(57)【要約】【課題】処理容器内の周方向におけるプラズマの密度の分布の均一性を向上させることが可能なプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】例示的実施形態に係るプラズマ処理装置は、処理容器、ステージ、上部電極、導入部、及び導波部を備える。ステージは、処理容器内に設けられている。上部電極は、ステージの上方に処理容器内の空間を介して設けられている。導入部は、高周波の導入部である。高周波は、ＶＨＦ波又はＵＨＦ波である。導入部は、空間の横方向端部に設けられており、処理容器の中心軸線の周りで周方向に延在している。導波部は、導入部に高周波を供給するように構成されている。導波部は、導波路を提供する共振器を含む。共振器の導波路は、中心軸線の周りで周方向に延び、中心軸線が延在する方向に延び、導入部に接続されている。【選択図】図１
2020092031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器と、
前記処理容器内に設けられたステージと、
前記ステージの上方に前記処理容器内の空間を介して設けられた上部電極と、
ＶＨＦ波又はＵＨＦ波である高周波の導入部であって、前記空間の横方向端部に設けられており、前記処理容器の中心軸線の周りで周方向に延在する、該導入部と、
前記導入部に前記高周波を供給するように構成された導波部と、
を備え、
前記導波部は、導波路を提供する共振器を含み、
前記共振器の前記導波路は、前記中心軸線の周りで前記周方向に延び、前記中心軸線が延在する方向に延び、前記導入部に接続されている、
プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記導波路は筒形状を有する、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記導波路は、前記中心軸線が延在する前記方向における一端及び他端を含み、
前記一端と前記他端との間の前記導波路の幅は、前記導波路に供給される高周波の自由空間波長の約１／２である、
請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記導波路は、前記中心軸線が延在する前記方向において折り返されている、請求項１〜３の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記導波部は、前記中心軸線に対して径方向に延びて、前記導波路に接続する複数の同軸導波管を含み、
前記複数の同軸導波管は、前記周方向において等間隔で配列されている、
請求項１〜４の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記導波部は、前記中心軸線上で延在し、且つ、前記複数の同軸導波管に接続された同軸導波管を更に含む、請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記ステージの上方、且つ、前記上部電極の下方に設けられた誘電体板を更に備える、請求項１〜６の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記誘電体板は、前記処理容器内にガスを吐出するように構成されたシャワープレートである、請求項７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記シャワープレートにガスを供給するために前記導波部を通って延びる配管を更に備え、
前記導波部の金属壁が接地されている、
請求項８に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
プラズマ処理装置を用いて基板にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法であって、
前記プラズマ処理装置の処理容器内の空間にガスを供給する工程と、
前記処理容器内でステージ上に載置された基板に対してプラズマ処理を行うために、前記空間に高周波を導入する工程と、
を含み、
前記プラズマ処理装置は、
前記処理容器と、
前記処理容器内に設けられた前記ステージと、
前記ステージの上方に前記処理容器内の前記空間を介して設けられた上部電極と、
ＶＨＦ波又はＵＨＦ波である前記高周波の導入部であって、前記空間の横方向端部に設けられており、前記処理容器の中心軸線の周りで周方向に延在する、該導入部と、
前記導入部に前記高周波を供給するように構成された導波部と、
を備え、
前記導波部は、導波路を提供する共振器を含み、
前記共振器の前記導波路は、前記中心軸線の周りで前記周方向に延び、前記中心軸線が延在する方向に延び、前記導入部に接続されている、
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、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスの製造においてはプラズマ処理装置が用いられている。一種のプラズマ処理装置は、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されたプラズマ処理装置は、処理容器、試料台、円盤状部材、空洞共振器、及び導波管を備える。処理容器は、その内部に処理室を提供する。試料台は、処理室内に配置されている。円盤状部材は、誘電体製である。円盤状部材は、処理室の上方に設けられている。空洞共振器は、円盤状部材上に設けられている。導波管は、空洞共振器に接続されている。特許文献１に記載されたプラズマ処理装置では、プラズマを生成するために、電界が、導波管から空洞共振器に供給される。空洞共振器に供給された電界は、円盤状部材を透過して処理室に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１０３２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プラズマ処理装置には、処理容器内の周方向におけるプラズマの密度の分布の均一性を向上させることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、処理容器、ステージ、上部電極、導入部、及び導波部を備える。ステージは、処理容器内に設けられている。上部電極は、ステージの上方に処理容器内の空間を介して設けられている。導入部は、高周波の導入部である。高周波は、ＶＨＦ波又はＵＨＦ波である。導入部は、空間の横方向端部に設けられており、処理容器の中心軸線の周りで周方向に延在している。導波部は、導入部に高周波を供給するように構成されている。導波部は、導波路を提供する共振器を含む。共振器の導波路は、中心軸線の周りで周方向に延び、中心軸線が延在する方向に延び、導入部に接続されている。
【発明の効果】
【０００６】
一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置によれば、処理容器内の周方向におけるプラズマの密度の分布の均一性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図２】一例のステージを示す破断斜視図である。
【図３】別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図４】一つの例示的実施形態に係る上部電極を示す斜視図である。
【図５】更に別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図６】更に別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図７】図６に示す例示的実施形態のプラズマ処理装置の一部を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、種々の例示的実施形態について説明する。
【０００９】
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。プラズマ処理装置は、処理容器、ステージ、上部電極、導入部、及び導波部を備える。ステージは、処理容器内に設けられている。上部電極は、ステージの上方に処理容器内の空間を介して設けられている。導入部は、高周波の導入部である。高周波は、ＶＨＦ波又はＵＨＦ波である。導入部は、空間の横方向端部に設けられており、処理容器の中心軸線の周りで周方向に延在している。導波部は、導入部に高周波を供給するように構成されている。導波部は、導波路を提供する共振器を含む。共振器の導波路は、中心軸線の周りで周方向に延び、中心軸線が延在する方向に延び、導入部に接続されている。
【００１０】
上記例示的実施形態に係るプラズマ処理装置では、共振器は、中心軸線の周りで周方向に延び、中心軸線が延在する方向に延びる導波路を提供している。この導波路は、周方向に延在する導波部に接続されている。したがって、導入部から、周方向において均一なパワーで高周波が処理容器内の空間に導入される。故に、処理容器内の周方向におけるプラズマの密度の分布の均一性が向上される。
【００１１】
一つの例示的実施形態において、導波路は筒形状を有し得る。
【００１２】
一つの例示的実施形態において、導波路は、一端及び他端を含む。一端及び他端は、中心軸線に沿った方向における導波路の一端及び他端であり得る。一端と他端との間の導波路の幅は、導波路に供給される高周波の自由空間波長の約１／２であってもよい。導波路の他端は、導波部に接続されていてもよい。
【００１３】
一つの例示的実施形態において、導波路は、中心軸線が延在する方向において折り返されていてもよい。
【００１４】
一つの例示的実施形態において、導波部は、複数の同軸導波管を含んでいてもよい。複数の同軸導波管は、中心軸線に対して径方向に延びて、共振器の導波路に接続され得る。複数の同軸導波管は、周方向において等間隔で配列されていてもよい。
【００１５】
一つの例示的実施形態において、導波部は、同軸導波管を更に含んでいてもよい。この同軸導波管は、中心軸線上で延在し、且つ、複数の同軸導波管に接続され得る。
【００１６】
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置は、誘電体板を更に備えていてもよい。誘電体板は、ステージの上方、且つ、上部電極の下方に設けられ得る。
【００１７】
一つの例示的実施形態において、誘電体板は、処理容器内にガスを吐出するように構成されたシャワープレートであってもよい。
【００１８】
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置は、シャワープレートにガスを供給するために導波部を通って延びる配管を更に備えていてもよい。この実施形態において、導波部の金属壁が接地されていてもよい。
【００１９】
別の例示的実施形態においては、プラズマ処理装置を用いて基板にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法が提供される。プラズマ処理方法は、プラズマ処理装置の処理容器内の空間にガスを供給する工程を含む。プラズマ処理方法は、処理容器内でステージ上に載置された基板に対してプラズマ処理を行うために、空間に高周波を導入する工程を更に含む。プラズマ処理装置は、上述した種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置のうち何れかである。
【００２０】
上記例示的実施形態に係るプラズマ処理方法では、処理容器内の周方向におけるプラズマの密度の分布の均一性が向上される。したがって、基板に対するプラズマ処理の周方向における均一性が向上される。
【００２１】
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又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００２２】
図１は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図１に示すプラズマ処理装置１は、処理容器１０、ステージ１２、上部電極１４、及び導入部１６を備えている。
【００２３】
処理容器１０は、略円筒形状を有する。処理容器１０は、鉛直方向に沿って延在している。処理容器１０の中心軸線は、鉛直方向に延びる軸線ＡＸである。処理容器１０は、アルミニウム又はアルミニウム合金といった導体から形成されている。処理容器１０の表面上には、耐腐食性を有する膜が形成されている。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウム膜、酸化フッ化イットリウム膜、フッ化イットリウム膜、又は酸化イットリウム、フッ化イットリウム等を含むセラミック膜であり得る。処理容器１０は、接地されている。
【００２４】
ステージ１２は、処理容器１０内に設けられている。ステージ１２は、その上面の上に載置された基板Ｗを略水平に支持するように構成されている。ステージ１２は、略円盤形状を有している。ステージ１２の中心軸線は、軸線ＡＸに略一致していてもよい。即ち、ステージ１２の中心は、軸線ＡＸ上に位置していてもよい。
【００２５】
以下、図１と共に図２を参照する。図２は、一例のステージを示す破断斜視図である。一例において、ステージ１２は、本体１２１及び導電層１２２を有している。本体１２１は、窒化アルミニウムといった絶縁体から形成されている。本体１２１は、略円盤形状を有している。本体１２１の中心軸線は、軸線ＡＸと略一致している。即ち、軸線ＡＸは、ステージ１２の中心を含む。
【００２６】
導電層１２２は、導電性を有する材料、例えばタングステン、モリブデン等から形成されている。導電層１２２は、本体１２１内に設けられている。ステージ１２は、一つ以上の導電層を有していてもよい。この場合に、導電層１２２は、ステージ１２内に設けられた一つ以上の導電層のうちステージ１２の上面から最短の距離を有する。
【００２７】
導電層１２２は、軸線ＡＸの周りで環状に形成されている。導電層１２２の内径（直径）は、例えば基板Ｗの直径の１／６、即ち５０ｍｍ以上である。導電層１２２の外径は、基板Ｗの直径よりも小さい。一実施形態において、導電層１２２は、メッシュ状に形成されていてもよい。
【００２８】
一実施形態において、導電層１２２は、静電吸着用の電極である。この実施形態において、導電層１２２には、直流電源５０が電気的に接続される。直流電源５０からの直流電圧が導電層１２２に印加されると、ステージ１２と基板Ｗとの間で静電引力が発生する。発生した静電引力により、基板Ｗは、ステージ１２に引き付けられ、ステージ１２によって保持される。別の実施形態において、導電層１２２は、高周波電極であってもよい。この場合には、導電層１２２には、高周波電源が整合器を介して電気的に接続される。更に別の実施形態において、導電層１２２は、接地される電極であってもよい。
【００２９】
上述したように、ステージ１２の導電層１２２は、環状に形成されている。したがって、ステージ１２の中央部と外周部との間での高周波に起因する電位差の発生が抑制される。その結果、ステージ１２の中央部と外周部との間で発生する高周波電界が抑制される。
【００３０】
一実施形態において、プラズマ処理装置１は、バッフル部材１３を更に備えていてもよい。バッフル部材１３は、ステージ１２と処理容器１０の側壁との間で延在している。バッフル部材１３は、略環状の板材である。バッフル部材１３は、例えば、酸化アルミニウムといった絶縁体から形成されている。バッフル部材１３には、複数の貫通孔が形成されている。複数の貫通孔は、バッフル部材１３をその板厚方向に貫通している。ステージ１２の下方において処理容器１０には、排気口１０ｅが形成されている。排気口１０ｅには、排気装置が接続されている。排気装置は、圧力制御弁並びにターボ分子ポンプ及び／又はドライポンプといった真空ポンプを含んでいる。
【００３１】
上部電極１４は、処理容器１０内の空間ＳＰを介してステージ１２の上方に設けられている。上部電極１４は、アルミニウム又はアルミニウム合金といった導体から形成されている。一実施形態において、上部電極１４は、略円盤形状を有している。上部電極１４の中心軸線は、軸線ＡＸに略一致している。プラズマ処理装置１は、ステージ１２と上部電極１４との間の空間ＳＰにおいてプラズマを生成するように構成されている。
【００３２】
一実施形態において、プラズマ処理装置１は、誘電体板１８を更に備えていてもよい。誘電体板１８は、ステージ１２の上方、且つ、上部電極１４の下方に設けられている。一実施形態において、誘電体板１８は、上部電極１４の直下に設けられている。誘電体板１８は、空間ＳＰを介してステージ１２の上面に対面している。空間ＳＰは、誘電体板１８とステージ１２との間の空間である。誘電体板１８の下面とステージ１２の上面との間の鉛直方向における距離は、例えば５ｃｍ以上、３０ｃｍ以下である。誘電体板１８は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、又は窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウム等を含む誘電体から形成されている。誘電体板１８の表面のうち少なくとも下面には、耐腐食性を有する膜が形成されていてもよい。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウム膜、酸化フッ化イットリウム膜、フッ化イットリウム膜、又は酸化イットリウム、フッ化イットリウム等を含むセラミック膜であり得る。誘電体板１８は、略円盤形状を有している。誘電体板１８の中心軸線は、軸線ＡＸに略一致している。
【００３３】
一実施形態において、誘電体板１８には、ステージ１２上に載置された基板Ｗの全面に均等にガスを供給するために、複数のガス吐出孔１８ｈが形成されている。即ち、誘電体板１８は、ガスを吐出するように構成されたシャワープレートであってもよい。一実施形態において、上部電極１４と誘電体板１８は、それらの間に間隙１４５を提供するように構成されている。
【００３４】
プラズマ処理装置１では、バッフル部材１３の上側で延在する処理容器１０の内壁面の面積は、空間ＳＰ側の誘電体板１８の表面積に略等しい。即ち、空間ＳＰを画成する面のうちグランド電位に設定された面（グランド面）の面積は、空間ＳＰを画成する面のうち誘電体板１８によって提供される面の面積と略同一である。かかる構成により、プラズマが、誘電体板１８の直下の領域及びグランド面の周囲の領域で均一な密度で生成される。その結果、基板Ｗのプラズマ処理の面内均一性が向上される。
【００３５】
誘電体板１８の周縁部の厚みは、誘電体板１８の中央部分の厚みよりも大きい。誘電体板１８の中央部分は、誘電体板１８の周縁部に対して内側で延在する部分である。誘電体板１８の周縁部は、導入部１６を構成している。即ち、導入部１６は、環形状を有している。導入部１６は、高周波を空間ＳＰに導入する部分である。高周波は、ＶＨＦ波又はＵＨＦ波である。導入部１６は、空間ＳＰの横方向端部に設けられている。
【００３６】
一実施形態において、導入部１６は、上部電極１４と処理容器１０の上端との間で弾性的に保持されている。一実施形態では、封止部材２５が、処理容器１０の上端と導入部１６との間に介在している。また、封止部材２６が、上部電極１４の周縁部と導入部１６との間に、介在している。封止部材２５及び封止部材２６の各々は、弾性を有する。封止部材２５及び封止部材２６の各々は、軸線ＡＸの周りで周方向に延在している。封止部材２５及び封止部材２６の各々は、例えばＯリングである。
【００３７】
プラズマ処理装置１は、導入部１６に高周波を供給するために、導波部２０を更に備えている。導波部２０は、共振器２００を含んでいる。一実施形態において、共振器２００は、共振器であり得る。共振器２００は、導波路２０１を提供している。導波路２０１は、軸線ＡＸの周りで周方向に延び、軸線ＡＸが延在する方向に延びている。導波路２０１は、導入部１６に接続されている。導波路２０１は、鉛直方向に沿って延びる筒形状を有している。導波路２０１の中心軸線は、軸線ＡＸに略一致している。
【００３８】
導波路２０１は、一端２０２及び他端２０３を含んでいる。一端２０２と他端２０３との間の導波路２０１の幅は、共振器２００が共振状態となるように設定される。即ち、導波路２０１の当該幅は、導波路２０１に沿って周方向に伝搬する電磁波の波長が略無限大になるように設定される。本実施形態においては導波路２０１の内部が中空であるので、導波路２０１の幅は、使用される高周波の波長（自由空間波長）の約１／２である。導波路２０１の内部に誘電体が設けられている場合には、導波路２０１の幅は、自由空間波長の１／２を導波路２０１内の実効誘電率の平方根で割った値に設定され得る。導波路２０１の他端２０３は、導入部１６に接続されている。
【００３９】
一実施形態において、共振器２００の導波路２０１は、主部２２によって提供されている。主部２２は、アルミニウム又はアルミニウム合金といった導体から形成されている。主部２２は、上壁部２２１、中央部２２２、外側円筒部２２３、及び内側円筒部２２４を含んでいる。
【００４０】
上壁部２２１は、略環形状を有しており、板状をなしている。上壁部２２１の中心軸線は、軸線ＡＸに略一致している。外側円筒部２２３及び内側円筒部２２４は、略円筒形状を有している。外側円筒部２２３及び内側円筒部２２４の各々の中心軸線は、軸線ＡＸに略一致している。内側円筒部２２４は、外側円筒部２２３に対して径方向内側に設けられている。内側円筒部２２４は、上壁部２２１の内縁から下方に延びている。外側円筒部２２３は、上壁部２２１の外縁から下方に延びている。外側円筒部２２３の下端は、処理容器１０の上端に接続している。したがって、主部２２は、接地されている。中央部２２２は、略円盤形状を有している。中央部２２２は、内側円筒部２２４の下端から下方及び径方向内側に延在している。一実施形態において、中央部２２２は、上部電極１４を構成している。
【００４１】
共振器２００の導波路２０１は、径方向においては、内側円筒部２２４と外側円筒部との間、及び、中央部２２２（上部電極１４）の外周面と外側円筒部２２３との間に提供されている。また、導波路２０１は、鉛直方向においては、上壁部２２１と処理容器１０の上端との間に提供されている。
【００４２】
一実施形態において、導波部２０は、第１の同軸導波管２１１を更に含んでいてもよい。第１の同軸導波管２１１は、その中心軸線が軸線ＡＸに略一致するように、鉛直方向に沿って延在している。即ち、第１の同軸導波管２１１は、軸線ＡＸ上で延在している。第１の同軸導波管２１１は、内側導体２１３を有する。内側導体２１３には、高周波電源３０が、整合器３２を介して電気的に接続されている。高周波電源３０は、上述した高周波を発生する電源である。整合器３２は、高周波電源３０の負荷のインピーダンスを高周波電源３０の出力インピーダンスに整合させるための整合回路を含んでいる。
【００４３】
一実施形態において、主部２２の中央部２２２は、第１の同軸導波管２１１の外側導体２１４を提供している。具体的に、中央部２２２には、軸線ＡＸに沿って延在する孔２１７が形成されている。中央部２２２において孔２１７を画成する部分は、外側導体２１４である。
【００４４】
一実施形態において、導波部２０は、複数の第２の同軸導波管２１２を更に含んでいてもよい。複数の第２の同軸導波管２１２の各々の一端は、第１の同軸導波管２１１に接続されている。複数の第２の同軸導波管２１２の各々は、その一端から軸線ＡＸに対して径方向に沿って延在しており、共振器２００の導波路２０１に接続されている。即ち、複数の第２の同軸導波管２１２によって提供される複数の同軸線路が、共振器２００の導波路２０１に接続されている。複数の第２の同軸導波管２１２は、軸線ＡＸに対して周方向において、等間隔に、即ち約３６０°／Ｎの角度間隔で配列されている。なお、「Ｎ」は、第２の同軸導波管２１２の個数である。「Ｎ」は、限定されるものではないが、例えば３又は４である。
【００４５】
一実施形態において、中央部２２２には、軸線ＡＸに対して径方向に延びる複数の孔２１８が形成されている。複数の孔２１８は、軸線ＡＸに対して周方向において、約３６０°／Ｎの角度間隔で配列されている。上述したように、「Ｎ」は、第２の同軸導波管２１２の個数である。中央部２２２において複数の孔２１８を画成する部分は、外側導体２１６である。複数の孔２１８の中では、複数の内側導体２１５、即ち複数の第２の同軸導波管２１２の内側導体がそれぞれ延在している。複数の内側導体２１５は、内側導体２１３から分岐して、軸線ＡＸに対して径方向に延びている。複数の内側導体２１５の各々の端部は、外側円筒部２２３に接続されている。したがって、内側導体２１３及び複数の内側導体２１５は接地されている。故に、導波部２０が提供する導波路は、接地された導体、即ち接地された導波部２０の金属壁によって構成されている。
【００４６】
上述の間隙１４５には、配管４０が接続されている。配管４０には、ガス供給部４２が接続されている。ガス供給部４２は、基板Ｗの処理のために用いられる一つ以上のガス源を含む。また、ガス供給部４２は、一つ以上のガス源からのガスの流量をそれぞれ制御するための一つ以上の流量制御器を含む。
【００４７】
ガス供給部４２からのガスは、配管４０を介して間隙１４５に供給される。間隙１４５に供給されたガスは、誘電体板１８の複数のガス吐出孔１８ｈを介して、空間ＳＰに吐出される。配管４０は、導波部２０の導波路を通って間隙１４５に延びている。上述したように導波部２０が提供する全ての導波路は、接地された導体によって構成されている。したがって、配管４０内でガスが励起されることが抑制される。
【００４８】
プラズマ処理装置１では、高周波電源３０から導波部２０の導波路を介して導入部１６に高周波が供給される。導波部２０の共振器２００は、軸線ＡＸが延在する方向に延び、且つ、軸線ＡＸの周りで周方向に延びる導波路２０１を提供している、この導波路２０１は、周方向に延在する導入部１６に接続されている。高周波は、この導入部１６から軸線ＡＸに向けて空間ＳＰ内に導入される。共振器２００は上述した幅の導波路２０１を提供しているので、導波路２０１の長手方向（軸線ＡＸの周方向）に沿った管内波長が無限大となる。その結果、導入部１６には周方向に均一な強度及び位相の電界が印加される。したがって、導入部１６からは、周方向において均一なパワーで高周波が空間ＳＰ内に導入される。高周波が空間ＳＰに導入されると、ガスが空間ＳＰ内で励起されて、当該ガスからプラズマが生成される。したがって、プラズマは、空間ＳＰ内で周方向において均一な密度分布で生成される。ステージ１２上の基板Ｗは、プラズマからの化学種によって処理される。
【００４９】
以下、プラズマ処理装置１を用いて基板にプラズマ処理を行うプラズマ処理方法について説明する。プラズマ処理方法では、ステージ１２上に基板が載置される。次いで、プラズマ処理方法では、処理容器１０内の空間ＳＰにガスが供給される。ガスは、ガス供給部４２から空間ＳＰに供給される。次いで、プラズマ処理方法では、空間ＳＰに高周波が導入される。高周波は、導波部２０から導入部１６を介して空間ＳＰに導入される。空間ＳＰ内に導入された高周波は、空間ＳＰ内でガスを励起させて、当該ガスからプラズマを生成する。生成されたプラズマによって、基板が処理される。このプラズマ処理方法では、処理容器１０内の周方向におけるプラズマの密度の分布の均一性が向上される。したがって、基板に対するプラズマ処理の周方向における均一性が向上される。なお、このプラズマ処理方法は、後述する種々の実施形態のプラズマ処理装置を用いて同様に実行され得る。
【００５０】
以下、図３を参照して、別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置１Ｂについて説明する。図３は、別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。以下、プラズマ処理装置１の構成と異なるプラズマ処理装置１Ｂの構成について説明する。
【００５１】
プラズマ処理装置１Ｂは、上部電極１４に代えて上部電極１４Ｂを備えている。上部電極１４Ｂと誘電体板１８は、それらの間に間隙１４５Ｂを提供するように構成されている。上部電極１４Ｂは、アルミニウム又はアルミニウム合金といった導体から形成されている。上部電極１４Ｂは、可撓性を有する。上部電極１４Ｂは、導体製の板材から形成され得る。上部電極１４Ｂは、略円形の平面形状を有し得る。一実施形態において、上部電極１４の中心軸線は、軸線ＡＸに略一致している。上部電極１４Ｂの詳細については後述する。
【００５２】
プラズマ処理装置１Ｂは、導入部１６に高周波を供給するために、導波部２０に代えて導波部２０Ｂを更に備えている。導波部２０Ｂは、共振器２００Ｂを含んでいる。一実施形態において、共振器２００Ｂは、空洞共振器であり得る。共振器２００Ｂは、鉛直方向に沿って延びる筒状の導波路２０１Ｂを提供している。導波路２０１Ｂの中心軸線は、軸線ＡＸに略一致している。導波路２０１Ｂは、一端２０２Ｂ及び他端２０３Ｂを含んでいる。一端２０２Ｂと他端２０３Ｂとの間の導波路２０１Ｂの幅は、導波路２０１Ｂに沿って周方向に伝搬する電磁波の波長が略無限大になるように設定される。本実施形態においては導波路２０１Ｂの内部が中空であるので、導波路２０１Ｂの幅は、使用される高周波の波長（自由空間波長）の約１／２である。導波路２０１Ｂの内部に誘電体が設けられている場合には、導波路２０１Ｂの幅は、自由空間波長の１／２を導波路２０１Ｂ内の実効誘電率の平方根で割った値に設定され得る。
【００５３】
一実施形態において、導波路２０１Ｂは、内側導波路２０４及び外側導波路２０５を含んでいる。内側導波路２０４及び外側導波路２０５の各々は、鉛直方向に沿って延びる筒状の導波路である。内側導波路２０４は、外側導波路２０５に対して径方向内側で延在している。外側導波路２０５の下端は、導波路２０１Ｂの一端２０２Ｂを構成している。外側導波路２０５の上端及び内側導波路２０４の上端は互いに連続している。即ち、導波路２０１Ｂは、軸線ＡＸが延在する方向において折り返されている。なお、導波路２０１Ｂの上述の幅は、一端２０２Ｂと他端２０３Ｂとの間の折り返された導波路２０１Ｂの幅である。内側導波路２０４の下端は、導波路２０１Ｂの他端２０３Ｂを構成している。導波路２０１Ｂの他端２０３Ｂは、導入部１６に接続されている。
【００５４】
一実施形態において、共振器２００Ｂの導波路２０１Ｂは、主部２２Ｂ及び円筒部材２４によって提供されている。主部２２Ｂは、アルミニウム又はアルミニウム合金といった導体から形成されている。主部２２Ｂは、上壁部２２１Ｂ、中央部２２２Ｂ、及び外側円筒部２２３Ｂを含んでいる。上壁部２２１Ｂは、略円形且つ薄板状をなしている。上壁部２２１Ｂは、略水平に延在している。中央部２２２Ｂは、略円柱形状を有している。中央部２２２Ｂは、上壁部２２１Ｂから下方に延びている。中央部２２２Ｂの下面は、中央部２２２Ｂの周縁部の内側に、空間２２５Ｂを画成している。空間２２５Ｂは、ガスの拡散空間である。
【００５５】
導入部１６、即ち誘電体板１８の周縁部は、中央部２２２Ｂの周縁部と処理容器１０の上端との間で弾性的に保持されている。具体的に、処理容器１０の上端と導入部１６の下面との間には、封止部材２５が介在している。中央部２２２の周縁部と導入部１６の上面との間には、封止部材２６が介在している。
【００５６】
上部電極１４Ｂの周縁部は、封止部材２６に対して径方向内側において、中央部２２２Ｂの周縁部と導入部１６との間で挟持されている。上部電極１４Ｂの周縁部と中央部２２２Ｂの周縁部との間には、導電性弾性部材２７、例えばスパイラルリングが設けられている。導電性弾性部材２７の材料は、例えば、ステンレス鋼、インコネル、ニッケル、タングステン、タンタル、銅合金又はモリブデン等の金属である。導電性弾性部材２７は、ニッケル、アルミニウム、ステンレス、又は金等の保護膜により被覆されていてもよい。導電性弾性部材２７は、上部電極１４Ｂと中央部２２２Ｂとの間の電気的接続を安定的に維持する。
【００５７】
外側円筒部２２３Ｂは、略円筒形状を有している。外側円筒部２２３Ｂの中心軸線は、軸線ＡＸに略一致している。外側円筒部２２３Ｂは、中央部２２２Ｂに対して径方向外側で、上壁部２２１Ｂから下方に延びている。外側円筒部２２３Ｂの下端は、処理容器１０の上端に接続している。したがって、主部２２Ｂは、接地されている。
【００５８】
円筒部材２４は、アルミニウム又はアルミニウム合金といった導体から形成されている。円筒部材２４は、略円筒形状を有している。円筒部材２４の中心軸線は、軸線ＡＸに略一致している。円筒部材２４は、中央部２２２Ｂと外側円筒部２２３Ｂとの間で、鉛直方向に延在している。円筒部材２４の下端は、処理容器１０の上端に接続している。したがって、円筒部材２４は、接地されている。円筒部材２４の上端は、上壁部２２１Ｂから離れている。
【００５９】
外側導波路２０５は、外側円筒部２２３Ｂと円筒部材２４との間で延在している。外側導波路２０５は、処理容器１０の上端で終端している。外側導波路２０５と内側導波路２０４は、円筒部材２４の上端と上壁部２２１Ｂとの間で接続している。内側導波路２０４は、円筒部材２４と中央部２２２Ｂとの間で延在している。
【００６０】
プラズマ処理装置１Ｂでは、主部２２Ｂの中央部２２２Ｂは、第１の同軸導波管２１１の外側導体２１４及び複数の第２の同軸導波管２１２の外側導体２１６を提供している。具体的に、中央部２２２Ｂには、軸線ＡＸに沿って延在する孔２１７Ｂが形成されている。中央部２２２Ｂにおいて孔２１７Ｂを画成する部分は、外側導体２１４である。第１の同軸導波管２１１の内側導体２１３は、孔２１７Ｂの中心線、即ち軸線ＡＸに沿って延在している。
【００６１】
中央部２２２Ｂには、軸線ＡＸに対して径方向に延びる複数の孔２１８Ｂが形成されている。複数の孔２１８Ｂは、軸線ＡＸに対して周方向において、約３６０°／Ｎの角度間隔で配列されている。上述したように、「Ｎ」は、第２の同軸導波管２１２の個数である。中央部２２２Ｂにおいて複数の孔２１８Ｂを画成する部分は、外側導体２１６である。複数の孔２１８Ｂの中では、複数の内側導体２１５、即ち複数の第２の同軸導波管２１２の内側導体がそれぞれ延在している。複数の内側導体２１５は、内側導体２１３から分岐して、軸線ＡＸに対して径方向に延びている。複数の内側導体２１５の各々の端部は、円筒部材２４の上端に接続されている。したがって、内側導体２１３及び複数の内側導体２１５は接地されている。故に、導波部２０Ｂが提供する導波路は、接地された導体によって構成されている。
【００６２】
複数の内側導体２１５の各々の端部は、ねじ２８によって円筒部材２４の上端に接続されている。ねじ２８は、外側円筒部２２３Ｂから複数の内側導体２１５のうち対応の内側導体２１５の端部まで延びて、この対応の内側導体２１５に螺合されている。ねじ２８の頭部は、外側円筒部２２３Ｂに当接している。ねじ２８は絶縁体から形成されている。ねじ２８は、例えばポリテトラフルオロエチレンから形成されている。円筒部材２４と外側円筒部２２３Ｂとの間には、複数のスペーサ２９が設けられている。複数のスペーサ２９の各々は、円筒部材２４と外側円筒部２２３Ｂとの間で対応のねじ２８を囲んでいる。複数のスペーサ２９の各々は、絶縁体から形成されている。複数のスペーサ２９の各々は、例えばポリテトラフルオロエチレンから形成されている。
【００６３】
以下、図３と共に図４を参照する。図４は、一つの例示的実施形態に係る上部電極を示す斜視図である。一実施形態において、上部電極１４Ｂは、第１部分１４１及び第２部分１４２を含んでいる。第１部分１４１は、上部電極１４Ｂの中央部分を構成している。第１部分１４１は、上壁１４３及び筒状壁１４４を含んでいる。上壁１４３は、略円盤形状を有している。上壁１４３は、略水平に延在している。筒状壁１４４は、略円筒形状を有している。筒状壁１４４は、上壁１４３の周縁部から下方に延在している。なお、筒状壁１４４の厚み（径方向における厚み）は、上壁１４３の厚み及び第２部分１４２の厚みよりも小さい。
【００６４】
第２部分１４２は、略環状且つ板状をなしている。第２部分１４２は、筒状壁１４４の下端から径方向に延在している。第２部分１４２の周縁部は、上部電極１４Ｂの周縁部である。上部電極１４Ｂの下面は、当該下面と誘電体板１８との間、且つ、上部電極１４Ｂの周縁部の内側に間隙１４５Ｂを画成している。
【００６５】
上部電極１４Ｂには、複数の第１のスリット１４７及び複数の第２のスリット１４８が形成されている。複数の第１のスリット１４７及び複数の第２のスリット１４８は、上部電極１４Ｂを貫通している。複数の第１のスリット１４７の各々は、筒状壁１４４から上部電極１４Ｂの周縁まで、径方向に沿って延びている。複数の第１のスリット１４７は、例えば、周方向において３６０°／Ｍの角度間隔で配列されている。なお、「Ｍ」は、複数の第１のスリット１４７の個数である。
【００６６】
複数の第２のスリット１４８の各々は、筒状壁１４４と上部電極１４Ｂの周縁との間の位置から上部電極１４Ｂの周縁まで、径方向に沿って延びている。複数の第２のスリット１４８は、周方向において、複数の第１のスリット１４７と交互に配列されている。
【００６７】
上述の空間２２５Ｂには、配管４０が接続されている。配管４０には、ガス供給部４２が接続されている。配管４０は、導波部２０Ｂの導波路を通って空間２２５Ｂに延びている。上述したように導波部２０Ｂが提供する全ての導波路は、接地された導体、即ち接地された導波部２０Ｂの金属壁によって構成されている。したがって、配管４０内でガスが励起されることが抑制される。
【００６８】
空間２２５Ｂは、間隙１４５Ｂに、複数の第１のスリット１４７及び複数の第２のスリット１４８を介して接続されている。ガス供給部４２からのガスは、配管４０を介して空間２２５Ｂに供給される。空間２２５Ｂに供給されたガスは、複数の第１のスリット１４７及び複数の第２のスリット１４８を介して、間隙１４５Ｂに供給される。間隙１４５Ｂに供給されたガスは、誘電体板１８の複数のガス吐出孔１８ｈを介して、空間ＳＰに吐出される。
【００６９】
プラズマ処理装置１Ｂでは、高周波電源３０から導波部２０Ｂの導波路を介して導入部１６に高周波が供給される。導波部２０Ｂの共振器２００Ｂは、軸線ＡＸが延在する方向に延び、且つ、軸線ＡＸの周りで周方向に延びる導波路２０１Ｂを提供している、この導波路２０１Ｂは、周方向に延在する導入部１６に接続されている。高周波は、この導入部１６から軸線ＡＸに向けて空間ＳＰ内に導入される。共振器２００Ｂは上述した幅の導波路２０１Ｂを提供しているので、導波路２０１Ｂの長手方向（軸線ＡＸの周方向）に沿った管内波長が無限大となる。その結果、導入部１６には周方向に均一な強度及び位相の電界が印加される。したがって、導入部１６からは、周方向において均一なパワーで高周波が空間ＳＰ内に導入される。高周波が空間ＳＰに導入されると、ガスが空間ＳＰ内で励起されて、当該ガスからプラズマが生成される。したがって、プラズマは、空間ＳＰ内で周方向において均一な密度分布で生成される。ステージ１２上の基板Ｗは、プラズマからの化学種によって処理される。
【００７０】
上述した間隙１４５Ｂは、第１部分１４１によって画成されている部分空間と第２部分１４２によって画成されている部分空間を含む。第１部分１４１によって画成されている部分空間の鉛直方向における長さは、第２部分１４２によって画成されている部分空間の鉛直方向における長さよりも大きい。したがって、高周波によって形成される電界の強度の径方向における不均一性が低減される。
【００７１】
一実施形態において、空洞２２６Ｂが導波部２０Ｂの中央部２２２内に形成されている。空洞２２６Ｂの中には、アクチュエータ４６が収容されている。アクチュエータ４６からは、駆動軸４７が、中央部２２２を貫いて軸線ＡＸに沿って下方に延びている。駆動軸４７と中央部２２２との間には、Ｏリングといった封止部材４８が設けられている。駆動軸４７は、上部電極１４Ｂの第１部分１４１の上壁１４３に接続されている。アクチュエータ４６は、上壁１４３を上下に移動させる動力を発生する。アクチュエータ４６によって、上壁１４３が上方に移動されると、間隙１４５Ｂの鉛直方向における長さは、軸線ＡＸからの距離の長さに応じて増加する。即ち、アクチュエータ４６によって上壁１４３の鉛直方向における位置を調整することにより、鉛直方向における間隙１４５Ｂの長さが、軸線ＡＸからの距離に応じて調整される。したがって、高周波によって形成される電界の強度が、軸線ＡＸからの径方向の距離に応じて調整される。故に、軸線ＡＸに対して径方向におけるプラズマの密度の分布が調整され得る。例えば、高周波によって形成される電界の強度の径方向における不均一性が解消されて、径方向におけるプラズマの密度の分布の不均一性が低減され得る。
【００７２】
上述したように、上部電極１４Ｂの筒状壁１４４の厚みは、薄くなっている。したがって、上部電極１４Ｂは、撓み易くなっている。さらに、上部電極１４Ｂには、上述した複数の第１のスリット１４７及び複数の第２のスリット１４８が形成されている。したがって、上部電極１４Ｂは、更に撓み易くなっている。
【００７３】
以下、図５を参照して、更に別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置１Ｃについて説明する。図５は、別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。以下、プラズマ処理装置１Ｂの構成と異なるプラズマ処理装置１Ｃの構成について説明する。
【００７４】
プラズマ処理装置１Ｃは、誘電体板１８に代えて、誘電体板１８Ｃを備えている。誘電体板１８Ｃは、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、又は窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウム等を含む誘電体から形成されている。誘電体板１８Ｃの表面のうち少なくとも下面には、耐腐食性を有する膜が形成されていてもよい。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウム膜、酸化フッ化イットリウム膜、フッ化イットリウム膜、又は酸化イットリウム、フッ化イットリウム等を含むセラミック膜であり得る。誘電体板１８Ｃには、誘電体板１８と同様に、複数のガス吐出孔１８ｈが形成されている。即ち、一実施形態において、誘電体板１８Ｃは、ガスを吐出するように構成されたシャワープレートであってもよい。誘電体板１８Ｃは、略円盤形状を有する。
【００７５】
プラズマ処理装置１Ｃにおいても、バッフル部材１３の上側で延在する処理容器１０の内壁面の面積は、空間ＳＰ側の誘電体板１８Ｃの表面積に略等しい。即ち、空間ＳＰを画成する面のうちグランド電位に設定された面（グランド面）の面積は、空間ＳＰを画成する面のうち誘電体板１８Ｃによって提供される面の面積と略同一である。
【００７６】
プラズマ処理装置１Ｃでは、導入部１６は、誘電体板１８Ｃとは別体である。プラズマ処理装置１Ｃにおいて、導入部１６は、リング状の部材である。導入部１６は、窒化アルミニウム又は酸化アルミニウムといった誘電体から形成されている。
【００７７】
プラズマ処理装置１Ｃは、導波部２０Ｂに代えて、導波部２０Ｃを備えている。導波部２０Ｃは、主部２２Ｃ及び円筒部材２４を有する。主部２２Ｃは、アルミニウム又はアルミニウム合金といった導体から形成されている。主部２２Ｃは、上壁部２２１Ｃ、中央部２２２Ｃ、外側円筒部２２３Ｃ、及び内側円筒部２２４Ｃを含んでいる。
【００７８】
上壁部２２１Ｃは、略環形状を有しており、板状をなしている。上壁部２２１Ｃの中心軸線は、軸線ＡＸに略一致している。外側円筒部２２３Ｃ及び内側円筒部２２４Ｃは、略円筒形状を有している。外側円筒部２２３Ｃ及び内側円筒部２２４Ｃの各々の中心軸線は、軸線ＡＸに略一致している。内側円筒部２２４Ｃは、外側円筒部２２３Ｃに対して径方向内側に設けられている。内側円筒部２２４Ｃは、上壁部２２１Ｃの内縁から下方に延びている。外側円筒部２２３Ｃは、上壁部２２１Ｃの外縁から下方に延びている。円筒部材２４は、外側円筒部２２３Ｃと内側円筒部２２４Ｃとの間で延在している。円筒部材２４の上端は、上壁部２２１Ｃから離間している。
【００７９】
導波部２０Ｃは、共振器２００Ｂを構成している。共振器２００Ｂの内側導波路２０４は、内側円筒部２２４Ｃと円筒部材２４との間で延在している。共振器２００Ｂの外側導波路２０５は、外側円筒部２２３Ｃと円筒部材２４との間で延在している。外側導波路２０５と内側導波路２０４は、円筒部材２４の上端と上壁部２２１Ｃとの間の間隙を介して接続されている。内側導波路２０４は、導入部１６に接続されている。導入部１６は、中央部２２２Ｃの周縁部と処理容器１０の上端との間で、封止部材２５及び封止部材２６を介して挟持されている。中央部２２２Ｃは、略円盤形状を有している。中央部２２２Ｃは、内側円筒部２２４Ｃの下端から径方向内側に延在している。中央部２２２Ｃと上部電極１４Ｂは、それらの間に空間２２５Ｂを提供している。
【００８０】
プラズマ処理装置１Ｃでは、高周波電源３０は、円筒部材２４に電気的に接続されている。一実施形態では、高周波電源３０は、同軸ケーブル３１を介して円筒部材２４の上部に電気的に接続されている。円筒部材２４と主部２２Ｃとの間には、可変コンデンサ５６が接続されている。可変コンデンサ５６の静電容量は、共振器２００Ｂ内で高周波の共振を生じさせるように、調整される。プラズマ処理装置１Ｃでは、かかる可変コンデンサ５６が用いられるので、高周波電源３０は、整合器を介することなく、円筒部材２４に電気的に接続されてもよい。
【００８１】
プラズマ処理装置１Ｃは、誘電体部材４９を更に備えていてもよい。誘電体部材４９は、上部電極１４Ｂの第１部分１４１の上壁１４３及び筒状壁１４４によって囲まれた空間を埋めるように当該空間内に設けられている。誘電体部材４９は、当該空間において放電が生じることを抑制する。
【００８２】
プラズマ処理装置１Ｃでは、駆動軸４７は、フランジ４７ｆを有している。フランジ４７ｆは、駆動軸４７の上端と下端との間に設けられている。フランジ４７ｆと中央部２２２Ｃの間には、ベローズ４８１が設けられている。ベローズ４８１は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、又はステンレス鋼から形成され得る。ベローズ４８１と中央部２２２Ｃとの間には、Ｏリングといった封止部材４８２が設けられている。
【００８３】
プラズマ処理装置１Ｃでは、ステージ１２の導電層１２２は、高周波電極である。導電層１２２には、高周波電源５２が整合器５４を介して電気的に接続されている。整合器５４は、高周波電源５２の負荷のインピーダンスを高周波電源５２の出力インピーダンスに整合させるための整合回路を含んでいる。
【００８４】
以下、図６及び図７を参照して、更に別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置１Ｄについて説明する。図６は、別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図７は、図６に示す例示的実施形態に係るプラズマ処理装置の一部を拡大して示す図である。以下、プラズマ処理装置１Ｂの構成と異なるプラズマ処理装置１Ｄの構成について説明する。
【００８５】
プラズマ処理装置１Ｄでは、処理容器１０の側壁は、突起部１０ｐを有する。突起部１０ｐは、処理容器１０の側壁の上端を構成している。突起部１０ｐは、軸線ＡＸに向けて軸線ＡＸに交差する方向に延びている。
【００８６】
突起部１０ｐは、導電性弾性部材６３を介して壁部６２に接続されている。壁部６２は、導電性を有している。壁部６２は、アルミニウム又はアルミニウム合金といった金属から形成され得る。導電性弾性部材６３は、弾性体である。導電性弾性部材６３の材料は、例えばステンレス鋼、インコネル、ニッケル、タングステン、タンタル、銅合金、又はモリブデン等の金属である。導電性弾性部材６３は、ニッケル、アルミニウム、ステンレス、又は金等の保護膜により被覆されていてもよい。導電性弾性部材６３は、例えばスパイラルリングである。壁部６２は、排気室６１を画成している。
【００８７】
突起部１０ｐ上には、導入部１６が設けられている。導入部１６は、上述したように、窒化アルミニウム又は酸化アルミニウムといった誘電体から形成されている。導入部１６は、リング状をなしている。導入部１６は、空間ＳＰの横方向端部に設けられている。導入部１６は、処理容器１０の上端（即ち、突起部１０ｐ）と後述する導波部２０Ｄの中央部２２２Ｄの周縁部との間で、封止部材２５及び封止部材２６を介して保持されている。
【００８８】
プラズマ処理装置１Ｄは、ステージ１２に代えてステージ１２Ｄを備えている。ステージ１２Ｄは、処理容器１０内に設けられている。ステージ１２Ｄは、その上面の上に載置された基板Ｗを略水平に支持するように構成されている。ステージ１２Ｄは、略円盤形状を有している。ステージ１２Ｄの中心軸線は、軸線ＡＸに略一致していてもよい。
【００８９】
プラズマ処理装置１Ｄは、上部電極１４Ｂ及び誘電体板１８に代えて、上部電極１４Ｄ及び誘電体板１８Ｄを備えている。上部電極１４Ｄは、処理容器１０内の空間ＳＰを介してステージ１２の上方に設けられている。上部電極１４Ｄは、アルミニウム又はアルミニウム合金といった導体から形成されている。上部電極１４Ｄは、略円盤形状を有している。上部電極１４Ｄの中心軸線は、軸線ＡＸに略一致している。上部電極１４Ｄは、後述する導波部２０Ｄの中央部２２２Ｄによって構成されている。
【００９０】
誘電体板１８Ｄは、平板状をなしており、可撓性を有する。誘電体板１８Ｄは、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、又は窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化イットリウム等を含む誘電体から形成されている。誘電体板１８Ｄの表面のうち少なくとも下面には、耐腐食性を有する膜が形成されていてもよい。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウム膜、酸化フッ化イットリウム膜、フッ化イットリウム膜、又は酸化イットリウム、フッ化イットリウム等を含むセラミック膜であり得る。誘電体板１８Ｄには、誘電体板１８と同様に、複数のガス吐出孔１８ｈが形成されている。即ち、一実施形態において、誘電体板１８Ｄは、ガスを吐出するように構成されたシャワープレートであってもよい。誘電体板１８Ｄは、略円盤形状を有する。
【００９１】
上部電極１４Ｄと誘電体板１８Ｄは、互いの間に間隙１４５Ｄを提供している。鉛直方向における間隙１４５Ｄの長さは、軸線ＡＸに対して径方向における位置に依存している。即ち、鉛直方向における間隙１４５Ｄの長さは、一様（一定）では無く、非一様である。一実施形態においては、鉛直方向における間隙１４５Ｄの長さは、軸線ＡＸ上で最も大きく、軸線ＡＸからの距離に応じて減少している。この実施形態において、間隙１４５Ｄを画成する上部電極１４Ｄの下面１４ｂは、円錐面に沿って延在し得る。
【００９２】
プラズマ処理装置１Ｄでは、誘電体板１８Ｄの下面とステージ１２Ｄの上面との間の鉛直方向における距離（鉛直方向における空間ＳＰの長さ）は、例えば５ｍｍ以上、１５ｍｍ以下であり得る。
【００９３】
プラズマ処理装置１Ｄは、サポートリング６４を更に備えている。サポートリング６４は、誘電体板１８Ｄの周縁部を上部電極１４Ｄに密着させる部材である。サポートリング６４は、酸化アルミニウム等の絶縁性の材料から形成されている。サポートリング６４は、中央部２２２Ｄと導入部１６との間で保持されている。サポートリング６４と導入部１６との間には弾性部材６５が介在している。したがって、誘電体板１８Ｄは、上部電極１４Ｄと導入部１６との間で弾性的に保持される。弾性部材６５は、一つ以上のコイルバネであり得る。弾性部材６５は、Ｏリングであってもよい。
【００９４】
プラズマ処理装置１Ｄは、カバーリング６６を更に備えている。カバーリング６６は、ステージ１２Ｄの位置を保持する部材である。カバーリング６６は、酸化アルミニウム等の絶縁性の材料から形成されている。カバーリング６６は、ステージ１２Ｄの側面付近にプラズマが発生することを防止する。
【００９５】
図６及び図７に示す例では、ステージ１２Ｄは、アルミニウム又はアルミニウム合金等の導電性の材料から形成され得る。
【００９６】
プラズマ処理装置１Ｄは、導電部７０を更に備えている。導電部７０は、ステージ１２Ｄの周縁部１２ｃと処理容器１０の側壁との間で延在している。導電部７０は、ステージ１２Ｄの周縁部１２ｃと処理容器１０の側壁とに電気的に接続されている。
【００９７】
導電部７０は、導入部１６から放射される高周波が空間ＳＰに導入されるように周縁部１２ｃから処理容器１０の側壁に向けて延びている。導電部７０は、導電板７２を含む。導電部７０は、排気室６１を画成する壁部６２の一部を含む。
【００９８】
導電板７２は、ステージ１２Ｄの周縁部１２ｃにおいて裏面１２ｂに電気的に接触している。導電板７２は、可撓性の薄板である。導電板７２の材料は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、インコネル、ニッケル、タングステン、タンタル、銅合金又はモリブデン等の導電性の材料である。導電板７２は、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、酸化フッ化イットリウム、フッ化イットリウム、ニッケル、アルミニウム、ステンレス、又は金等の保護膜により被覆されていてもよい。導電板７２は、ねじによって周縁部１２ｃの裏面（裏面１２ｂ）及び壁部６２の上面に固定される。
【００９９】
上述したように、壁部６２は、排気室６１を画成している。排気室６１は、周縁部１２ｃの周囲から処理容器１０の側壁に向けて延びている。排気室６１は、空間ＳＰに連通している。排気室６１は、排気管６７に連通している。
【０１００】
排気管６７は、排気装置に接続されている。排気装置は、処理容器１０の外部に設けられている。排気装置は、圧力制御弁並びにターボ分子ポンプ及び／又はドライポンプ等の真空ポンプを含み得る。
【０１０１】
壁部６２には、複数の通気孔６２ｈが形成されている。空間ＳＰは、複数の通気孔６２ｈを介して、排気室６１に連通している。空間ＳＰ内のガスは、通気孔６２ｈを介して排気室６１に移動し、排気管６７を介して処理容器１０の外部に排出され得る。
【０１０２】
処理容器１０の側壁には、開口１０ｈが形成されている。基板Ｗは、開口１０ｈを介して、処理容器１０の内部と外部との間で搬送される。処理容器１０の内部の空間１０ｓは、開口１０ｈを介して処理容器１０の外部に連通しており、ガス供給器６８にも連通している。ガス供給器６８は、空間１０ｓ内に、Ａｒガス等のパージガスを供給し得る。
【０１０３】
プラズマ処理装置１Ｄは、支持部８１を更に備えている。支持部８１は、ステージ１２Ｄに接続されている。ステージ１２Ｄは、支持部８１上に設けられている。支持部８１は、処理容器１０の底部を貫通して、処理容器１０の下方まで延在している。支持部８１を上下に移動させると、ステージ１２Ｄは、上下に移動する。
【０１０４】
支持部８１の下方には、水冷プレート８３が配置されている。支持部８１は、水冷プレート８３に接している。水冷プレート８３は、底板８４上に搭載されている。底板８４は、略円盤形状を有する。ステージ１２Ｄの熱は、支持部８１及び水冷プレート８３を介して、外部に排出され得る。水冷プレート８３と処理容器１０の底部との間には、ベローズ８２が設けられている。ベローズ８２は、支持部８１を囲むように延在している。ベローズ８２は、その中を支持部８１が通る処理容器１０の底部の孔を封止している。
【０１０５】
排気管６７は、壁部６２に接続されており、排気室６１に連通している。壁部６２は、排気管６７上に設けられている。排気室６１内のガスは、排気管６７を介して外部に排出され得る。排気管６７は、処理容器１０の底部及び底板８４を貫通して、処理容器１０の下方まで延在している。排気管６７を上下に移動させると、排気室６１及び壁部６２が上下に移動する。
【０１０６】
排気管６７は、その上端と下端との間にフランジ６７ｆを有する。フランジ６７ｆと処理容器１０の底部との間には、ベローズ８５が設けられている。ベローズ８５は、排気管６７を囲むように延在している。ベローズ８５は、その中を排気管６７が通る処理容器１０の底部の孔を封止している。ベローズ８５の材料は、ステンレス鋼等の導電性の材料であり得る。フランジ６７ｆと底板８４の間には、バネ８６が設けられている。バネ８６の材料は、ステンレス鋼等の導電性の材料であり得る。
【０１０７】
壁部６２は、バネ８６によって上方に付勢されている。即ち、壁部６２は、バネ８６の弾性によって、上部電極１４の側（上方）に安定的に配置され得る。したがって、壁部６２の周縁部は、突起部１０ｐの裏面に密着する。さらに、導電性弾性部材６３の弾性によって、壁部６２の周縁部と突起部１０ｐとが安定的に電気的に接触され得る。
【０１０８】
プラズマ処理装置１Ｄを用いたプラズマ処理の実行時には、ステージ１２Ｄの周縁部１２ｃと処理容器１０の側壁とが導電部７０を介して電気的に接続されている状態において、導入部１６から空間ＳＰに高周波が導入される。このように導入された高周波に基づく電界によって生成されたプラズマにより、プラズマ処理が行われる。
【０１０９】
プラズマ処理装置１Ｄにおいて、導電部７０は、処理容器１０の側壁に接続されているので、接地されている。したがって、導電部７０は、電気的な遮蔽機能を有し得る。この導電部７０は、ステージ１２Ｄの周縁部１２ｃと処理容器１０の側壁との間で延在している。故に、導入部１６から空間ＳＰに向けて放射された高周波は、ステージ１２Ｄの下側に広がる領域等に拡散されずに空間ＳＰに効率的に導入され得る。その結果、空間ＳＰには、十分な強度の高周波が供給され得る。
【０１１０】
一実施形態においては、導電部７０は、可撓性の導電板７２を介してステージ１２Ｄの周縁部１２ｃに電気的に接触している。したがって、導電部７０の位置が変化しても、導電部７０とステージ１２Ｄの周縁部１２ｃとの電気的な接触が確実に維持され得る。
【０１１１】
一実施形態において、上部電極１４Ｄには、複数のガス孔１４ｈ及び空洞２２５Ｄが形成されている。空洞２２５Ｄは、配管４０を介してガス供給部４２に連通している。複数のガス孔１４ｈは、空洞２２５Ｄに連通している。複数のガス孔１４ｈは、空洞２２５から下方に延在し、上部電極１４Ｄの下面でそれらの下端開口を提供している。複数のガス孔１４ｈは、間隙１４５Ｄに連通している。
【０１１２】
一実施形態において、複数のガス孔１４ｈの各々の下端開口は、複数のガス吐出孔１８ｈのうち対応のガス吐出孔の上端開口と対面するように、配置されている。この実施形態によれば、間隙１４５Ｄの鉛直方向の長さが短いために間隙１４５Ｄで水平方向にガスが拡散し難くても、複数のガス孔１４ｈの各々から対応のガス吐出孔にガスが流れ易くなる。
【０１１３】
上部電極１４Ｄと誘電体板１８Ｄとの間に、誘電体ロッドＲＤが設けられている。誘電体ロッドＲＤは、軸線ＡＸ上に配置され得る。誘電体ロッドＲＤは、軸線ＡＸに沿って延びている。誘電体ロッドＲＤは、誘電体板１８Ｄに接合されていてもよく、誘電体板１８Ｄと一体化されていてもよい。
【０１１４】
誘電体ロッドＲＤは、フローティングジョイントＦＪを介してアクチュエータ４６に接続されている。フローティングジョイントＦＪと中央部２２２Ｄとの間には、Ｏリングといった封止部材４８が設けられている。上部電極１４Ｄには、空洞２２６Ｄが形成されている。アクチュエータ４６は、空洞２２６Ｄの中に配置されている。アクチュエータ４６は、フローティングジョイントＦＪを介して、誘電体ロッドＲＤを上下動させる。誘電体板１８Ｄは、上部電極１４Ｄに密着しているその周縁部を除いて、誘電体ロッドＲＤの上下動に連動して、上下に移動する。その結果、鉛直方向における間隙１４５Ｄの長さが、軸線ＡＸに対して径方向の距離に応じて調整される。
【０１１５】
プラズマ処理装置１Ｄは、導波部２０Ｂに代えて導波部２０Ｄを備えている。導波部２０Ｄは、導波部２０Ｂと同様に、共振器２００Ｂを含んでいる。導波部２００Ｄは、導波部２０Ｂと同様に、第１の同軸導波管２１１及び複数の第２の同軸導波管２１２を更に含んでいてもよい。
【０１１６】
プラズマ処理装置１Ｄでは、共振器２００Ｂの導波路２０１Ｂは、主部２２Ｄ及び円筒部材２４によって提供されている。主部２２Ｄは、上壁部２２１Ｂ、中央部２２２Ｂ、及び外側円筒部２２３Ｂにそれぞれ同様の上壁部２２１Ｄ、中央部２２２Ｄ、及び外側円筒部２２３Ｄを含んでいる。但し、中央部２２２Ｄは、中央部２２２Ｂと異なり、上部電極１４Ｄを構成している。
【０１１７】
中央部２２２Ｄには、軸線ＡＸに沿って延在する孔２１７Ｄが形成されている。中央部２２２Ｄにおいて孔２１７Ｄを画成する部分は、第１の同軸導波管２１１の外側導体２１４である。第１の同軸導波管２１１の内側導体２１３は、孔２１７Ｄの中心線、即ち軸線ＡＸに沿って延在している。
【０１１８】
また、中央部２２２Ｄには、軸線ＡＸに対して径方向に延びる複数の孔２１８Ｄが形成されている。複数の孔２１８Ｄは、軸線ＡＸに対して周方向において、約３６０°／Ｎの角度間隔で配列されている。上述したように、「Ｎ」は、第２の同軸導波管２１２の個数である。中央部２２２Ｄにおいて複数の孔２１８Ｄを画成する部分は、複数の第２の同軸導波管２１２の外側導体２１６である。複数の孔２１８Ｄの中では、複数の内側導体２１５、即ち複数の第２の同軸導波管２１２の内側導体がそれぞれ延在している。複数の内側導体２１５は、内側導体２１３から分岐して、軸線ＡＸに対して径方向に延びている。
【０１１９】
以上、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、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。
【０１２０】
以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的で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】
【０１２１】
１…プラズマ処理装置、１０…処理容器、１２…ステージ、１４…上部電極、１６…導入部、２０…導波部、２００…共振器。
【図１】
2020092031.tif 000003
【図２】
2020092031.tif 000004
【図３】
2020092031.tif 000005
【図４】
2020092031.tif 000006
【図５】
2020092031.tif 000007
【図６】
2020092031.tif 000008
【図７】
2020092031.tif 000009