(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部側が開口しており、その内部において被処理基板にプラズマ処理を行う処理容器と、
前記処理容器内にプラズマ処理用のガスを供給するガス供給部と、
前記処理容器内に配置され、その上に前記被処理基板を保持する保持台と、
プラズマ励起用のマイクロ波を発生させるマイクロ波発生器と、
前記処理容器の開口を覆うように配置されて前記処理容器を密封すると共に、マイクロ波を前記処理容器内へ透過させる誘電体板と、
複数のスロット孔が設けられており、前記誘電体板の上方側に配置され、マイクロ波を前記誘電体板に放射するスロットアンテナ板と、
前記スロットアンテナ板の上方側に配置され、マイクロ波を径方向に伝播させる遅波板と、
前記マイクロ波発生器により発生させたマイクロ波を前記スロットアンテナ板に供給するマイクロ波供給手段とを備え、
前記マイクロ波供給手段は、一方端部が前記スロットアンテナ板の中心に接続される略丸棒状の内導体および前記内導体との径方向のすき間を開けて前記内導体の外径側に設けられる略円筒状の外導体を含む同軸導波管、および前記内導体の外周面の一部と径方向において前記内導体の外周面の一部に対向する対向部との径方向の距離を変更させる変更手段を備え、
前記変更手段は、前記外導体から前記内導体へ向かって延出可能であって、前記内導体の外周面の一部と、前記対向部としての内径側端部との間に生ずる径方向のすき間量を調整するスタブ部材を含み、
前記変更手段は、前記内導体の外周面の一部と前記一部に対向する対向部との径方向の距離を、４ｍｍ以下に変更可能である、プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記スタブ部材は、前記外導体で支持され、径方向に延びるように設けられる棒状部と、前記棒状部の径方向の移動量を調整する移動量調整部材とを含む、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記スタブ部材は、前記同軸導波管が延びる方向に間隔を開けて複数設けられる、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記スタブ部材は、周方向に間隔を開けて複数設けられる、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記複数のスタブ部材は、周方向に略等配に設けられる、請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記スタブ部材のうち、少なくとも前記すき間に位置可能な部分の材質は、誘電体である、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記同軸導波管における軸方向において、前記遅波板の上方側の端部と前記スタブ部材との距離は、１０ｍｍ以下である、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記マイクロ波発生器は、マグネトロンと、アイソレータと、チューナとを含む、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
上部側が開口しており、その内部において被処理基板にプラズマ処理を行う処理容器と、前記処理容器内にプラズマ処理用のガスを供給するガス供給部と、前記処理容器内に配置され、その上に前記被処理基板を保持する保持台と、プラズマ励起用のマイクロ波を発生させるマイクロ波発生器と、前記処理容器の開口を覆うように配置されて前記処理容器を密封すると共に、マイクロ波を前記処理容器内へ透過させる誘電体板と、複数のスロット孔が設けられており、前記誘電体板の上方側に配置され、マイクロ波を前記誘電体板に放射するスロットアンテナ板と、前記スロットアンテナ板の上方側に配置され、マイクロ波を径方向に伝播させる遅波板と、前記マイクロ波発生器により発生させたマイクロ波を前記スロットアンテナ板に供給するマイクロ波供給手段とを備え、前記マイクロ波供給手段は、一方端部が前記スロットアンテナ板の中心に接続される略丸棒状の内導体および前記内導体との径方向のすき間を開けて前記内導体の外径側に設けられる略円筒状の外導体を含む同軸導波管、および前記内導体の外周面の一部と径方向において前記内導体の外周面の一部に対向する対向部との径方向の距離を変更させる変更手段を備え、前記変更手段は、前記外導体から前記内導体へ向かって延出可能であって、前記内導体の外周面の一部と、前記対向部としての内径側端部との間に生ずる径方向のすき間量を調整するスタブ部材を含み、前記変更手段は、前記内導体の外周面の一部と前記一部に対向する対向部との径方向の距離を、４ｍｍ以下に変更可能であるプラズマ処理装置を準備し、
前記保持台に被処理基板を保持させ、
前記マイクロ波発生器によりマイクロ波を発生させ、
前記変更手段により、前記内導体の外周面の一部と径方向において前記内導体の外周面の一部に対向する対向部としての内径側端部との間に生ずる径方向のすき間量を調整して変更させて、前記処理容器内で発生させるプラズマを前記誘電体板の下面側において均一にして、前記被処理基板に対するプラズマ処理を行う、基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プラズマ処理装置および基板処理方法に関するものであり、特に、プラズマ源としてマイクロ波を用いたプラズマ処理装置およびこのようなプラズマ処理装置を用いて行う基板処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）等の半導体装置は、半導体基板にエッチングやＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング等の処理を施して製造される。エッチングやＣＶＤ、スパッタリング等の処理については、そのエネルギー供給源としてプラズマを用いた処理方法、すなわち、プラズマエッチングやプラズマＣＶＤ、プラズマスパッタリング等がある。【０００３】
ここで、プラズマを発生させる際にマイクロ波を用いるマイクロ波プラズマ処理装置に関する技術が、特開２００６−１７９４７７号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１によると、円形矩形導波管と円偏波変換器との間の円筒導波管にダミーロードが接続されている。このダミーロードの軸線は、マイクロ波の反射体で反射される定在波の管内波長の１／４波長Ｌだけ、反射体から円偏波変換器の方向へ向かって離れているよう構成されている。これにより、ラジアル導波箱から反射してきたマイクロ波を、ダミーロードにより効果的に吸収することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１７９４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に代表される従来の一般的なプラズマ処理装置の構成について、簡単に説明する。図１５は、従来における一般的なプラズマ処理装置の一部を拡大して示す概略断面図である。なお、図１５において、紙面上下方向を装置の上下方向とする。また、図１５中において、所定の箇所にマイクロ波をイメージとして図示している。【０００６】
図１５を参照して、プラズマ処理装置１０１は、その内部で被処理基板にプラズマ処理を行う処理容器と、処理容器内にマイクロ波を透過させる円板状の誘電体板１０２と、薄板円板状であって、板厚方向に貫通する複数のスロット孔（図示せず）が設けられており、誘電体板１０２の上方側に配置されてマイクロ波を誘電体板１０２に放射するスロットアンテナ板１０３と、スロットアンテナ板１０３の上方側に配置されて径方向にマイクロ波を伝播する円板状の遅波板１０４と、処理容器の外部に配置されてマイクロ波を発生させるマイクロ波発生器１０５と、マイクロ波発生器１０５により発生させたマイクロ波を処理容器内に供給するマイクロ波供給手段１０６とを備える。【０００７】
マイクロ波供給手段１０６は、上下方向に延びるように設けられており、スロットアンテナ板１０３に接続される同軸導波管１０７を含む。同軸導波管１０７は、丸棒状の内導体１０８、および内導体１０８と径方向のすき間１１０を開けて内導体１０８の外径側に設けられる円筒状の外導体１０９を備える。【０００８】
同軸導波管１０７については、誘電体板１０２の下方側に生成させるプラズマの周方向における均一性の確保の観点から、内導体１０８の径方向の中心が、スロットアンテナ板１０３の径方向の中心と一致するように接続される。また、外導体１０９については、外導体１０９の径方向の中心が、内導体１０８の径方向の中心と一致するように設けられる。【０００９】
このような構成を有するプラズマ処理装置１０１において、一般的に、同軸導波管１０７を構成する内導体１０８および外導体１０９は、それぞれ別体で製造される。そして、別体で製造された内導体１０８および外導体１０９は、内導体１０８の径方向の中心と外導体１０９の径方向の中心とが一致するように組み合わされる。その後、スロットアンテナ板１０３の径方向の中心と、内導体１０８の径方向の中心とを一致させるようにして、プラズマ処理装置１０１に組み込まれる。なお、図１５において、内導体１０８の径方向の中心を示す中心線を一点鎖線１１１で示し、外導体１０９の径方向の中心を示す中心線を二点鎖線１１２で示す。【００１０】
ここで、同軸導波管１０７の形成時、具体的には、内導体１０８と外導体１０９とを組み合わせる際に、内導体１０８の径方向の中心と外導体１０９の径方向の中心との位置のずれが生じてしまう。このずれは、図１５中の長さ寸法Ｘで示され、実際上、おおよそ０．０５ｍｍ程度である。なお、理解の容易の観点から、長さ寸法Ｘで示されるずれを、誇張して図示している。【００１１】
このずれが生じると、内導体１０８と外導体１０９との間の径方向のすき間１１０の距離が、同軸導波管１０７の周方向の位置において異なってしまうことになる。そうすると、同軸導波管１０７内を伝播するマイクロ波の強度が、同軸導波管１０７の周方向の位置において、異なってしまうこととなる。その結果、誘電体板１０２に伝播されるマイクロ波の強度が周方向に不均一となり、誘電体板１０２の下方側に形成される電磁界分布が偏ってしまう。このような電磁界分布の偏りは、処理容器内において発生させるプラズマの周方向における不均一を生じさせ、その結果、被処理基板の面内の処理の不均一を発生させてしまう。【００１２】
ここで、同軸導波管１０７の組み立て時において、プラズマの不均一を生じさせない程度に内導体１０８の中心と外導体１０９の中心とのずれを低減させることは、非常に困難であり、かつ、コスト増大の要因ともなる。遅波板、誘電体板の取り付けについても、同様である。【００１３】
この発明の目的は、発生させるプラズマを誘電体板の下面側において均一にすることができるプラズマ処理装置を提供することである。【００１４】
この発明の他の目的は、被処理基板の面内における処理を均一にすることができる基板処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明に係るプラズマ処理装置は、上部側が開口しており、その内部において被処理基板にプラズマ処理を行う処理容器と、処理容器内にプラズマ処理用のガスを供給するガス供給部と、処理容器内に配置され、その上に被処理基板を保持する保持台と、プラズマ励起用のマイクロ波を発生させるマイクロ波発生器と、処理容器の開口を覆うように配置されて処理容器を密封すると共に、マイクロ波を処理容器内へ透過させる誘電体板と、複数のスロット孔が設けられており、誘電体板の上方側に配置され、マイクロ波を誘電体板に放射するスロットアンテナ板と、スロットアンテナ板の上方側に配置され、マイクロ波を径方向に伝播させる遅波板と、マイクロ波発生器により発生させたマイクロ波をスロットアンテナ板に供給するマイクロ波供給手段とを備える。マイクロ波供給手段は、一方端部がスロットアンテナ板の中心に接続される略丸棒状の内導体および内導体との径方向のすき間を開けて内導体の外径側に設けられる略円筒状の外導体を含む同軸導波管、および内導体の外周面の一部と径方向において内導体の外周面の一部に対向する対向部との径方向の距離を変更させる変更手段を備える。【００１６】
このようなプラズマ処理装置によると、製造時等において同軸導波管の内導体の中心と外導体の中心とがずれていても、内導体の外周面の一部と径方向において内導体の外周面の一部に対向する対向部との径方向の距離を変更させる変更手段により、内導体の外周面の一部と内導体の外周面の一部に対向する対向部との径方向の長さを調整して、同軸導波管を伝播するマイクロ波の強度を、周方向において非対称とすることができる。したがって、内導体の中心と外導体の中心とのずれに起因して誘電体板に形成される電磁界分布の周方向における偏りをなくして、処理容器内で発生させるプラズマを誘電体板の下面側において均一にすることができる。この場合、例えば、遅波板の取り付け誤差等に起因する電磁界分布の周方向における偏りにも対応することができる。その結果、被処理基板の面内における処理を均一にすることができる。【００１７】
好ましくは、変更手段は、外導体側から内導体側へ向かって延出可能なスタブ部材を含む。【００１８】
さらに好ましくは、スタブ部材は、外導体側で支持され、径方向に延びるように設けられる棒状部と、棒状部の径方向の移動量を調整する移動量調整部材とを含む。【００１９】
また、スタブ部材は、同軸導波管が延びる方向に間隔を開けて複数設けられるよう構成してもよい。【００２０】
さらに好ましくは、スタブ部材は、周方向に間隔を開けて複数設けられる。【００２１】
さらに好ましい一実施形態として、複数のスタブ部材は、周方向に略等配に設けられる。【００２２】
さらに好ましくは、スタブ部材のうち、少なくともすき間に位置可能な部分の材質は、誘電体である。【００２３】
さらに好ましい一実施形態として、同軸導波管における軸方向において、遅波板の上方側の端部とスタブ部材との距離は、１０ｍｍ以下である。【００２４】
さらに好ましい一実施形態として、変更手段は、内導体の外周面の一部と一部に対向する部分との径方向の距離を、４ｍｍ以下に変更可能である。【００２５】
さらに好ましくは、マイクロ波発生器は、マグネトロンと、アイソレータと、チューナとを含む。【００２６】
この発明の他の局面においては、基板処理方法は、上部側が開口しており、その内部において被処理基板にプラズマ処理を行う処理容器と、処理容器内にプラズマ処理用のガスを供給するガス供給部と、処理容器内に配置され、その上に被処理基板を保持する保持台と、プラズマ励起用のマイクロ波を発生させるマイクロ波発生器と、処理容器の開口を覆うように配置されて処理容器を密封すると共に、マイクロ波を処理容器内へ透過させる誘電体板と、複数のスロット孔が設けられており、誘電体板の上方側に配置され、マイクロ波を誘電体板に放射するスロットアンテナ板と、スロットアンテナ板の上方側に配置され、マイクロ波を径方向に伝播させる遅波板と、マイクロ波発生器により発生させたマイクロ波をスロットアンテナ板に供給するマイクロ波供給手段とを備え、マイクロ波供給手段は、一方端部がスロットアンテナ板の中心に接続される略丸棒状の内導体および内導体との径方向のすき間を開けて内導体の外径側に設けられる略円筒状の外導体を含む同軸導波管、および内導体の外周面の一部と径方向において内導体の外周面の一部に対向する対向部との径方向の距離を変更させる変更手段を備えるプラズマ処理装置を準備し、保持台に被処理基板を保持させ、マイクロ波発生器によりマイクロ波を発生させ、変更手段により、内導体の外周面の一部と径方向において内導体の外周面の一部に対向する対向部との径方向の距離を変更させて、処理容器内で発生させるプラズマを誘電体板の下面側において均一にして、被処理基板に対するプラズマ処理を行う。【００２７】
このような基板処理方法によると、被処理基板の面内における処理を均一にすることができる。
【発明の効果】
【００２８】
このようなプラズマ処理装置によると、製造時等において同軸導波管の内導体の中心と外導体の中心とがずれていても、内導体の外周面の一部と径方向において内導体の外周面の一部に対向する対向部との径方向の距離を変更させる変更手段により、内導体の外周面の一部と内導体の外周面の一部に対向する対向部との径方向の長さを調整して、同軸導波管を伝播するマイクロ波の強度を、周方向において非対称とすることができる。したがって、内導体の中心と外導体の中心とのずれに起因して誘電体板に形成される電磁界分布の周方向における偏りをなくして、処理容器内で発生させるプラズマを誘電体板の下面側において均一にすることができる。この場合、例えば、遅波板の取り付け誤差等に起因する電磁界分布の周方向における偏りにも対応することができる。その結果、被処理基板の面内における処理を均一にすることができる。【００２９】
また、このような基板処理方法によると、被処理基板の面内における処理を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置の要部を示す概略断面図である。
【図２】図１に示すプラズマ処理装置に備えられる同軸導波管の近辺を拡大して示す概略断面図である。
【図３】図１に示すプラズマ処理装置に備えられるスロットアンテナ板を、図１中の矢印ＩＩＩの方向から見た図である。
【図４】図１に示すプラズマ処理装置に備えられる同軸導波管を、図２中のＩＶ−ＩＶで切断した場合の断面図である。
【図５】スタブ部材を設けていない場合の同軸導波管を軸に垂直な平面で切断した場合の概略断面図である。
【図６】図５に図示する電気力線の一次元等価回路を示す概略図である。
【図７】スタブ部材を設けた場合の同軸導波管を軸に垂直な平面で切断した場合の概略断面図である。
【図８】図７に図示する電気力線の一次元等価回路を示す概略図である。
【図９】この発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置に備えられ、６個のスタブ部材を設けた同軸導波管の断面図であり、各スタブ部材の位置を示すものである。
【図１０】誘電体板の各方向における相対エネルギー積分値を示す図であり、一部のスタブ部材の先端と内導体の外周面との距離が基準距離であるときを示す。
【図１１】誘電体板の各方向における相対エネルギー積分値を示す図であり、一部のスタブ部材の先端と内導体の外周面との距離が６ｍｍであるときを示す。
【図１２】誘電体板の各方向における相対エネルギー積分値を示す図であり、一部のスタブ部材の先端と内導体の外周面との距離が４ｍｍであるときを示す。
【図１３】誘電体板の各方向における相対エネルギー積分値を示す図であり、一部のスタブ部材の先端と内導体の外周面との距離が２ｍｍであるときを示す。
【図１４】この発明の他の実施形態に係るプラズマ処理装置に備えられる同軸導波管の近辺を拡大して示す概略断面図である。
【図１５】従来における一般的なプラズマ処理装置に備えられる同軸導波管の近辺を拡大して示す概略断面図である。
【図１６】マイクロ波発生器の構成を示す概略図である。
【図１７】この発明のさらに他の実施形態に係るプラズマ処理装置の要部を示す概略断面図である。
【図１８】図１７に示すプラズマ処理装置に備えられる同軸導波管の近辺を拡大して示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、この発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置の要部を示す概略断面図である。図２は、図１に示すプラズマ処理装置に備えられる同軸導波管の近辺を拡大して示す概略断面図である。図３は、図１に示すプラズマ処理装置に備えられるスロットアンテナ板を、図１中の矢印ＩＩＩの方向から見た図である。図４は、図１に示すプラズマ処理装置に備えられる同軸導波管を、図２中のＩＶ−ＩＶで切断した場合の断面図である。なお、図１および図２においては、紙面上下方向を装置の上下方向とする。また、本願明細書中、径方向とは、図４において、同軸導波管に含まれる内導体から外導体へ向かう方向を指す。
【００３２】
図１〜図４を参照して、プラズマ処理装置１１は、上部側が開口しており、その内部において被処理基板Ｗにプラズマ処理を行う処理容器１２と、処理容器１２内にプラズマ励起用のガスおよびプラズマ処理用のガスを供給するガス供給部１３と、処理容器１２内に配置され、その上に被処理基板Ｗを保持する保持台１４と、処理容器１２の外部に配置され、プラズマ励起用のマイクロ波を発生させるマイクロ波発生器１５と、処理容器１２の開口を覆うように配置されて処理容器１２を密封すると共に、マイクロ波を処理容器１２内へ透過させる誘電体板１６と、複数のスロット孔１７が設けられており、誘電体板１６の上方側に配置され、マイクロ波を誘電体板１６に放射する薄板状のスロットアンテナ板１８と、スロットアンテナ板１８の上方側に配置され、マイクロ波を径方向に伝播する遅波板１９と、マイクロ波発生器１５により発生させたマイクロ波を処理容器１２内に供給するマイクロ波供給手段２０と、プラズマ処理装置１１全体を制御する制御部（図示せず）とを備える。制御部は、ガス供給部１３におけるガス流量、処理容器１２内の圧力等、被処理基板Ｗをプラズマ処理するためのプロセス条件を制御する。なお、マイクロ波発生器１５については、図１中の一点鎖線で示している。
【００３３】
処理容器１２は、保持台１４の下方側に位置する底部２１と、底部２１の外周部から上方向に延びる側壁２２とを含む。側壁２２は、円筒状である。処理容器１２の底部２１の径方向中央側には、排気用の排気孔２３が設けられている。処理容器１２の上部側は開口しており、処理容器１２の上部側に配置される誘電体板１６、および誘電体板１６と処理容器１２との間に介在するシール部材としてのＯリング２４によって、処理容器１２は密封可能に構成されている。なお、上記したガス供給部１３の一部は、側壁２２に埋め込まれるようにして設けられており、処理容器１２の外部から処理容器１２内へガスを供給する。
【００３４】
誘電体板１６の下方側の面２５は、平らである。誘電体板１６の材質は、誘電体である。誘電体板１６の具体的な材質としては、石英やアルミナ等が挙げられる。
【００３５】
スロットアンテナ板１８の板厚方向の両面は、それぞれ平らである。スロットアンテナ板１８には、板厚方向に貫通する複数のスロット孔１７が設けられている。スロット孔１７は、２つの矩形状の開口部が一対となって、略Ｔ字状となるように配置されて構成されている。設けられたスロット孔１７は、内周側に配置される内周側スロット孔群２６ａと、外周側に配置される外周側スロット孔群２６ｂとに大別される。内周側スロット孔群２６ａは、図３中の点線で囲まれた範囲内に設けられた８個のスロット孔１７である。外周側スロット孔群２６ｂは、図３中の一点鎖線で囲まれた範囲内に設けられた１６個のスロット孔１７である。内周側スロット孔群２６ａにおいて、８個のスロット孔１７はそれぞれ、環状に等間隔に配置されている。外周側スロット孔群２６ｂにおいて、１６個のスロット孔１７はそれぞれ、環状に等間隔に配置されている。スロットアンテナ板１８は、径方向の中心２８を中心とした回転対称性を有し、例えば、中心２８を中心として４５°回転しても同じ形状となる。
【００３６】
遅波板１９の中央には、後述する同軸導波管３１に備えられる内導体３２を配置させるための開口が設けられている。開口の周囲を形成する遅波板１９の内径側の端部は、板厚方向に突出している。すなわち、遅波板１９は、内径側の端部から板厚方向に突出するリング状の遅波板突出部２７を備える。遅波板１９は、遅波板突出部２７が上側になるように取り付けられる。遅波板１９の材質は、誘電体である。遅波板１９の具体的な材質としては、石英やアルミナ等が挙げられる。遅波板１９の内部を伝播するマイクロ波の波長は、大気中を伝播するマイクロ波の波長よりも短くなる。
【００３７】
誘電体板１６、スロットアンテナ板１８、および遅波板１９はいずれも、円板状である。プラズマ処理装置１１を製造する際には、誘電体板１６の径方向の中心と、スロットアンテナ板１８の径方向の中心２８と、遅波板１９の径方向の中心とを、それぞれ一致するように製造される。こうすることにより、中心側から外径側に向かって伝播されるマイクロ波において、周方向におけるマイクロ波の伝播度合いを同じにして、誘電体板１６の下方側に生じさせるプラズマの周方向における均一性を確保するようにしている。なお、ここでは、スロットアンテナ板１８の径方向の中心２８を基準とする。
【００３８】
マイクロ波供給手段２０は、一方端部３５がスロットアンテナ板１８の中心２８に接続される略丸棒状の内導体３２、および内導体３２と径方向のすき間３４を開けて内導体３２の外径側に設けられる略円筒状の外導体３３を含む同軸導波管３１を備える。すなわち、内導体３２の外周面３６と外導体３３の内周面３７とが対向するように内導体３２と外導体３３とを組み合わせて、同軸導波管３１が構成されている。同軸導波管３１は、図１中の紙面上下方向に延びるように設けられている。内導体３２および外導体３３はそれぞれ、別体で製造される。そして、内導体３２の径方向の中心と外導体３３の径方向の中心とを一致させるようにして組み合わされる。
【００３９】
また、マイクロ波供給手段２０は、マイクロ波発生器１５に一方端部３８が接続される導波管３９と、マイクロ波のモードを変換するモード変換器４０とを含む。導波管３９は、横方向、具体的には、図１中の紙面左右方向に延びるように設けられている。なお、導波管３９としては、断面が円形状のものや断面が矩形状のものが使用される。
【００４０】
ここで、マイクロ波発生器１５の詳細について簡単に説明すると、以下の通りである。図１６は、マイクロ波発生器１５の構成を示す概略図である。図１６を参照して、マイクロ波発生器１５は、最上流側においてマイクロ波を生成するマグネトロン２９ａと、マグネトロン２９ａの下流側に設けられており、マグネトロン２９ａで生成したマイクロ波を下流側に供給した際に、下流側から反射されてくる反射波を除去するアイソレータ２９ｂと、アイソレータ２９ｂの下流側に配置されており、マグネトロン２９ａで生成したマイクロ波を下流側に伝播する際のマイクロ波の位相を調整するマッチングユニットとしての４Ｅチューナ２９ｃとを備える。なお、ここでは、マイクロ波が伝播されていく方向を、上流から下流とするものである。すなわち、マグネトロン２９ａが最上流に位置することとなり、アイソレータ２９ｂ、４Ｅチューナ２９ｃの順に下流側となる。４Ｅチューナ２９ｃは、マイクロ波の伝播方向に設けられ、導波管から外径側に凹んだ４つの凹部３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄと、４つの凹部３０ａ〜３０ｄのそれぞれの内部に配置され、径方向に可動可能であって、凹部３０ａ〜３０ｄの蓋をするような形状の４つの可動短絡板３０ｅ、３０ｆ、３０ｇ、３０ｈとを含む構成である。ここでいう径方向とは、図１６における上下方向である。４つの可動短絡板３０ｅ〜３０ｈをそれぞれ径方向に移動させ、導波管３９内を伝播させるマイクロ波の位相を調整する。図１６における左側の端部３０ｉが、図１における端部３８に接続されるものである。
【００４１】
マイクロ波発生器１５において発生させたマイクロ波は、導波管３９および同軸導波管３１を介して、処理容器１２内に伝播される。マイクロ波発生器１５において発生させるマイクロ波の周波数としては、例えば、２．４５ＧＨｚが選択される。
【００４２】
例えば、マイクロ波発生器１５で発生させたＴＥモードのマイクロ波は、導波管３９内を図１中の矢印Ａ１で示す紙面左方向に伝播し、モード変換器４０によりＴＥＭモードへ変換される。そして、ＴＥＭモードへ変換されたマイクロ波は、同軸導波管３１内を図１中の矢印Ａ２で示す紙面下方向へ伝播する。具体的には、すき間３４が形成される内導体３２と外導体３３との間、および内導体３２と冷却板突出部４７との間において、マイクロ波は伝播する。同軸導波管３１を伝播したマイクロ波は、遅波板１９内を径方向に伝播し、スロットアンテナ板１８に設けられた複数のスロット孔１７から誘電体板１６に放射される。誘電体板１６を透過したマイクロ波は、誘電体板１６の直下に電界を生じさせ、処理容器１２内にプラズマを生成させる。
【００４３】
さらにプラズマ処理装置１１は、側壁２２の開口側の上方端部の上方側に配置され、誘電体板１６を上方側から押さえる誘電体板押さえリング４１と、誘電体板押さえリング４１の上方側に配置され、スロットアンテナ板１８等を上方側から押さえるアンテナ押さえ４２と、遅波板１９の上方側に配置され、遅波板１９等を冷却する冷却板４３と、アンテナ押さえ４２と冷却板４３との間に介在するように配置され、処理容器１２内外で電磁界を遮蔽する電磁遮蔽弾力体４４と、スロットアンテナ板１８の外周部を固定する外周固定リング４５と、スロットアンテナ板１８の中心を固定する中心固定板４６とを備える。
【００４４】
冷却板４３の中央には、同軸導波管３１を配置させるための開口が設けられている。開口の周囲を形成する冷却板４３の内径側の端部は、板厚方向に突出している。すなわち、冷却板４３は、内径側の端部から板厚方向に突出するリング状の冷却板突出部４７を備える。冷却板４３は、冷却板突出部４７が上側になるように取り付けられる。
【００４５】
冷却板突出部４７の上方側には、円筒状の外導体３３が配置される。冷却板突出部４７の上方側端部と外導体３３の下方側端部とが当接する構成である。この場合、外導体３３の内周面３７と冷却板突出部４７の内周面５０とが連なって、内導体３２の外周面３６と外導体３３の内周面３７との径方向の距離、および内導体３２の外周面３６と冷却板突出部４７の内周面５０との径方向の距離が同じとなるように構成される。なお、上記した遅波板突出部２７の上方側には、内導体３２と外導体３３との間に形成されるすき間３４が位置することとなる。
【００４６】
また、冷却板４３の外周部分には、誘電体板１６側にリング状に突出する遅波板位置決め部４８が設けられている。遅波板１９は、遅波板位置決め部４８により径方向に位置決めされる。遅波板位置決め部４８が設けられた径方向の位置において、外周固定リング４５は、スロットアンテナ板１８を固定する。
【００４７】
なお、誘電体板１６の上方側の面のうち、径方向の中央には、中心固定板４６を受け入れるように、誘電体板１６の上方側の面から板厚を減ずるように凹んだ受け入れ凹部４９が設けられている。
【００４８】
ここで、マイクロ波供給手段２０は、内導体３２の外周面３６の一部と、径方向において内導体３２の外周面の一部に対向する対向部、ここでは冷却板突出部４７との径方向の距離を変更させる変更手段として、外導体３３側から内導体３２側へ向かって延出可能なスタブ部材５１を備える。
【００４９】
スタブ部材５１は、外導体３３側で支持され、径方向に延びるように設けられる棒状部５２と、棒状部５２の径方向の移動量を調整する移動量調整部材としてのねじ部５３とを含む。ねじ部５３は、棒状部５２の外径側端部に設けられている。
【００５０】
スタブ部材５１は、冷却板突出部４７に取り付けられている。具体的には、冷却板突出部４７には、径方向に真直ぐに延びて貫通するねじ孔５４が設けられており、このねじ孔５４とねじ部５３とを螺合させるようにして、スタブ部材５１が冷却板突出部４７に取り付けられている。すなわち、スタブ部材５１は、外導体３３側において、冷却板突出部４７に設けられたねじ孔５４に螺合されたねじ部５３によって、支持されている。
【００５１】
ねじ部５３を回転させることにより、棒状部５２を含むスタブ部材５１全体を径方向に移動させることができる。図２においては、スタブ部材５１は、紙面左右方向に移動可能である。また、その移動量は、ねじ部５３の回転量により調整される。
【００５２】
スタブ部材５１は、周方向に略等配となるように合計６個設けられている（図４参照）。すなわち、６個のスタブ部材は、周方向において隣り合うスタブ部材間の角度が、６０°間隔となるよう配置されている。
【００５３】
６個のスタブ部材５１はそれぞれ独立して、径方向に移動することができる。すなわち、各スタブ部材５１に含まれる棒状部５２の先端部５５の径方向の位置を、それぞれ別個に調整することができる。
【００５４】
このようなプラズマ処理装置によると、製造時等において同軸導波管の内導体の中心と外導体の中心とがずれていても、内導体の外周面の一部と径方向において内導体の外周面の一部に対向する対向部との径方向の距離を変更させる変更手段により、内導体の外周面の一部と内導体の外周面の一部に対向する対向部との径方向の長さを調整して、同軸導波管を伝播するマイクロ波の強度を、周方向において非対称とすることができる。したがって、内導体の中心と外導体の中心とのずれに起因して誘電体板に形成される電磁界分布の周方向における偏りをなくして、処理容器内で発生させるプラズマを誘電体板の下面側において均一にすることができる。この場合、例えば、遅波板の取り付け誤差等に起因する電磁界分布の周方向における偏りにも対応することができる。その結果、被処理基板の面内における処理を均一にすることができる。
【００５５】
すなわち、この発明の一実施形態に係る基板処理方法は、上部側が開口しており、その内部において被処理基板にプラズマ処理を行う処理容器と、処理容器内にプラズマ処理用のガスを供給するガス供給部と、処理容器内に配置され、その上に被処理基板を保持する保持台と、プラズマ励起用のマイクロ波を発生させるマイクロ波発生器と、処理容器の開口を覆うように配置されて処理容器を密封すると共に、マイクロ波を処理容器内へ透過させる誘電体板と、複数のスロット孔が設けられており、誘電体板の上方側に配置され、マイクロ波を誘電体板に放射するスロットアンテナ板と、スロットアンテナ板の上方側に配置され、マイクロ波を径方向に伝播させる遅波板と、マイクロ波発生器により発生させたマイクロ波をスロットアンテナ板に供給するマイクロ波供給手段とを備え、マイクロ波供給手段は、一方端部がスロットアンテナ板の中心に接続される略丸棒状の内導体および内導体との径方向のすき間を開けて内導体の外径側に設けられる略円筒状の外導体を含む同軸導波管、および内導体の外周面の一部と径方向において内導体の外周面の一部に対向する対向部との径方向の距離を変更させる変更手段を備えるプラズマ処理装置を準備し、保持台に被処理基板を保持させ、マイクロ波発生器によりマイクロ波を発生させ、変更手段により、内導体の外周面の一部と径方向において内導体の外周面の一部に対向する対向部との径方向の距離を変更させて、処理容器内で発生させるプラズマを誘電体板の下面側において均一にして、被処理基板に対するプラズマ処理を行う。
【００５６】
ここで、本願発明の原理について説明する。図５は、スタブ部材が設けられていない従来の同軸導波管内における電気力線を示す模式図である。図６は、図５に示す点線上において、図５に示す電気力線の一次元等価回路を示す概念図である。図７は、スタブ部材を設けた本願発明に係る同軸導波管内における電気力線を示す模式図である。図８は、図７に示す点線上において、図７に示す電気力線の一次元等価回路を示す概念図である。なお、上記した電気力線の総本数は、マイクロ波のパワーに起因する。また、理解の容易の観点から、同軸導波管に含まれる内導体および外導体のみを示している。
【００５７】
図５および図６を参照して、スタブ部材がない場合、同軸導波管６１内において、内導体６２から外導体６３に向かって延びる電気力線６４は、周方向において均一である。一次等価回路６５においても、左右のコンデンサ６６、６７の容量は同じとなる。このような電気力線６４は、内導体６２の径方向の中心と外導体６３の径方向の中心とがほぼ完全に一致した場合に発生するものである。
【００５８】
ここで、内導体６２の径方向の中心と外導体６３の径方向の中心とがずれてしまうと、上記した電気力線６４のバランスが崩れてしまう。そうすると、結果として、発生させるプラズマの周方向における均一性が損なわれてしまうことになる。この場合、発生させるプラズマの周方向における均一性を確保するためには、図５に示すように、内導体６２の径方向の中心と外導体６３の径方向の中心とをほぼ完全に一致するよう、組み立て直すしかない。具体的には、上記した図１５に示す径方向の中心間のずれを示す長さ寸法Ｘが、０．０１ｍｍとなるレベルである。
【００５９】
一方、図７および図８を参照して、スタブ部材が設けられている本願発明においては、同軸導波管７１において、内導体７２の径方向の中心と外導体７３の径方向の中心とがずれてしまった場合、スタブ部材７４の径方向の距離を変更する。電気力線７５は、内導体７２の外周面と他部材、ここではスタブ部材７４との径方向の距離の短い部分が存在すれば、その部分に集中する。そうすると、一次等価回路７６において、左側のコンデンサ７７に対し、右側のコンデンサ７８は、図８中のハッチング７９で示すスタブ部材７４の影響で、その容量が大きくなる。したがって、スタブ部材７４の径方向の移動量、具体的には、内導体７２の外周面とスタブ部材７４との径方向の距離を変更し、電気力線７５の周方向におけるバランスを調整して、発生させるプラズマの周方向における均一性を確保するものである。
【００６０】
次に、スタブ部材と内導体との距離を変更した場合の影響について説明する。図９は、同軸導波管の断面図であり、各スタブ部材の位置を示すものである。なお、図９に示す断面は、図４に示す断面を左回りに９０度回転させた図に該当する。図１０、図１１、図１２および図１３はそれぞれ、誘電体板の各方向において、シミュレーション結果に基づく相対エネルギー積分値を示す図である。具体的には、図１０〜図１３における径方向の数値は、誘電体板を周方向の６領域に分割し、各領域における電界強度エネルギー積分値を計算し、各領域の電界強度エネルギー積分値を、電界強度エネルギー積分値の６領域における平均値で除算した値である。なお、この計算では、スロット孔の配置は、６０°回転しても同じ形状となる回転対称性を有するモデルを用いたが、スロット孔の回転対称性とスタブ部材の回転対称性とは、必ずしも同じである必要はない。
【００６１】
図９におけるスタブ部材に付された番号と、図１０〜図１３における誘電体のエネルギー積分値の径方向の各軸に付された番号とは、同じ周方向の位置を示すものである。すなわち、図９に示す番号１のスタブ部材の位置は、周方向において同じ位置の誘電体板の領域を示すものである。図１０は、全てのスタブ部材の位置が同じである場合を示し、基準となるものである。図１１は、番号１、２、３のスタブ部材の先端部と内導体の外周面との距離が６ｍｍである場合を示す。図１２は、番号１、２、３のスタブ部材の先端部と内導体の外周面との距離が４ｍｍである場合を示す。図１３は、番号１、２、３のスタブ部材の先端部と内導体の外周面との距離が２ｍｍである場合を示す。また、周方向の均一性については、図１０における１σの値は０．８％、図１１における１σの値は１．９％、図１２における１σの値は３．８％、図１３における１σの値は７．６％である。なお、σは、標準偏差を示す。
【００６２】
図９〜図１３を参照して、スタブ部材の位置を変更すると、具体的には、棒状部の先端部と内導体の外周面との距離を変更すると、誘電体板における相対エネルギー積分値が大きく変わる。ここで、製造時において内導体の径方向の中心と外導体の径方向の中心とがずれ、相対エネルギー積分値が、図１０に示す場合と大きく異なっていても、スタブ部材を径方向に移動させて、各領域における相対エネルギー積分値を調整することができる。そして、内導体と外導体とを組み立てなおさなくても、図１０に示す基準に近づけることができる。すなわち、発生させるプラズマを誘電体板の下面側において均一にすることができる。
【００６３】
なお、スタブ部材の材質としては、スタブ部材のうち、少なくともすき間に位置可能な部分の材質は、誘電体であることが好ましい。こうすることにより、スタブ部材の長寿命化を図ることができる。誘電体としては、例えば、石英やアルミナ等が挙げられる。もちろん、スタブ部材の全体について、メタルで構成することとしてもよい。
【００６４】
また、同軸導波管における軸方向において、遅波板の上方側の端部とスタブ部材との距離は、１０ｍｍ以内であることが好ましい。具体的には、再び図２を参照して、図２に示す断面において、スタブ部材５１に備えられる棒状部５２の軸方向の中心線５６と、遅波板突出部４７の上方側の端部５７との軸方向の距離Ｌ１を、１０ｍｍ以内とする。上記した構成のプラズマ処理装置１１においては、同軸導波管３１の下方側領域における電磁界の強度分布の影響を強く受ける。ここで、距離Ｌ１が１０ｍｍよりも長くなると、周方向において非対称としたマイクロ波の強度が、再び対称、すなわち、元に戻ってしまうおそれがある。したがって、このように構成することにより、より効率的に電磁界分布を周方向において均一にすることができる。
【００６５】
本実施例では、スタブ部材の延伸方向が水平方向、すなわち、スタブ部材が径方向に真直ぐに延びる例を示したが、図１４に示すように、スタブ部材の延伸方向が斜め下方向であってもよい。図１４は、この場合のプラズマ処理装置の同軸導波管の近辺を拡大して示す概略断面図であり、図２に相当する。図１４を参照して、この発明の他の実施形態に係るプラズマ処理装置８１に備えられる冷却板８２の冷却板突出部８３には、内径側を下側とした斜め下方向に延びるように冷却板突出部８３の一部を貫通する複数のねじ孔８４が設けられている。そして、各ねじ孔８４について、スタブ部材８５が斜め下方向に延伸するように取り付けられている。このように構成することにより、スタブ部材８５の作用するポイント、具体的には、スタブ部材８５の先端部分を遅波板１９に近づけるようにすることができる。電磁界分布の周方向の偏りをなくすためには、できるだけ遅波板１９に近い位置で調整できることが好ましい。したがって、スタブ部材８５を斜め下方向に延伸できるように設けることにより、より効果的に電磁界分布の周方向における調整を行うことができる。
【００６６】
この場合、スタブ部材８５と遅波板８６とは、スタブ部材８５を延伸したときに、スタブ部材８５の先端部８７と遅波板突出部８８の上方側の端部８９との間の距離Ｌ３が、１０ｍｍ以下となるようにすればよい。なお、上記した構成のプラズマ処理装置において、変更手段は、内導体の外周面の一部と一部に対向する部分との径方向の距離を、４ｍｍ以下に変更可能であるよう構成することが好ましい。具体的には、図２を参照して、内導体３２の外周面３６と、スタブ部材５１に備えられる棒状部５２の先端部５５との径方向の距離Ｌ２を、４ｍｍ以下に変更可能なように構成する。こうすることにより、より広い範疇で周方向におけるプラズマの均一性を向上させることができる。
【００６７】
また、上記の実施の形態においては、スタブ部材は、冷却板突出部で支持されることとしたが、これに限らず、外導体で支持される構成としてもよい。具体的には、外導体において、径方向に貫通するねじ孔を設け、このねじ孔とねじ部とを螺合させるようにしてスタブ部材を取り付けるようにする。この場合、内導体の外周面の一部に対向する対向部は、外導体の内周面の一部となる。
【００６８】
なお、本実施例では、スタブ部材は、回転対称性を有する等間隔な配置としたが、回転対称性を有すれば、スタブ部材の配置は等間隔でなくともよい。
【００６９】
また、上記の実施の形態においては、スタブ部材は、周方向に合計６個設けることとしたが、この個数に限られず、例えば、４個、８個等、必要に応じて任意の個数のスタブ部材が設けられる。
【００７０】
なお、上記の実施の形態においては、同軸導波管の延びる方向に一つ、すなわち、上下方向の同じ位置に６個のスタブ部材を設けることとしたが、これに限らず、スタブ部材を、同軸導波管の延びる方向に間隔を開けて複数設けることとしてもよい。電磁界調整手段としてのスタブ部材を設けると、マイクロ波の一部が上記した棒状部によって上方向に反射する。ここで、反射波の電界強度を入射波の電界強度で除した値で示される反射率の分、パワーロスを生じるおそれがあると共に、この反射波における影響で、電磁界の調整が複雑になり、電磁界分布を均一にすることが困難になるおそれがある。そこで、同軸導波管の延びる方向に間隔を開けて複数スタブ部材を設けることにより、スタブ部座による反射波の影響を大きく低減し、電磁界の調整を容易にして、電磁界分布を周方向により均一にすることができる。
【００７１】
これについて、具体的に説明する。図１７は、この場合におけるプラズマ処理装置の一部を示す断面図であり、図２に相当する断面である。図１７を参照して、この発明のさらに他の実施形態に係るプラズマ処理装置９１には、図１７における上下方向において、二つのスタブ部材群９２ａ、９２ｂが設けられている。下方側に設けられる電磁界調整機構としての第一のスタブ部材群９２ａは、図１に示すプラズマ処理装置１１に設けられる場合と同様に、冷却板４３のうちの冷却板突出部４７に設けられている。第一のスタブ部材群９２ａのうちの各スタブ部材は、図１に示すプラズマ処理装置に設けられるスタブ部材と同様の構成である。すなわち、第一のスタブ部材群９２ａに備えられる各スタブ部材は、径方向に延出可能であって、径方向に真直ぐに延び、冷却板突出部４７に設けられたねじ孔に螺合するように設けられたねじ部および棒状部を備える構成である。一方、上方側に設けられる反射波補償機構としての第二のスタブ部材群９２ｂは、同軸導波管３１のうちの外導体３３に設けられている。第二のスタブ部材群９２ｂに備えられる各スタブ部材についても、第一のスタブ部材群９２ａに備えられる各スタブ部材と同様の構成であり、径方向に延出可能であって、径方向に真直ぐに延び、外導体３３に設けられたねじ孔に螺合するように設けられたねじ部および棒状部を備える構成である。
【００７２】
２つのスタブ部材群のうち、第一のスタブ部材群９２ａについては、図１に示す場合と同様にスタブ部材が周方向に略等配に６個設けられている。第二のスタブ部材群９２ｂについても、スタブ部材が周方向に略等配に６個設けられている。なお、ここでいう２つのスタブ部材群とは、周方向に間隔を空けて設けられた６個のスタブ部材から構成されるスタブ部材の群が、上下方向においてそれぞれ間隔を空けて設けられているという意味である。
【００７３】
第一および第二のスタブ部材群９２ａ、９２ｂのうちの各スタブ部材が設けられる周方向の位置については、第一のスタブ部材群９２ａのうちの各スタブ部材と第二のスタブ部材群９２ｂのうちの各スタブ部材とが同じ位置となるように構成されている。すなわち、図１７における上方向から見た場合に、図４に示すように見え、第一のスタブ部材群９２ａのうちのそれぞれのスタブ部材と第二のスタブ部材群９２ｂのうちのそれぞれのスタブ部材とが重なって見えるように構成されている。また、第一のスタブ部材群９２ａと第二のスタブ部材群９２ｂとの上下方向の間隔、すなわち、第一のスタブ部材群９２ａと第二のスタブ部材群９２ｂの間の距離Ｌ４については、同軸導波管３１の管内波長の４分の１となるように構成されている。第一のスタブ部材群９２ａと第二のスタブ部材群９２ｂの間の距離Ｌ４は、図１７中の一点鎖線で示す第一のスタブ部材群９２ａにおける軸方向、すなわち、上下方向の中央の位置と、図１７中の二点鎖線で示す第二のスタブ部材群９２ｂにおける上下方向の中央の位置との間の距離である。また、第一のスタブ部材群９２ａに備えられる各スタブ部材におけるマイクロ波の反射率と、第二のスタブ部材群９２ｂに備えられる各スタブ部材におけるマイクロ波の反射率とが同じとなるように構成されている。第一および第二のスタブ部材群９２ａ、９２ｂに備えられる各スタブ部材の材質は、例えば、アルミナや金属等である。
【００７４】
このように構成することにより、電磁界調整機構として作用する第一のスタブ部材群９２ａ、および反射波補償機構として作用する第二のスタブ部材群９２ｂにより、より効率的に電磁界分布を均一にすることができる。なお、図１および図２に示すプラズマ処理装置１１と同様の構成については、図１７および後述する図１８において同一の符号で示し、それらの説明を省略する。
【００７５】
ここで、上記した図１７に示すプラズマ処理装置９１における原理について説明する。図１８は、図１７に示すプラズマ処理装置９１に備えられる同軸導波管３１の近辺を拡大して示す概略断面図である。なお、理解の容易の観点から、図１８において、第一および第二のスタブ部材群９２ａ、９２ｂの構成等を概略的に図示している。
【００７６】
図１７および図１８を参照して、上側から下方向に向けて入射される入射波Ｃ１が電磁界調整機構としての第一のスタブ部材群９２ａに備えられるスタブ部材に到達した後に、その一部が反射波Ｃ２として上方向に反射する。また、入射波Ｄ１が反射波補償機構としての第二のスタブ部材群９２ｂに備えられるスタブ部材に到達した後に、その一部が反射波Ｄ２として上方向に反射する。ここで、第一のスタブ部材群９２ａと第二のスタブ部材群９２ｂの間の距離Ｌ４の往復の道のりの分だけ時間が遅れた反射波Ｃ２が、反射波Ｄ２と干渉する。この場合において、第一のスタブ部材群９２ａと第二のスタブ部材群９２ｂの間の距離Ｌ４は、同軸導波管３１の管内波長の４分の１であるため、第一のスタブ部材群９２ａと第二のスタブ部材群９２ｂの間の距離の往復の道のりは、同軸導波管３１の管内波長の２分の１となる。そうすると、それぞれの反射波Ｃ２、Ｄ２の位相が、１８０度ずれることになる。ここで、第一のスタブ部材群９２ａに備えられるスタブ部材における反射率と第二のスタブ部材群９２ｂに備えられるスタブ部材における反射率とが同じであるため、反射波Ｃ２、Ｄ２が丁度打ち消しあうこととなり、反射波の影響の大きく低減された電磁界調整が可能となる。したがって、より効率的に電磁界を均一に供給することができる。なお、上記したマイクロ波発生器１５に備えられ、可動短絡板３０ｅ〜３０ｈを含む４Ｅチューナ２９ｃは、導波管３９に設けられ、マグネトロン２９ａにより発生させたマイクロ波の位相を単に調整するものであり、同軸導波管３１に設けられ、スタブ部材を備え、下流側に配置される第一のスタブ部材群９２ａから反射される反射波を打ち消すように反射波補償機構として作用する第二のスタブ部材群９２ｂとは、大きくその構成が異なるものである。
【００７７】
ここで、第一のスタブ部材群９２ａに備えられるスタブ部材の反射率と第二のスタブ部材群９２ｂに備えられるスタブ部材の反射率とを同じにすることとしたが、具体的な実施形態によると、それぞれの反射率が０．１〜０．２となり、トータルとして反射率を０．０３以下とすることができる。しかし、厳密には、上記の入射波Ｃ１は、第二のスタブ部材群９２ｂに備えられるスタブ部材により一部反射されて小さくなる。そこで、この影響を考慮して、第一のスタブ部材群９２ａに備えられるスタブ部材の反射率と、第二のスタブ部材群９２ｂに備えられるスタブ部材の反射率を変えることとしてもよい。
【００７８】
なお、上記の図１７に示す実施の形態においては、第一のスタブ部材群と第二のスタブ部材群との上下方向の間隔は、同軸導波管の管内波長の４分の１とすることとしたが、これに限らず、同軸導波管の管内波長の４分の１の奇数倍としてもよい。こうすることによっても、それぞれの反射波の位相を１８０度ずらすことができ、上記した効果を奏することができる。また、同軸導波管の管内波長の４分の１の奇数倍よりも多少ずれていても、反射波の影響を低減することができる。
【００７９】
また、上記の図１７に示す実施の形態においては、第一のスタブ部材群に備えられる各スタブ部材の周方向の位置と第二のスタブ部材郡に備えられる各スタブ部材の周方向の位置とを同じとすることとしたが、これに限らず、多少周方向にずれていても構わない。また、第一のスタブ部材群に備えられるスタブ部材の数と、第二のスタブ部材群に備えられるスタブ部材の数とを異ならせることとしてもよい。
【００８０】
なお、上記の図１７に示す実施の形態においては、第一および第二のスタブ部材群に備えられる各スタブ部材について、径方向に真直ぐに延びるように設けることとしたが、これに限らず、各スタブ部材の延伸方向を斜め下方向とすることにしてもよい。この場合、第一および第二のスタブ部材群のうちのいずれか一方の群に備えられるスタブ部材において、延伸方向を斜め下方向としてもよいし、第一および第二のスタブ部材群の双方に備えられる各スタブ部材において、延伸方向を斜め下方向としてもよい。
【００８１】
なお、上記の実施の形態においては、スタブ部材を変更手段とすることとしたが、これに限らず、変更手段は、他の構成であってもよい。すなわち、例えば、外導体の内周面において、径方向に延出可能であって、延出距離を調整可能な突起部を設け、これを変更手段とすることとしてもよい。また、外導体の外径面を凹ませれば、この凹みに応じて外導体の内周面と内導体の外周面との距離が変更される構成としてもよい。
【００８２】
また、上記の実施の形態においては、外導体側に変更手段を設けることとしたが、これに限らず、内導体側に変更手段を設けることとしてもよい。具体的には、変更手段を、内導体側において、内導体の外周面を外径側、すなわち、すき間が形成されている方向に向かって延出可能であって、延出距離を調整可能な構成とする。このような構成としてもよい。
【００８３】
また、上記の実施の形態においては、誘電体板の下方側の面を平らとしたが、これに限らず、例えば、誘電体板の下方側の面において、誘電体板の内方側、すなわち、上側に凹んだ凹部を設けることにしてもよい。
【００８４】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
この発明に係るプラズマ処理装置は、プラズマ処理する際に、被処理基板の面内において均一な処理が要求される場合に有効に利用される。
【符号の説明】
【００８６】
１１，８１，９１  プラズマ処理装置、１２  処理容器、１３  ガス供給部、１４  保持台、１５マイクロ波発生器、１６  誘電体板、１７  スロット孔、１８  スロットアンテナ板、１９，８６  遅波板、２０  マイクロ波供給手段、２１  底部、２２  側壁、２３  排気孔、２４  Ｏリング、２５  面、２６ａ  内周側スロット孔群、２６ｂ  外周側スロット孔群、２７，８８  遅波板突出部、２８  中心、２９ａ  マグネトロン、２９ｂ  アイソレータ、２９ｃ  ４Ｅチューナ、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ  凹部、３０ｅ，３０ｆ，３０ｇ，３０ｈ  可動短絡板、３１，６１，７１  同軸導波管、３２，６２，７２  内導体、３３，６３，７３  外導体、３４  すき間、３０ｉ，３５，３８，５７，８９  端部、３６  外周面、３７，５０  内周面、３９  導波管、４０  モード変換器、４１  誘電体押さえリング、４２  アンテナ押さえ、４３，８２  冷却板、４４  電磁遮蔽弾力体、４５  外周固定リング、４６  中心固定板、４７，８３  冷却板突出部、４８  遅波板位置決め部、４９  受け入れ凹部、５１，７４，８５  スタブ部材、５２  棒状部、５３  ねじ部、５４，８４  ねじ孔、５５，８７  先端部、５６  中心線、６４，７５  電気力線、６５，７６  一次元等価回路、６６，６７，７７，７８  コンデンサ、７９  ハッチング、９２ａ，９２ｂ  スタブ部材群。
【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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