(57)【要約】      （修正有）【課題】マイクロ波を供給することにより処理容器内にプラズマを励起する、プラズマの発生位置の制御性に優れた成膜装置を提供する。【解決手段】成膜装置１０は、載置台１４、処理容器１２、ガス供給部１６、及び、プラズマ生成部２２を備えている。載置台１４は、その複数の基板載置領域１４ａが周方向に移動するよう軸線Ｚ中心に回転可能に設けられている。処理室Ｃは、載置台１４を収容しており、第１の領域及び第２の領域Ｒ２を含む。載置台１４の回転により軸線Ｚに対して周方向に移動する基板載置領域１４ａは、第１の領域及び第２の領域Ｒ２を順に通過する。プラズマ生成部２２は、第２の領域Ｒ２の上方において導波路ＷＧを画成する一以上の導波管７０と、この導波管に接続されたマイクロ波発生器４８と、一以上の導波管７０の下側導体部に設けられた複数の開口を通って第２の領域Ｒ２まで延びだした誘電体製の複数の突出部７２と、を含む。【選択図】図１
2014027052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板載置領域を有し、該複数の基板載置領域が周方向に移動するよう軸線中心に回転可能に設けられた載置台と、
前記載置台を収容しており、前記載置台の回転により前記軸線に対して周方向に移動する前記基板載置領域が順に通過する第１の領域及び第２の領域を含む処理室を画成する処理容器と、
前記載置台に対面するように設けられた噴射部から前記第１の領域に前駆体ガスを供給するガス供給部と、
前記第２の領域において反応ガスのプラズマを生成するプラズマ生成部と、
を備え、
前記プラズマ生成部は、
前記載置台の上方且つ前記第２の領域の上方において導波路を画成する一以上の導波管と、
前記一以上の導波管に接続されたマイクロ波発生器と、
前記一以上の導波管の下側導体部に設けられた複数の開口を通って前記第２の領域まで延びだした誘電体製の複数の突出部と、
を含み、
前記複数の突出部は、前記軸線に対して放射方向に配列されている、
成膜装置。
【請求項２】
前記複数の突出部の導波管側の一端と前記導波管を介して対面するように設けられた複数のプランジャを更に備え、
前記複数のプランジャは、前記導波管からの距離を調整可能な反射板を有する、
請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記複数の突出部は、棒状の形状を有する、請求項１又は２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記複数の突出部は、前記軸線に直交する断面において弧状の形状を有する、請求項１又は２に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記複数の突出部は、前記軸線を中心とする複数の同心円に沿って更に配列されている、請求項１〜４の何れか一項に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記一以上の導波管は、前記複数の同心円のそれぞれと平行な複数の同心円に沿って延在する複数の導波管を含む、請求項５に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記一以上の導波管は、前記軸線に対して放射方向に延在している、請求項１〜５の何れか一項に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記噴射部は、前記軸線に対して互いに異なる距離の領域に設けられた複数のガスシャワー部を有し、該複数のガスシャワー部の各々は、一以上の噴射口を提供しており、
前記ガス供給部は、前記複数のガスシャワー部から噴射する前記前駆体ガスの流量を個別に調整可能に構成されている、
請求項１〜７の何れか一項に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、成膜装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板上に成膜を行う手法の一種として、プラズマ励起原子層堆積（ＰＥ−ＡＬＤ：Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が知られている。ＰＥ−ＡＬＤ法においては、基板を前駆体ガスに晒すことにより、基板上に形成しようとする薄膜の構成元素を含有する前駆体ガスを当該基板に化学吸着させる。次いで、基板をパージガスに晒すことにより、当該基板に過剰に化学吸着した前駆体ガスを除去する。そして、形成しようとする薄膜の構成元素を含有する反応ガスのプラズマに基板を晒すことにより、基板上に所望の薄膜を形成する。ＰＥ−ＡＬＤ法では、このような工程が繰り返されることにより、前駆体ガスに含まれる原子又は分子の処理された膜が基板上に生成される。
【０００３】
このようなＰＥ−ＡＬＤ法を実施する装置としては、枚葉式の成膜装置とセミバッチ式の成膜装置が知られている。これら成膜装置のうちセミバッチ式の成膜装置は、複数の基板に同時に成膜を行うことができることから、枚葉式の成膜装置よりも、スループットに優れている。具体的には、セミバッチ式の成膜装置では、前駆体ガスを供給する領域と反応ガスのプラズマを生成する領域とが別個に処理室内に設けられており、複数の基板がこれら領域を順に通過するように移動する。このように、セミバッチ式の成膜装置は、前駆体ガスの供給と反応ガスのプラズマの生成を異なる領域において同時に行うことができるので、枚葉式の成膜装置に比べてスループットが高いという利点がある。
【０００４】
セミバッチ式の成膜装置としては、下記の特許文献１及び特許文献２に記載されたものが存在している。特許文献１に記載された成膜装置は、サセプタユニット及びガス噴射ユニットを備えている。サセプタユニットは、基板を支持するものであり、回転軸線中心に回転するよう構成されている。ガス噴射ユニットは、サセプタユニットに対面配置されており、前駆体ガスを供給する第１の領域、パージガスを供給するパージ領域、反応ガスのラジカルを供給する第２の領域、及び、パージガスを供給する別のパージ領域を含んでいる。第１の領域、パージ領域、第２の領域、及び別のパージ領域は周方向に配列されており、各領域間には径方向に延在する排気ラインが設けられている。
【０００５】
また、特許文献２に記載された成膜装置は、回転トレー、シャワーヘッド、及び、プラズマ源を備えている。回転トレーは、基板を支持するものであり、回転軸線中心に回転可能である。シャワーヘッド及びプラズマ源は、回転トレーに対面配置されており、周方向に配列されている。シャワーヘッドは、略扇形の平面形状を有しており、前駆体ガスを供給する。プラズマ源も、略扇形の平面形状を有しており、反応ガスを供給し、櫛形の電極から高周波電力を供給することで、反応ガスのプラズマを生成する。シャワーヘッドの周囲及びプラズマ源の周囲には、排気孔が設けられており、シャワーヘッドとプラズマ源との間には、パージガスを供給するシャワー板が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１５７７３６号公報
【特許文献２】特開２０１１−２２２９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、プラズマの励起源として、近年、低電子温度且つ高密度のプラズマを発生させることができるマイクロ波が注目されてきている。マイクロ波をプラズマの励起源とする成膜装置では、一般的に、誘電体窓が処理室の上方に設けられ、当該誘電体窓の上方に導波管が設けられる構成が採用される。
【０００８】
一方、セミバッチ式の成膜装置では、基板が回転軸線中心に回転するので、当該回転軸線に対して放射方向に延在する領域においてプラズマを発生させる必要がある。しかしながら、マイクロ波をプラズマの励起源とする成膜装置の上記構成では、処理容器内の圧力が増加するにつれて、プラズマの発生位置が誘電体窓の下方の全領域のうち一部に局在化し、また、局在化したプラズマの発生位置の制御が困難になることがある。
【０００９】
したがって、本技術分野においては、マイクロ波を供給することにより処理容器内にプラズマを励起するセミバッチ式の成膜装置において、プラズマの発生位置の制御性を改善することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面に係る成膜装置は、載置台、処理容器、ガス供給部、及び、プラズマ生成部を備えている。載置台は、複数の基板載置領域を有する。載置台は、複数の基板載置領域が周方向に移動するよう軸線中心に回転可能に設けられている。処理室は、載置台を収容する処理室を画成している。処理室は、第１の領域及び第２の領域を含む。載置台の回転により前記軸線に対して周方向に移動する基板載置領域は、第１の領域及び第２の領域を順に通過する。ガス供給部は、載置台に対面するように設けられた噴射部から第１の領域に前駆体ガスを供給する。プラズマ生成部は、載置台の上方且つ第２の領域の上方において導波路を画成する一以上の導波管と、当該一以上の導波管に接続されたマイクロ波発生器と、一以上の導波管の下側導体部に設けられた複数の開口を通って第２の領域まで延びだした誘電体製の複数の突出部と、を含む。複数の突出部は、前記軸線に対して放射方向に配列されている。
【００１１】
この成膜装置では、導波路を伝播し導波管から漏れ出すマイクロ波が、導波管の下側導体部の開口から第２の領域まで延びだした複数の突出部に集中する。したがって、プラズマの発生位置が複数の突出部の近傍に集中する。故に、この成膜装置は、プラズマの発生位置の制御性に優れている。また、複数の突出部は、載置台の回転中心である前記軸線に対して放射方向に配列されている。したがって、この成膜装置では、前記軸線に対して放射方向に延在する領域においてプラズマを発生させることができる。
【００１２】
一実施形態においては、成膜装置は、複数の突出部の導波管側の一端と当該導波管を介して対面するように設けられた複数のプランジャを更に備えていてもよく、当該複数のプランジャは、導波管からの距離を調整可能な反射板を有していてもよい。この実施形態によれば、プランジャの反射板の位置を調整することにより、導波管の導波路内における定在波のピークの位置を導波管の複数の開口の位置に対して相対的に調整することができる。これにより、放射方向に並んだ複数の突出部に漏れ出すマイクロ波のパワーを相対的に調整することができるので、前記軸線に対して放射方向におけるプラズマの密度分布を調整することが可能となる。ここで、セミバッチ式の成膜装置では、前記軸線からの距離が近い基板の領域に対して、当該軸線からの距離が遠い基板の領域の周速度は速くなる。したがって、前記軸線からの距離が大きくなるほどマイクロ波の強度が強くなるようにプランジャの反射板の位置を調整することにより、基板に対するプラズマ処理を均一化することが可能となり得る。
【００１３】
一実施形態においては、複数の突出部は、棒状の形状をしていてもよい。別の実施形態においては、複数の突出部は、前記軸線に直交する断面において弧状の形状を有していてもよい。また、一実施形態においては、複数の突出部は、前記軸線を中心とする複数の同心円に沿って更に配列されていてもよい。この実施形態によれば、前記軸線に対して周方向においてプラズマの発生領域を拡大することが可能である。
【００１４】
一実施形態においては、一以上の導波管は、前記複数の同心円のそれぞれと平行な複数の同心円に沿って延在する複数の導波管を含んでいてもよい。また、別の一実施形態では、一以上の導波管は、前記軸線に対して放射方向に延在していてもよい。
【００１５】
一実施形態においては、噴射部は、複数のガスシャワー部を有しており、複数のガスシャワー部はそれぞれ、前記軸線に対して互いに異なる距離の領域において、一以上の噴射口を提供しており、ガス供給部は、当該複数のガスシャワー部から噴射する前駆体ガスの流量を個別に調整可能に構成されていてもよい。この実施形態によれば、前記軸線からの距離が異なる領域から異なる流量の前駆体ガスを供給することができる。上述したように、セミバッチ式の成膜装置では、前記軸線からの距離が近い基板の領域に対して、当該軸線からの距離が遠い基板の領域の周速度は速くなる。したがって、前記軸線からの距離が近い領域から噴射する前駆体ガスの流量に対して、当該線からの距離が大きい領域から噴射する前駆体ガスの流量を多くすることにより、基板の全面を比較的均一に前駆体ガスに曝すことが可能となり得る。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明の一側面及び実施形態によれば、マイクロ波を供給することにより処理容器内にプラズマを励起するセミバッチ式の成膜装置であって、プラズマの発生位置の制御性に優れた成膜装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態に係る成膜装置を概略的に示す断面図である。
【図２】一実施形態に係る成膜装置を概略的に示す上面図である。
【図３】図２に示す成膜装置から処理容器の上部を取り除いた状態を示す平面図である。
【図４】図１に示す成膜装置の拡大断面図であり、ガス供給部１６、排気部１８、及びガス供給部２０の拡大断面図である。
【図５】図１に示す成膜装置のガス供給部１６の噴射部、排気部１８の排気口、及びガス供給部２０の噴射口を示す平面図である。
【図６】ガス供給部１６の噴射部、排気部１８の排気口、及びガス供給部２０の噴射口を画成する一実施形態に係るユニットの分解斜視図である。
【図７】図６に示すユニットを上方から見た平面図である。
【図８】図１に示す成膜装置の拡大断面図であり、プラズマ生成部を示す拡大断面図である。
【図９】別の実施形態に係る成膜装置を概略的に示す上面図である。
【図１０】実験例に用いたプラズマ処理装置の構成を示す斜視図である。
【図１１】実験例１のプラズマの発光状態の画像を示している。
【図１２】実験例２のプラズマの発光状態の画像を示している。
【図１３】シミュレーションによって求めた図１０に示すプラズマ処理装置の電界強度の比を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して種々の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。
【００１９】
図１は、一実施形態に係る成膜装置の断面図である。図２は、一実施形態に係る成膜装置を概略的に示す上面図である。図１は、図２のＩ−Ｉ線に沿ってとった断面を示している。図３は、図２に示す成膜装置から処理容器の上部を取り除いた状態を示す平面図である。図１、図２、及び図３に示す成膜装置１０は、処理容器１２、載置台１４、前駆体ガスを供給するガス供給部１６、排気部１８、パージガスを供給するガス供給部２０、及びプラズマ生成部２２を備えている。
【００２０】
処理容器１２は、軸線Ｚ方向に延在する略円筒状の容器である。処理容器１２は、その内部に処理室Ｃを画成している。処理容器１２は、例えば、内面に耐プラズマ処理（例えば、アルマイト処理又はＹ２Ｏ３の溶射処理）が施されたアルミニウムといった金属から構成され得る。一実施形態においては、図１に示すように、処理容器１２は、下部１２ａ及び上部１２ｂを含んでいる。下部１２ａは、上方に開口した筒形状を有しており、処理室Ｃを画成する側壁及び底壁を含んでいる。上部１２ｂは、処理室Ｃを上方から画成する蓋体である。上部１２ｂは、下部１２ａの上部開口を閉じるように下部１２ａの頂部に取り付けられている。これら下部１２ａと上部１２ｂとの間には、処理室Ｃを密閉するための封止部材が設けられていてもよい。
【００２１】
処理容器１２によって画成される処理室Ｃ内には、載置台１４が設けられている。載置台１４は、略円板形状を有している。載置台１４は、軸線Ｚ中心に回転可能に構成されている。一実施形態においては、載置台１４は、駆動機構２４によって軸線Ｚ中心に回転駆動される。駆動機構２４は、モータといった駆動装置２４ａ及び回転軸２４ｂを有し、処理容器１２の下部１２ａに取り付けられている。回転軸２４ｂは、軸線Ｚをその中心軸線として処理室Ｃ内まで延在しており、駆動装置２４ａからの駆動力により軸線Ｚ中心に回転する。この回転軸２４ｂには、載置台１４の中央部分が支持されている。この構成により、載置台１４は、軸線Ｚ中心に回転し得る。なお、処理容器１２の下部１２ａと駆動機構２４との間には、処理室Ｃを封止するよう、Ｏリングといった封止部材が設けられていてもよい。
【００２２】
図１及び図３に示すように、載置台１４の上面には、一以上の基板載置領域１４ａが設けられている。一実施形態においては、複数の基板載置領域１４ａが、軸線Ｚに対して周方向に配列されている。基板載置領域１４ａは、当該領域に載置される基板Ｗの直径と略同様、又は、基板Ｗの直径よりも若干大きな直径を有する凹部として構成されている。処理室Ｃ内において載置台１４の下方には、基板載置領域１４ａに載置された基板Ｗを加熱するためのヒータ２６が設けられている。基板Ｗは、処理容器１２に設けられたゲートバルブＧＶを介してロボットアームといった搬送装置によって処理室Ｃに搬送され、基板載置領域１４ａに載置される。また、成膜装置１０による処理後の基板Ｗは、搬送装置によってゲートバルブＧＶを介して処理室Ｃから取り出される。この処理室Ｃは、軸線Ｚに対して周方向に配列された第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２を含んでいる。基板載置領域１４ａに載置された基板Ｗは、載置台１４の回転に伴い第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２を順に通過する。
【００２３】
以下、図２及び図３に加えて、図４及び図５を参照する。図４は、図１に示す成膜装置の拡大断面図であり、ガス供給部１６、排気部１８、及びガス供給部２０の拡大断面図である。図５は、図１に示す成膜装置のガス供給部１６の噴射部、排気部１８の排気口、及びガス供給部２０の噴射口を示す平面図であり、下方、即ち、ガス供給部１６の噴射部、排気部１８の排気口、及びガス供給部２０の噴射口を見た平面図である。図２〜図４に示すように、第１の領域Ｒ１の上方には、載置台１４の上面に対面するようガス供給部１６の噴射部１６ａが設けられている。換言すると、処理室Ｃに含まれる領域のうち噴射部１６ａに対面する領域が第１の領域Ｒ１となる。
【００２４】
図４及び図５に示すように、噴射部１６ａには、複数の噴射口１６ｈが形成されている。ガス供給部１６は、これら複数の噴射口１６ｈから第１の領域Ｒ１に前駆体ガスを供給する。前駆体ガスが第１の領域Ｒ１に供給されることにより、第１の領域Ｒ１を通過する基板Ｗの表面には、前駆体ガスが化学吸着する。この前駆体ガスとしては、例えば、ＤＣＳ（ジクロロシラン）が例示される。
【００２５】
一実施形態においては、図５に示すように、噴射部１６ａを画定する縁部には、周方向から当該噴射部１６ａを画定する二つの縁部１６ｅが含まれている。これら二つの縁部１６ｅは、軸線Ｚに近づくにつれて互いに近づくように延在している。二つの縁部１６ｅは、例えば、軸線Ｚに対して放射方向に延在し得る。即ち、噴射部１６ａは略扇型の平面形状の領域に設けられている。複数の噴射口１６ｈは、これら二つの縁部１６ｅの間にわたって設けられている。ここで、載置台１４の回転に伴う基板Ｗ内の各位置の速度は、軸線Ｚからの距離により異なる。即ち、軸線Ｚから離れた位置ほど、その速度は早くなる。この実施形態では、軸線Ｚから離れた基板Ｗ内の位置ほど、より多くの噴射口１６ｈに対面するように噴射部１６ａが構成されている。したがって、基板Ｗの各位置が前駆体ガスに晒される時間のバラツキが低減され得る。
【００２６】
また、一実施形態においては、噴射部１６ａは複数のガスシャワー部を含んでいる。これらガスシャワー部は、軸線Ｚから異なる距離の領域に設けられている。図２、図４、及び図５に示す実施形態では、噴射部１６ａは、二つのガスシャワー部１６ａ１及び１６ａ２を含んでおり、ガスシャワー部１６ａ１は、ガスシャワー部１６ａ２よりも軸線Ｚに近い領域に設けられている。即ち、噴射部１６ａは、軸線Ｚからの距離により２分割した領域に、ガスシャワー部１６ａ１及び１６ａ２をそれぞれ提供している。ガス供給部１６は、後述するように、これらガスシャワー部１６ａ１及び１６ａ２から噴射する前駆体ガスの流量を個別に調整可能なように構成されている。
【００２７】
図４及び図５に示すように、噴射部１６ａの周囲には排気口１８ａが設けられており、排気部１８は当該排気口１８ａから第１の領域Ｒ１の排気を行う。排気部１８の排気口１８ａは、載置台１４の上面に対面しており、図５に示すように、噴射部１６ａの外周を囲む閉路に沿って延在している。このように、成膜装置１０では、幅狭の排気口１８ａが噴射部１６ａの周囲を囲んでいる。
【００２８】
また、図４及び図５に示すように、排気口１８ａの周囲にはガス供給部２０の噴射口２０ａが設けられており、ガス供給部２０は当該噴射口２０ａからパージガスを噴射する。ガス供給部２０の噴射口２０ａは、載置台１４の上面に対面しており、排気口１８ａの外周を囲む閉路に沿って延在している。ガス供給部２０によって供給されるパージガスとしては、例えば、Ｎ２ガスといった不活性ガスを用いることができる。このようなパージガスが基板Ｗに吹き付けられると、当該基板Ｗに過剰に化学吸着している前駆体ガスが基板から除去される。
【００２９】
成膜装置１０では、排気口１８ａからの排気及び噴射口２０ａからのパージガスの噴射により、第１の領域Ｒ１に供給される前駆体ガスが第１の領域Ｒ１の外に漏れ出すことを抑制しており、また、第２の領域Ｒ２において後述するように供給される反応ガス又はそのラジカル等が第１の領域Ｒ１に侵入することを抑制している。即ち、排気部１８及びガス供給部２０は、第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２とを分離している。また、噴射口２０ａ及び排気口１８ａは、噴射部１６ａの外周を取り囲む閉路に沿って延在する帯状の平面形状を有しているので、噴射口２０ａ及び排気口１８ａのそれぞれの幅は狭くなっている。したがって、第２の領域Ｒ２が軸線Ｚに対して周方向に延在する角度範囲を確保しつつ、第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２との分離が実現される。一実施形態においては、第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２との間において延在している排気口１８ａの幅Ｗ２及び噴射口２０ａの幅Ｗ３（図５参照）は、基板載置領域１４ａの直径Ｗ１（図３参照）よりも小さくなっている。
【００３０】
一実施形態においては、成膜装置１０は、かかる噴射部１６ａ、排気口１８ａ、及び噴射口２０ａを画成するユニットＵを備え得る。このユニットＵは、ガスシャワー部１６ａ１及び１６ａ２から噴射する前駆体ガスの流量を個別に調整可能なように構成されている。以下、図６及び図７も参照する。図６は、ガス供給部１６の噴射部、排気部１８の排気口、及びガス供給部２０の噴射口を画成する一実施形態に係るユニットの分解斜視図である。図７は、図６に示すユニットを上方から見た平面図である。なお、図７にはユニットＵの上面が示されており、図５には、ユニットＵの下面が示されている。
【００３１】
図４〜図７に示すように、ユニットＵは、第１の部材Ｍ１、第２の部材Ｍ２、第３の部材Ｍ３、及び第４の部材Ｍ４から構成されており、第１〜第４の部材Ｍ１〜Ｍ４が順に積み重ねられた構造を有している。ユニットＵは、処理容器１２の上部１２ｂの下面に当接するよう処理容器１２に取り付けられており、処理容器１２の上部１２ｂの下面と第１の部材Ｍ１との間には、封止部材３０が設けられている。この封止部材３０は、第１の部材Ｍ１の上面の外縁に沿って延在している。
【００３２】
第１〜第４の部材Ｍ１〜Ｍ４は、略扇型の平面形状を有している。第１の部材Ｍ１は、その下部側において、第２〜第４の部材Ｍ２〜Ｍ４が収められる凹部を画成している。また、第２の部材Ｍ２は、その下部側において、第３〜第４の部材Ｍ３〜Ｍ４が収められる凹部を画成している。第３の部材Ｍ３と第４の部材Ｍ４は略同様の平面サイズを有している。
【００３３】
ユニットＵにおいては、第１〜第３の部材Ｍ１〜Ｍ３を貫通するガス供給ライン６０ａ１が形成されている。ガス供給ライン６０ａ１はその上端において、処理容器１２の上部１２ｂに設けられたガス供給ライン１２ｐ１と接続している。このガス供給ライン１２ｐ１には、弁１６ｖ１及びマスフローコントローラといった流量制御器１６ｃ１を介して、前駆体ガスのガス源１６ｇ１が接続されている。また、ガス供給ライン６０ａ１の下端は、第３の部材Ｍ３と第４の部材Ｍ４との間に形成されたバッファ室６０ｂ１に接続している。このバッファ室６０ｂ１には、第４の部材Ｍ４に設けられたガスシャワー部１６ａ１の複数の噴射口１６ｈが接続している。
【００３４】
また、ユニットＵにおいては、第１〜第３の部材Ｍ１〜Ｍ３を貫通するガス供給ライン６０ａ２が形成されている。ガス供給ライン６０ａ２はその上端において、処理容器１２の上部１２ｂに設けられたガス供給ライン１２ｐ２と接続している。このガス供給ライン１２ｐ２には、弁１６ｖ２及びマスフローコントローラといった流量制御器１６ｃ２を介して、前駆体ガスのガス源１６ｇ２が接続されている。また、ガス供給ライン６０ａ２の下端は、第３の部材Ｍ３と第４の部材Ｍ４との間に形成されたバッファ室６０ｂ２に接続している。バッファ室６０ｂ２は、当該バッファ室６０ｂ２とバッファ室６０ｂ１との間に設けられた区画壁ＰＷにより、バッファ室６０ｂ１から分離されている。このバッファ室６０ｂ２には、第４の部材Ｍ４に設けられたガスシャワー部１６ａ２の複数の噴射口１６ｈが接続している。
【００３５】
処理容器１２の上部１２ｂと第１の部材Ｍ１との間には、ガス供給ライン１２ｐ１とガス供給ライン６０ａ１の接続部分を囲むように、Ｏリングといった封止部材３２ａ１が設けられている。この封止部材３２ａ１により、ガス供給ライン１２ｐ１とガス供給ライン６０ａ１に供給された前駆体ガスが、処理容器１２の上部１２ｂと第１の部材Ｍ１の境界から漏れ出すことが防止され得る。また、第１の部材Ｍ１と第２の部材Ｍ２との間、及び、第２部材Ｍ２と第３の部材Ｍ３との間には、ガス供給ライン１６ｐ１を囲むようにＯリングといった封止部材３２ｂ１、３２ｃ１がそれぞれ設けられている。封止部材３２ｂ１及び３２ｃ１により、ガス供給ライン６０ａ１に供給された前駆体ガスが、第１の部材Ｍ１と第２の部材Ｍ２の境界、及び、第２部材Ｍ２と第３の部材Ｍ３の境界から漏れ出すことが防止され得る。
【００３６】
同様に、処理容器１２の上部１２ｂと第１の部材Ｍ１との間には、ガス供給ライン１２ｐ２とガス供給ライン６０ａ２の接続部分を囲むように、封止部材３２ａ２が設けられている。この封止部材３２ａ２により、ガス供給ライン１２ｐ２とガス供給ライン６０ａ２に供給された前駆体ガスが、処理容器１２の上部１２ｂと第１の部材Ｍ１の境界から漏れ出すことが防止され得る。また、第１の部材Ｍ１と第２の部材Ｍ２との間、及び、第２部材Ｍ２と第３の部材Ｍ３との間には、ガス供給ライン１６ｐ２を囲むように封止部材３２ｂ２、３２ｃ２がそれぞれ設けられている。封止部材３２ｂ２及び３２ｃ２により、ガス供給ライン６０ａ２に供給された前駆体ガスが、第１の部材Ｍ１と第２の部材Ｍ２の境界、及び、第２部材Ｍ２と第３の部材Ｍ３の境界から漏れ出すことが防止され得る。
【００３７】
さらに、第３の部材Ｍ３と第４の部材Ｍ４との間には、バッファ室６０ｂ１及び６０ｂ２を囲むように封止部材３２ｄが設けられている。封止部材３２ｄにより、バッファ室６０ｂ１及び６０ｂ２に供給された前駆体ガスが、第３の部材Ｍ３と第４の部材Ｍ４の境界から漏れ出することが防止され得る。
【００３８】
このように、ユニットＵでは、ガスシャワー部１６ａ１に前駆体ガスを供給するためのガス供給ラインとガスシャワー部１６ａ２に前駆体ガスを供給するためのガス供給ラインが分離されている。また、ガス供給部１６は、ガスシャワー部１６ａ１用の流量制御器１６ｃ１及びガスシャワー部１６ａ２用の流量制御器１６ｃ２を含んでいる。したがって、ガス供給部１６は、ガスシャワー部１６ａ１及びガスシャワー部１６ａ２から噴射する前駆体ガスの流量を個別に調整することが可能である。これにより、軸線Ｚから離れた基板Ｗ内の位置ほど、より多くの前駆体ガスに曝されるように、ガスシャワー部１６ａ１からの前駆体ガスの流量に対してガスシャワー部１６ａ２からの前駆体ガスの流量を多くすることが可能である。なお、ガスシャワー部１６ａ１に前駆体ガスを供給するためのラインとガスシャワー部１６ａ２に前駆体ガスを供給するためのラインをフロースプリッタを介して共通のガス源に接続してもよく、この場合には、ガスシャワー部１６ａ１とガスシャワー部１６ａ２に供給する前駆体ガスの分配比をフロースプリッタにより調整してもよい。
【００３９】
また、ユニットＵにおいては、第１〜第２の部材Ｍ１〜Ｍ２を貫通する排気ライン１８ｑが形成されている。排気ライン１８ｑは、その上端において、処理容器１２の上部１２ｂに設けられた排気ライン１２ｑと接続している。この排気ライン１２ｑは、真空ポンプといった排気装置３４に接続している。また、排気ライン１８ｑは、その下端において、第２の部材Ｍ２の下面と第３の部材Ｍ３の上面との間に設けられた空間１８ｄに接続している。また、上述したように第２の部材Ｍ２は、第３の部材Ｍ３及び第４の部材Ｍ４を収容する凹部を画成しており、当該凹部を画成する第２の部材Ｍ２の内側面と第３の部材Ｍ３及び第４の部材Ｍ４の側端面との間には、ギャップ１８ｇが設けられている。空間１８ｄはこのギャップ１８ｇに接続しており、ギャップ１８ｇの下端は上述した排気口１８ａとして機能する。
【００４０】
処理容器１２の上部１２ｂと第１の部材Ｍ１との間には、排気ライン１８ｑと排気ライン１２ｑの接続部分を囲むように、Ｏリングといった封止部材３６ａが設けられている。この封止部材３６ａにより、排気ライン１８ｑ及び排気ライン１２ｑ通る排気ガスが、処理容器１２の上部１２ｂと第１の部材Ｍ１の境界から漏れ出すことが防止され得る。また、第１の部材Ｍ１と第２の部材Ｍ２との間には、排気ライン１８ｑを囲むように、Ｏリングといった封止部材３６ｂが設けられている。この封止部材３６ｂにより、排気ライン１８ｑを通るガスが第１の部材Ｍ１と第２の部材Ｍ２の境界から漏れ出すことが防止され得る。
【００４１】
さらに、ユニットＵにおいては、第１の部材Ｍ１を貫通するガス供給ライン２０ｒが形成されている。ガス供給ライン２０ｒは、その上端において、処理容器１２の上部１２ｂに設けられたガス供給ライン１２ｒと接続している。ガス供給ライン１２ｒには、弁２０ｖ及びマスフローコントローラといった流量制御器２０ｃを介してパージガスのガス源２０ｇが接続されている。また、ガス供給ライン２０ｒの下端は、第１の部材Ｍ１の下面と第２の部材Ｍ２の上面との間に設けられた空間２０ｄに接続している。また、上述したように第１の部材Ｍ１は、第２〜第４の部材Ｍ２〜Ｍ４を収容する凹部を画成しており、当該凹部を画成する第１の部材Ｍ１の内側面と第２の部材Ｍ２の側面との間にはギャップ２０ｐが設けられている。このギャップ２０ｐは空間２０ｄに接続している。また、このギャップ２０ｐの下端は、ガス供給部２０の噴射口２０ａとして機能する。
【００４２】
処理容器１２の上部１２ｂと第１の部材Ｍ１との間には、ガス供給ライン１２ｒとガス供給ライン２０ｒの接続部分を囲むように、Ｏリングといった封止部材３８が設けられている。この封止部材３８により、ガス供給ライン２０ｒ及びガス供給ライン１２ｒを通るパージガスが上部１２ｂと第１の部材Ｍ１の境界から漏れ出すことが防止される。
【００４３】
以下、図１〜図３を再び参照し、更に図８も参照する。図８は、図１に示す成膜装置の拡大断面図であり、プラズマ生成部を示す拡大断面図である。図１〜図３及び図８に示すように、成膜装置１０は、プラズマ生成部２２を備えている。プラズマ生成部２２は、第２の領域Ｒ２に反応ガスを供給し、当該第２の領域Ｒ２にマイクロ波を供給することにより、第２の領域Ｒ２において反応ガスのプラズマを生成する。一実施形態では、第２の領域Ｒ２においては、基板Ｗに化学吸着された前駆体ガスを窒化させることができる。基板Ｗに堆積された膜を窒化させる場合には、反応ガスとして、例えば、Ｎ２ガス又はＮＨ３ガスを用いることができる。
【００４４】
プラズマ生成部２２は、第２の領域Ｒ２にマイクロ波を供給するための一以上の導波管７０を有し得る。図１〜図３に示す実施形態においては、プラズマ生成部２２は、軸線Ｚに対して放射方向に延在する五つの導波管７０を有している。これら導波管７０は、矩形導波管であり、処理容器１２の上部１２ｂ上に搭載されており、軸線Ｚに対して放射方向に延在する導波路ＷＧを画成している。また、これら導波管７０は、軸線Ｚに対して周方向に配列されている。導波管７０のそれぞれには、マイクロ波発生器４８が接続されている。マイクロ波発生器４８は、例えば、約２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生して、当該マイクロ波を導波管７０に供給する。
【００４５】
導波管７０の各々は、導波路ＷＧを下方から画成する下側導体部７０ａを含んでいる。下側導体部７０ａは、処理容器１２の上部１２ｂの上面に接している。下側導体部７０ａ及び処理容器の上部１２ｂには、これら下側導体部７０ａ及び処理容器の上部１２ｂを軸線Ｚ方向に貫通する複数の開口７０ｈが形成されている。これら複数の開口７０ｈは、軸線Ｚに対して放射方向に配列されている。また、一実施形態においては、これら開口は、軸線Ｚを中心とする複数の同心円（図中、参照符号ＣＣ１、ＣＣ２及びＣＣ３で示す）に沿って配列されている。これら複数の開口７０ｈには、誘電体製の複数の突出部７２が通されている。
【００４６】
突出部７２は、例えば、石英により構成され得る。本実施形態では、複数の突出部７２は、軸線Ｚ方向に延びる棒状、即ち、円柱状の形状を有している。複数の突出部７２の各々の一端は、対応の導波路ＷＧ内に位置しており、また、その他端は、第２の領域Ｒ２まで突き出している。上述したように、複数の開口７０ｈは、軸線Ｚに対して放射方向に配列されているので、これら開口７０ｈを通る複数の突出部７２は、軸線Ｚに対して放射方向に整列している。また、一実施形態においては、図２及び図３に示すように、複数の導波管７０に設けられた開口７０ｈを通る複数の突出部７２は、軸線Ｚを中心とする複数の同心円（図中、参照符号ＣＣ１、ＣＣ２及びＣＣ３で示す）に沿って配列されている。
【００４７】
さらに、一実施形態においては、プラズマ生成部２２は、複数のプランジャ７４を有している。なお、図２においては、プランジャ７４は省略されている。プランジャ７４の各々は、反射板７４ａ及び位置調整機構７４ｂを有している。複数のプランジャ７４は、複数の突出部７２の上端と対面するように、設けられている。具体的には、複数のプランジャの各々は、その反射板７４ａが導波管７０を介して複数の突出部７２の上端と対峙するように、当該導波管７０に取り付けられている。プランジャ７４の各々の位置調整機構７４ｂは、反射板７４ａの導波路ＷＧからの軸線Ｚ方向の距離を調整する機能を有している。
【００４８】
また、プラズマ生成部２２は、ガス供給部７６を含んでいる。ガス供給部７６は、反応ガスを第２の領域Ｒ２に供給する。この反応ガスは、上述したように基板Ｗに化学吸着したＳｉを含有する前駆体ガスを窒化させる場合には、例えば、Ｎ２ガス又はＮＨ３ガスであり得る。一実施形態においては、ガス供給部７６は、ガス供給ライン７６ａ及び噴射口７６ｂを含み得る。ガス供給ライン５０ａは、例えば、軸線Ｚに交差する面内において第２の領域Ｒ２を囲むように処理容器１２の上部１２ｂに形成されている。また、処理容器１２の上部１２ｂには、ガス供給ライン７６ａに接続された噴射口７６ｂが形成されている。一実施形態においては、複数の噴射口７６ｂが上部１２ｂに設けられていてもよい。また、ガス供給ライン７６ａには、弁７６ｖ及びマスフローコントローラといった流量制御器７６ｃを介して、反応ガスのガス源７６ｇが接続されている。また、処理容器１２の下部１２ａには、図３に示すように、載置台１４の外縁の下方において排気口２２ｅが形成されている。この排気口２２ｅには、図８に示す排気装置５２が接続している。
【００４９】
このように構成されたプラズマ生成部２２によれば、ガス供給部７６によって第２の領域Ｒ２に反応ガスが供給される。また、マイクロ波発生器４８によって発生されたマイクロ波が、複数の導波管７０を伝播して複数の突出部７２から第２の領域Ｒ２に漏れ出す。これにより、第２の領域Ｒ２において反応ガスのプラズマが生成され、基板Ｗ上に化学吸着した前駆体ガスが反応ガスのプラズマにより処理される。
【００５０】
この成膜装置１０では、複数の導波管７０から漏れ出すマイクロ波は、第２の領域Ｒ２の上方の全領域ではなく、制限された面積を有する複数の突出部７２に集中する。したがって、プラズマの発生位置が複数の突出部７２の近傍に集中する。よって、この成膜装置１０は、プラズマの発生位置の制御性に優れている。また、上述したように、複数の突出部７２は軸線Ｚに対して放射方向に配列されているので、軸線Ｚに対して放射方向に延在する領域において、プラズマを発生させることが可能である。したがって、成膜装置１０によれば、軸線Ｚの周囲を回転移動する基板Ｗの全領域が反応ガスのプラズマに曝され得る。また、上述したように、成膜装置１０では、複数の突出部７２が複数の同心円に沿って配列されている。したがって、軸線Ｚに対して周方向においてプラズマの発生領域を拡大することが可能である。
【００５１】
また、上述したように、成膜装置１０では、導波管７０、即ち、導波路ＷＧを介して突出部７２に対面するようにプランジャ７４の反射板７４ａが設けられており、この反射板７４ａの軸線Ｚ方向の導波路ＷＧからの距離を、位置調整機構７４ｂによって調整することが可能である。このように反射板７４ａの位置を調整することにより、導波管７０の導波路ＷＧ内における定在波のピークの位置を導波管７０の複数の開口７０ｈの位置に対して相対的に調整することができる。これにより、軸線Ｚに対して放射方向に並んだ複数の突出部７２に漏れ出すマイクロ波のパワーを相対的に調整することが可能となり、延いては、軸線Ｚに対して放射方向のプラズマの密度分布を調整することが可能である。上述したように、成膜装置１０では、軸線Ｚからの距離が近い基板Ｗの領域に対して、軸線Ｚからの距離が遠い基板Ｗの領域の周速度は速くなる。したがって、軸線Ｚからの距離に比例して突出部７２に漏れ出すマイクロ波の強度が強くなるようにプランジャ７４の反射板７４ａの位置を調整することにより、基板Ｗに対するプラズマ処理を均一化することが可能となり得る。
【００５２】
以上、成膜装置１０について詳細してきた。上述したように、成膜装置１０は、プラズマの発生位置の制御性に優れるという効果を有しているが、この効果は、処理容器１２内の圧力が１Ｔｏｒｒ（１３３．３Ｐａ）以上といった高圧である場合に特に有効に発揮される。以下、この理由を説明する。
【００５３】
下記の（１）式に示すように、処理容器１２内でのプラズマを構成する電子、イオンの流れの振る舞いは、下記の輸送方程式によって表わすことができる。
【数１】
2014027052.tif 000003
ここで、プラズマは負イオンを含まないプラズマであるとする。（１）式において、Γ、Γｅ、Γiはそれぞれプラズマ、電子、イオンの流束を示しており、Ｄは両極性拡散係数であり、ｎは、プラズマ密度である。また、両極性拡散係数Ｄは、下記の（２）式で表わすことができる。
【数２】
2014027052.tif 000004
（２）式において、μｅ，μｉはそれぞれ、電子、イオンの移動度であり、Ｄｅ，Ｄｉはそれぞれ電子、イオンの拡散係数である。粒子種ｓの移動度、拡散係数はそれぞれ以下の（３）式、（４）式で表される。
【数３】
2014027052.tif 000005
【数４】
2014027052.tif 000006
（３）、（４）式において、ｑｓは粒子種ｓの電荷量、ｋＢはボルツマン定数、Ｔｓは粒子種sの温度、ｍｓは粒子種sの質量、νｓｍは粒子種sと中性粒子との衝突周波数である。イオンはすべて１価の陽イオンであると仮定し、（２）式に（３）、（４）式を代入すると、
【数５】
2014027052.tif 000007
となる。
【００５４】
ここで、処理容器１２内の圧力が高い場合と低い場合の双方において同じパワーのマイクロ波が投入され、電子、イオンの生成量が等しいものとすると、プラズマの巨視的な流束Γは双方の場合において等しく保たれる。また、処理容器１２内の圧力が高くなると、粒子種ｓと中性粒子との衝突頻度νsmは大きくなり、（５）式から、処理容器１２内の圧力が高くなると、両極性拡散係数Ｄは、処理容器１２内の圧力が低い場合の拡散係数よりも小さくなる。したがって、（１）式の関係より、処理容器１２内の圧力が高い場合のプラズマの流束Γを、処理容器１２内の圧力が低い場合のプラズマの流束Γと等しくするためには、強いプラズマの密度勾配が必要となる。また、電子が励起衝突や電離衝突などの非弾性衝突を起こす頻度も高くなり、電子が生成されてから非弾性衝突によりエネルギーを失うまでの移動距離が短くなる。このために、処理容器１２内の圧力が高くなると、広い領域においてプラズマを拡散させようとしても、プラズマが局在化するという現象が生じ得る。また、マイクロ波を大面積平板誘電体を通して処理容器内で発生させる場合、プラズマの発生位置は誘電体内の定在波モードにより決定され、スロット板などでマイクロ波投入位置を規定しても、十分なプラズマ発生位置制御性を得ることが難しい。
【００５５】
一方、成膜装置１０では、領域Ｒ２に接する面積が制限された複数の突出部７２にマイクロ波を集中させているので、高い圧力下においても、プラズマの発生位置を突出部７２の近傍に制御することが可能である。よって、成膜装置１０は、高い圧力下においても、プラズマの発生位置の制御性に優れている。
【００５６】
以下、図９を参照して、別の実施形態に係る成膜装置１０Ａについて説明する。図９は、別の実施形態に係る成膜装置を概略的に示す上面図である。成膜装置１０Ａは、プラズマ生成部の構成において、成膜装置１０とは異なっている。成膜装置１０Ａでは、円柱状の突出部７２とは異なり、軸線Ｚに直交する平面での断面形状が弧状且つ帯状の複数の突出部７２Ａが採用されている。これら複数の突出部７２Ａは、軸線Ｚを中心とする複数の同心円（図中、参照符号ＣＣ１、ＣＣ２及びＣＣ３で示す）に沿って配列されており、また、軸線Ｚに対して放射方向に配列されている。
【００５７】
また、成膜装置１０Ａでは、導波管７０とは異なり、第２の領域Ｒ２の上方において、軸線Ｚを中心とした円弧に沿って延在する複数の導波管７０Ａが採用されている。これら導波管７０Ａは、複数の突出部７２Ａが整列されている複数の同心円ＣＣ１〜ＣＣ３に軸線Ｚ方向において平行な同心円に沿って延在している。これら導波管７０Ａの下側導体部及び処理容器１２の上部１２ｂには、複数の突出部７２Ａが通る開口が設けられている。なお、図９には示されていないが、成膜装置１０Ａにおいても、反射板７４ａが導波路ＷＧを介して突出部７２Ａに対峙するように複数のプランジャ７４が設けられていてもよい。
【００５８】
このように、誘電体製の複数の突出部は、導波管から第２の領域Ｒ２内に制限された面積をもって延び出していれば任意の形状を有していてもよい。
【００５９】
以下、制限された面積で処理容器内の処理領域に接する誘電体にマイクロ波を集中させることにより、プラズマの発生位置を制御できることを検証した実験例１及び２、並びにシミュレーションについて説明する。図１０は、実験例に用いたプラズマ処理装置の構成を示す斜視図である。
【００６０】
図１０に示すプラズマ処理装置１００は、処理容器１１２の上部に、四つの誘電体製のロッドＳＰ１〜ＳＰ４を備えている。ロッドＳＰ１〜ＳＰ４は、４０ｍｍの直径及び３５３ｍｍの長さを有し、１００ｍｍ間隔で互いに平行に配列されている。また、図６に示すように、これらロッドは、ロッドＳＰ１、ＳＰ３、ＳＰ２、ＳＰ４の順で一方向に配列されている。
【００６１】
また、プラズマ処理装置１００は、二つの矩形導波管１１４及び１１６を備えている。矩形導波管１１４及び１１６の断面サイズは、ＥＩＡ規格ＷＲ−４３０準拠の１０９．２ｍｍｘ５４．６ｍｍである。導波管１１４及び１１６は、ロッドＳＰ１〜ＳＰ４の延在方向と直交する方向に延在しており、それらの間にロッドＳＰ１〜ＳＰ４が介在するように設けられている。導波管１１４は、その反射端にプランジャ１１８を有しており、導波管１１６は、その反射端にプランジャ１２０を有している。導波管１１４の導波路内には、ロッドＳＰ１及びＳＰ２の一端が位置しており、ロッドＳＰ１及びＳＰ２の他端は、導波管１１６の導波路の手前で終端している。具体的には、ロッドＳＰ１及びＳＰ２それぞれの一端は、３０ｍｍの長さで導波管１１４内に入り込んでいる。また、導波管１１６の導波路内には、ロッドＳＰ３及びＳＰ４の一端が位置しており、ロッドＳＰ３及びＳＰ４の他端は、導波管１１４の導波路の手前で終端している。具体的には、ロッドＳＰ３及びＳＰ４それぞれの一端は、３０ｍｍの長さで導波管１１６内に入り込んでいる。
【００６２】
導波管１１４には、プランジャ１２２及び１２４が取り付けられている。プランジャ１２２は、反射板１２２ａ及び位置調整機構１２２ｂを有している。反射板１２２ａは、導波管１１４の導波路を介してロッドＳＰ１の一端に対峙している。位置調整機構１２２ｂは、導波路を画成する導波管１１４の一面（参照符号１１４ａで示す）からの反射板１２２ａの位置を調整する機能を有する。また、プランジャ１２４は、反射板１２４ａ及び位置調整機構１２４ｂを有している。反射板１２４ａは、導波管１１４の導波路を介してロッドＳＰ２の一端に対峙している。位置調整機構１２４ｂは、導波管１１４の一面１１４ａからの反射板１２４ａの位置を調整することができる。
【００６３】
また、導波管１１６には、プランジャ１２６及び１２８が取り付けられている。プランジャ１２６は、反射板１２６ａ及び位置調整機構１２６ｂを有している。反射板１２６ａは、導波管１１６の導波路を介してロッドＳＰ３の一端に対峙している。位置調整機構１２６ｂは、導波路を画成する導波管１１６の一面（参照符号１１６ａで示す）からの反射板１２６ａの位置を調整することができる。また、プランジャ１２８は、反射板１２８ａ及び位置調整機構１２８ｂを有している。反射板１２８ａは、導波管１１６の導波路を介してロッドＳＰ４の一端に対峙している。位置調整機構１２８ｂは、導波路を画成する導波管１１６の一面１１６ａからの反射板１２８ａの位置を調整することができる。
【００６４】
実験例１及び２では、上記構成を有するプラズマ処理装置１００の処理容器１１２内にＡｒガスを供給し、導波管１１４に周波数２．４５ＧＨｚ且つパワー１ｋＷのマイクロ波を供給した。また、実験例１及び２では、導波管１１４の一面１１４ａからの反射板１２２ａの距離ｄ１、及び、導波管１１４の一面１１４ａからの反射板１２４ａの距離ｄ２をパラメータとして変化させた。また、実験例１及び２では、ロッドＳＰ１とロッドＳＰ２の間の距離は、２００ｍｍに設定した。また、実験例１では、処理容器１１２内の圧力を１００ｍＴｏｒｒ（１３．３３Ｐａ）に設定し、実験例２では、処理容器１１２内の圧力を１Ｔｏｒｒ（１３３．３Ｐａ）に設定した。また、プランジャ１１８の反射板１１８ａと、ロッドＳＰ１の軸線との距離は８５ｍｍとした。
【００６５】
そして、実験例１及び実験例２の双方において、ロッドＳＰ１及びＳＰ２の下方からプラズマの発光状態を撮影した。図１１は、実験例１のプラズマの発光状態の画像を示している、図１２は、実験例２のプラズマの発光状態の画像を示している。図１１及び図１２では、距離ｄ１及び距離ｄ２の設定値に対応づけて、当該距離ｄ１及び距離ｄ２の設定値の下でのプラズマの発光状態を撮影した画像がマトリクス状に示されている。
【００６６】
図１１及び図１２に示す画像では、比較的に輝度の高い部分が、ロッドＳＰ１及びＳＰ２の近傍のプラズマの発光を示している。したがって、実験例１及び実験例２の結果、プラズマの発生位置をロッドＳＰ１及びＳＰ２の近傍に制御できることが確認された。このことから、導波路から延在する誘電体製の部材が制限された面積で処理容器内の処理空間に接する構成により、プラズマの発生位置を当該誘電体製の部材の近傍に集中させることができることが確認された。
【００６７】
また、図１１及び図１２に示すように、距離ｄ１及びｄ２、即ち、導波管１１４の導波路からの反射板１２２ａの距離、及び、導波管１１４の導波路からの反射板１２４ａの距離を調整することにより、ロッドＳＰ１の近傍のプラズマの輝度とロッドＳＰ２の近傍のプラズマの輝度の比が相対的に変化することが確認された。したがって、実験例１及び２の結果、距離ｄ１及びｄ２を調整することにより、ロッドＳＰ１の近傍でのプラズマの密度とロッドＳＰ２の近傍でのプラズマの密度の比を調整できることが確認された。このことから、導波路から延在する誘電体製の複数の部材が制限された面積で処理容器内の処理空間に接する構成において、プランジャの反射板の導波路からの距離を調整することにより、誘電体製の部材の近傍に集中させたプラズマの密度分布を調整できることが確認された。
【００６８】
また、シミュレーションにより、実験例１及び実験例２と同様の設定でプラズマ処理装置１００の電界強度を計算した。このシミュレーションでは、距離ｄ１及び距離ｄ２をパラメータとして変化させ、ロッドＳＰ１内の電界強度Ｐ１とロッドＳＰ２内の電界強度Ｐ２を計算し、Ｐ１／（Ｐ１＋Ｐ２）を電界強度の比として求めた。この結果を図１３に示す。図１３において、横軸は距離ｄ１の設定値を示しており、縦軸は距離ｄ２の設定値を示している。図１３では、距離ｄ１の設定値と距離ｄ２の設定値に対応づけて、当該距離ｄ１の設定値と距離ｄ２の設定値の下で計算した電界強度の比Ｐ１／（Ｐ１＋Ｐ２）を示している。また、図１３では、実験例１及び２の距離ｄ１及び距離ｄ２の設定値と同一の設定値の電界強度の比Ｐ１／（Ｐ１＋Ｐ２）を示す部分を円で囲んでいる。このシミュレーションの結果、図１３の円で囲まれた部分の電界強度の比Ｐ１／（Ｐ１＋Ｐ２）は、実験例１及び２のプラズマの発光状態に整合していることが確認された。また、図１３に示すように、このシミュレーションの結果からも、プランジャの反射板の導波路からの距離を調整することにより、誘電体製の複数の部材の近傍に集中させたプラズマの密度分布を調整できることが確認された。
【００６９】
以上、種々の実施形態について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。例えば、図１〜図３及び図９等に示した導波管及び誘電体製の複数の突出部の個数、形状、及び、配置は、単なる例であり、上述した効果を発揮し得る限りにおいて、任意に変更することが可能である。また、上述した実施形態では、二つのガスシャワー部を有する前駆体ガスの噴射部を例示したが、前駆体ガスの噴射部は、軸線Ｚから互いに異なる距離の領域に三つ以上のガスシャワー部を有していてもよ。また、前駆体ガスのガス供給部は、これら三つ以上のガスシャワー部に対する前駆体ガスの流量を個別に調整可能に構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０…成膜装置、１２…処理容器、１４…載置台、１４ａ…基板載置領域、１６…ガス供給部（前駆体ガス）、１６ａ…噴射部、１６ａ１，１６ａ２…ガスシャワー部、１６ｈ…噴射口、１８…排気部、１８ａ…排気口、２０…ガス供給部（パージガス）、２０ａ…噴射口、２２…プラズマ生成部、２４…駆動機構、４８…マイクロ波発生器、７０…導波管、７０ａ…下側導体部、７０ｈ…開口、７２…突出部、７４…プランジャ、７４ａ…反射板、７４ｂ…位置調整機構、７６…ガス供給部（反応ガス）、Ｃ…処理室、Ｒ１…領域、Ｒ２…領域、ＷＧ…導波路、Ｚ…軸線（回転軸線）。
【図１】
2014027052.tif 000008
【図２】
2014027052.tif 000009
【図３】
2014027052.tif 000010
【図４】
2014027052.tif 000011
【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】
2014027052.tif 000018
【図１２】
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【図１３】
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