン、ＣＴ…演算装置、ＤＴａ…検出装置、ＤＴｂ…検出装置、ＫＬａ…線、ＫＬｂ…線、ＰＢａ…プローブ、ＰＢｂ…プローブ、ＰＢＧａ…プローブ群、ＰＢＧｂ…プローブ群、ＰＳ１…位置、ＰＳ２…位置、ＰＳ３…位置、ＰＳ４…位置、ＰＳ５…位置、ＰＳ６…位置、ＰＳ７…位置、ＲＥａ…分布、ＲＥｂ…分布、ＲＬａ…線、ＲＬｂ…線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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