(57)【要約】【課題】  アンテナサイズの変更やギャップ変更を容易に行うことが可能なプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】  プラズマ処理装置１００は、気密に構成され、接地された略円筒状のチャンバー１を有しており、チャンバー１の上部には、アンテナ部材３０が配備されている。このチャンバー１は、略円筒形をしたハウジング２と、ハウジング２に上から接合されて処理空間を囲繞する円筒形をしたチャンバーウォール３と、により構成される分割構造とし、チャンバーウォール３を着脱自在にした。【選択図】図１
2006332554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空排気可能な処理容器と、前記処理容器内において被処理体を載置する載置台と、前記処理容器の上部に接合され、前記処理容器内を密閉する蓋部と、
を備えたプラズマ処理装置であって、
前記処理容器は、前記載置台を囲繞する第１のハウジングと、前記第１のハウジングと前記蓋部との間に着脱自在に介在配置される第２のハウジングとを具備することを特徴とする、プラズマ処理装置。
【請求項２】
真空排気可能な処理容器と、前記処理容器内において被処理体を載置する載置台と、前記処理容器の上部に接合され、前記処理容器内に電磁波を導く電磁波導入部と、前記処理容器内にプラズマ励起用のガスを導入するガス導入部と、
を備えたプラズマ処理装置であって、
前記処理容器は、前記載置台を囲繞する第１のハウジングと、前記第１のハウジングと前記電磁波導入部との間に着脱自在に介在配置される第２のハウジングとを具備することを特徴とする、プラズマ処理装置。
【請求項３】
前記第２のハウジングは、高さおよび／または内径の異なる複数の環状部材の中から、被処理体の大きさに応じて選択され、装着されたものであることを特徴とする、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記第２のハウジングは、高さおよび／または内径の異なる複数の環状部材の中から、プラズマ処理の内容に応じて選択され、装着されたものであることを特徴とする、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
被処理体の大きさに応じて、前記電磁波導入部の大きさが選択されることを特徴とする、請求項３または請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記第２のハウジングの複数箇所に前記ガス導入部を設けたことを特徴とする、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記ガス導入部は、前記処理容器内の空間に向けて開口したガス導入口と、該ガス導入口に接続したガス導入路と、を備えており、
前記ガス導入路は、ガスを複数の前記ガス導入部に均等に分配するために前記第１のハウジングの上端と前記第２のハウジングの下端との境界に形成されたガス分配手段に接続していることを特徴とする、請求項６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記ガス分配手段は、前記第１のハウジングの上端に形成された段部と、前記第２のハウジングの下端に形成された段部との間の隙間であることを特徴とする、請求項７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記電磁波は、マイクロ波であり、前記電磁波導入部は、マイクロ波を導入するためのアンテナを備えていることを特徴とする、請求項２から請求項８のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記アンテナは、複数のスロット孔が形成された平面アンテナであることを特徴とする、請求項９に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
真空排気可能な処理容器と、前記処理容器内において被処理体を載置する載置台と、前記処理容器の上部に接合され、該処理容器内を密閉する蓋部と、前記載置台を囲繞する第１のハウジングと、
を備えたプラズマ処理装置であって、
前記第１のハウジングと前記蓋部との間に第２のハウジングを介在配置可能に構成されているとともに、前記第２のハウジングを取り外した状態では、前記第１のハウジングと前記蓋部を直接接合できるように構成されていることを特徴とする、プラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置に関し、詳細には、プラズマを用いて半導体基板等の被処理体を処理するためのプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理装置として、ラジアルラインスロットアンテナ（Radial Line Slot Antenna）により処理室内にマイクロ波を導入してプラズマを生成させるＲＬＳＡ方式のプラズマ処理装置が知られている（例えば、特許文献１）。このＲＬＳＡ方式のプラズマ処理装置は、内部に被処理体を載置する載置台を備えた円筒容器と、スロット板および導波誘電体からなるマイクロ波を放射するためのアンテナ部と、を備え、円筒容器の上端に前記アンテナ部を載せ、シール部材によって接合部をシールすることにより、真空チャンバーを構成している。
【特許文献１】ＷＯ９８／３３３６２号（例えば、Ｆｉｇ．１など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＲＬＳＡ方式のプラズマ処理装置において、最適な処理を実施するためには、被処理体としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と記すことがある）の大きさに応じてアンテナサイズを変更したり、目的の処理内容に応じてアンテナサイズやウエハとアンテナとの距離（ギャップ）を変化させる必要がある。
例えば、近年ではウエハサイズが大型化する傾向にあるものの、現状では６〜１２インチサイズのウエハが混在している状況であるため、同一の処理を異なるサイズのウエハに対して行う必要が生じる場合がある。また、半導体デバイスの高集積化と微細化により、プロセス条件も複雑化しており、処理内容に応じてギャップ変更などが必要になってきている。また、半導体ウエハに限らず、近年では、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造に用いるガラス基板も大型化する傾向にある。
【０００４】
ところが、上記特許文献１のＲＬＳＡ方式のプラズマ処理装置では、容器とアンテナとの固定的な組み合わせによってプラズマ処理装置が構成されているため、アンテナサイズやギャップの変更は困難であり、現実にはウエハ径や処理内容に応じて別のプラズマ処理装置を準備して処理を行う必要があった。このように、従来のプラズマ処理装置ではアンテナサイズやギャップの変更の自由度が低いという問題があった。
【０００５】
従って本発明の目的は、アンテナサイズの変更やギャップ変更を容易に行うことが可能なプラズマ処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点によれば、真空排気可能な処理容器と、前記処理容器内において被処理体を載置する載置台と、前記処理容器の上部に接合され、前記処理容器内を密閉する蓋部と、
を備えたプラズマ処理装置であって、
前記処理容器は、前記載置台を囲繞する第１のハウジングと、前記第１のハウジングと前記蓋部との間に着脱自在に介在配置される第２のハウジングとを具備することを特徴とする、プラズマ処理装置が提供される。
【０００７】
また、本発明の第２の観点によれば、真空排気可能な処理容器と、前記処理容器内において被処理体を載置する載置台と、前記処理容器の上部に接合され、前記処理容器内に電磁波を導く電磁波導入部と、前記処理容器内にプラズマ励起用のガスを導入するガス導入部と、
を備えたプラズマ処理装置であって、
前記処理容器は、前記載置台を囲繞する第１のハウジングと、前記第１のハウジングと前記電磁波導入部との間に着脱自在に介在配置される第２のハウジングとを具備することを特徴とする、プラズマ処理装置が提供される。
【０００８】
上記第２の観点において、前記第２のハウジングは、高さおよび／または内径の異なる複数の環状部材の中から、被処理体の大きさに応じて選択され、装着されたものであってもよい。また、上記第２の観点において、前記第２のハウジングは、高さおよび／または内径の異なる複数の環状部材の中から、プラズマ処理の内容に応じて選択され、装着されたものであってもよい。これらの場合、被処理体の大きさに応じて、前記電磁波導入部の大きさが選択されることが好ましい。
【０００９】
また、上記第２の観点において、前記第２のハウジングの複数箇所に前記ガス導入部を設けることもできる。この場合、前記ガス導入部は、前記処理容器内の空間に向けて開口したガス導入口と、該ガス導入口に接続したガス導入路と、を備えており、
前記ガス導入路は、ガスを複数の前記ガス導入部に均等に分配するために前記第１のハウジングの上端と前記第２のハウジングの下端との境界に形成されたガス分配手段に接続していることが好ましい。ここで、前記ガス分配手段は、前記第１のハウジングの上端に形成された段部と、前記第２のハウジングの下端に形成された段部との間の隙間であってもよい。
【００１０】
また、上記第２の観点において、前記電磁波は、マイクロ波であり、前記電磁波導入部は、マイクロ波を導入するためのアンテナを備えているものであってもよく、前記アンテナは、複数のスロット孔が形成された平面アンテナであってもよい。
【００１１】
また、本発明の第３の観点によれば、真空排気可能な処理容器と、前記処理容器内において被処理体を載置する載置台と、前記処理容器の上部に接合され、該処理容器内を密閉する蓋部と、前記載置台を囲繞する第１のハウジングと、
を備えたプラズマ処理装置であって、
前記第１のハウジングと前記蓋部との間に第２のハウジングを介在配置可能に構成されているとともに、前記第２のハウジングを取り外した状態では、前記第１のハウジングと前記蓋部を直接接合できるように構成されていることを特徴とする、プラズマ処理装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、被処理体に対してプラズマ処理を行う処理容器において、第１のハウジングと、蓋部（または電磁波導入部）との間に着脱自在に介在配置される第２のハウジングを備える構成としたので、第２のハウジングとして形態の異なるものを装着することにより、半導体ウエハなどの被処理体の大きさや処理目的に応じてギャップや蓋部（または電磁波導入部）の種類、大きさなどを容易に変更することができる。
すなわち、被処理体の大きさや処理の内容等に応じてプラズマ処理装置全体を交換する必要がなく、第２のハウジングと蓋部（または電磁波導入部）のみを交換することで対応が可能になる。
【００１３】
したがって、プラズマ処理装置の開発工数および材料費を節減できる。また、設置後のバージョンアップや新規なアプリケーションへの対応のための改造も容易である。しかも、改造や故障に伴う部品交換も少なくなるので、維持管理コストも低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置１００の概略構成を模式的に示す分解斜視図であり、図２はプラズマ処理装置１００の概略断面図である。このプラズマ処理装置１００は、複数のスロットを有する平面アンテナ、例えばＲＬＳＡ（Radial Line Slot Antenna；ラジアルラインスロットアンテナ）にて処理室内にマイクロ波などのマイクロ波を導入してプラズマを発生させることにより、高密度かつ低電子温度のマイクロ波プラズマを発生させ得るプラズマ処理装置として構成されている。
【００１５】
上記プラズマ処理装置１００は、気密に構成され、ウエハＷが搬入される接地された略円筒状のチャンバー１を有している。なお、チャンバー１の形状は、断面四角形などの角筒状でもよい。このチャンバー１は、「第１のハウジング」である略円筒形をしたハウジング２と、このハウジング２に上から接合して処理空間を囲繞する「第２のハウジング」である円筒形をしたチャンバーウォール３と、を備えている。また、チャンバー１の上部には、処理空間にマイクロ波などの電磁波を導入する「電磁波導入部」としてのアンテナ部３０が配備されている。
【００１６】
ハウジング２の底壁２ａの略中央部には円形の開口部１０が形成されており、底壁２ａにはこの開口部１０と連通し、下方に向けて突出してチャンバー１内部を均一に排気するための排気室１１が連設されている。
【００１７】
ハウジング２内には被処理体であるウエハＷを水平に支持するための石英やセラミックス（ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３等）などの材質からなるサセプタ５が、排気室１１の底部に支持されて設けられている。このサセプタ５は、排気室１１の底部中央から上方に延びる円筒状の支持部材４により支持され、この支持部材４は、排気室１１に支持されている。これら、支持部材４およびサセプタ５は、熱伝導性の良いＡｌＮ等のセラミックス材料で構成されている。サセプタ５の外縁部にはウエハＷをガイドするためのガイドリング８が設けられている。また、サセプタ５には、抵抗加熱型のヒータ（図示せず）が埋め込まれており、ヒータ電源６から給電されることによりサセプタ５を加熱して、その熱で被処理体であるウエハＷを加熱する。サセプタ５の温度は、熱電対（ＴＣ）２０によって計測できるようになっており、例えば室温から１０００℃までの範囲で温度制御可能となっている。なお、サセプタ５に静電チャック機能を持たせ、ウエハＷを電気的に着脱できる構成としてもよい。
【００１８】
また、サセプタ５には、ウエハＷを支持して昇降させるためのウエハ支持ピン（図示せず）がサセプタ５の表面に対して突没可能に設けられている。サセプタ５の外周側には、チャンバー１内を均一排気するためのバッフルプレート７が環状に設けられ、このバッフルプレート７は、複数の支柱７ａにより支持されている。なお、チャンバー１の内周に石英からなる円筒状のライナー（図示せず）が設けられており、チャンバー構成材料による金属汚染を防止し、クリーンな環境を維持している。
【００１９】
上記排気室１１の側面には排気管２３が接続されており、この排気管２３には高速真空ポンプを含む排気装置２４が接続されている。そしてこの排気装置２４を作動させることによりチャンバー１内のガスが、排気室１１の空間１１ａ内へ均一に排出され、排気管２３を介して排気される。これによりチャンバー１内は所定の真空度、例えば０．１３３Ｐａまで高速に減圧することが可能となっている。
【００２０】
ハウジング２の側壁には、ウエハＷの搬入出を行うための搬入出口と、この搬入出口を開閉するゲートバルブとが設けられている（いずれも図示せず）。
【００２１】
チャンバー１の側壁には、チャンバー１内に処理ガスを導入するためのガス導入路が形成されている。具体的には、ハウジング２の側壁の上端には、段部１８が形成されており、後述するようにチャンバーウォール３の下端に形成された段部１９との間に環状通路１３を形成している（図５参照）。
【００２２】
チャンバーウォール３は、全体として環状（角筒状でもよい）をしており、例えばアルミニウムやステンレス鋼等の金属材からなる装着および取り外しが可能な部材として構成されている。このチャンバーウォール３の上端部にアンテナ部３０のアッパープレート２７の下端部が係合する。また、チャンバーウォール３の下端部は、ハウジング２の上端と接合している。図３にチャンバーウォール３の概略構成を示す。図３（ａ）は外観斜視図であり、同図（ｂ）は、要部断面図である。チャンバーウォール３は、本実施形態ではハウジング２の形状に合わせて環状をしており、内部には、ガス流路が形成されている。
【００２３】
また、チャンバーウォール３の内周面の下端部は、下方に袴状（スカート状）に垂下した突出部１７が環状に形成されている。この突出部１７は、チャンバーウォール３とハウジング２との境界（接面部）を覆うように設けられており、プラズマに曝されると劣化し易い、例えばフッ素系ゴム材料［例えば、ケムラッツ（商品名；グリーン、ツィード・アンド・カンパニー社製）やバイトン（商品名；デュポン・ダウ・エラストマー社製）］などからなるＯリングなどのシール部材９ｂにプラズマが直接作用することを防止する役割を果たしている。
【００２４】
チャンバーウォール３の上下の接合部には、例えばＯリングなどのシール部材９ａ，９ｂ，９ｃが配備されており、接合部の気密状態が保たれる。チャンバーウォール３の下端には、ハウジング２の段部１８と共同して環状通路１３を形成できるように段部１９が設けられている（図５参照）。
【００２５】
本実施形態では、チャンバー１を一体構造とはせずに、ハウジング２とチャンバーウォール３とを分割構造として、後述するようにチャンバーウォール３を高さや径の異なる形態のものと交換することにより、プラズマ処理装置１００におけるギャップＬの調整や、ウエハＷのサイズに対応したアンテナ３１のサイズの変更に対し、自由度の高い対応が可能になる。
なお、チャンバーウォール３の他のバリエーションとしては、例えば、図７、図９、図１１に示すように、略円環状をなし、外径はほぼ同様で、部材の高さや、内径が異なるチャンバーウォール３，３ａ，３ｂ，３ｃが交換可能に準備されている。
【００２６】
チャンバー１の上部は開口部となっており、この開口部を塞ぐようにアンテナ部３０が気密に配置されている。アンテナ部３０には、サセプタ５の側から順に、透過板２８、平面アンテナ部材３１、遅波材３３が配備されている。これらは、例えばアルミニウムやステンレス鋼等の金属材からなるシールド蓋体３４、押えリング３６およびアッパープレート２７によって覆われ、断面視Ｌ字形をした環状の押えリング３５で固定されている。チャンバー１の上端とアッパープレート２７とはシール部材９ｃによりシールされた状態で係合されている。
【００２７】
透過板２８は、誘電体、例えば石英やＡｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、サファイヤ、ＳｉＮ等のセラミックスからなり、マイクロ波を透過しチャンバー１内の処理空間に導入するマイクロ波導入窓として機能する。透過板２８の下面（サセプタ５側）は平坦状に限らず、マイクロ波を均一化してプラズマを安定化させるため、例えば凹部や溝を形成してもよい。この透過板２８は、アンテナ部３０の外周下方に環状に配備されたアッパープレート２７の内周面の突部２７ａにより、シール部材２９を介して気密状態で支持されている。したがって、チャンバー１内は気密に保持される。
【００２８】
平面アンテナ部材３１は、円板状をしており、透過板２８の上方位置において、シールド蓋体３４の内周面に係止されている。この平面アンテナ部材３１は、例えば表面が金または銀メッキされた銅板またはアルミニウム板からなり、マイクロ波などの電磁波を放射するための多数のスロット孔３２が所定のパターンで貫通して形成された構成となっている。
【００２９】
スロット孔３２は、例えば図４に示すように長溝状をなし、典型的には隣接するスロット孔３２同士が「Ｔ」字状に配置され、これら複数のスロット孔３２が同心円状に配置されている。スロット孔３２の長さや配列間隔は、マイクロ波の波長（λｇ）に応じて決定され、例えばスロット孔３２の間隔は、１／２λｇまたはλｇとなるように配置される。なお、図４においては、同心円状に形成された隣接するスロット孔３２同士の間隔をΔｒで示している。また、スロット孔３２は、円形状、円弧状等の他の形状であってもよい。さらに、スロット孔３２の配置形態は特に限定されず、同心円状のほか、例えば、螺旋状、放射状に配置することもできる。
【００３０】
遅波材３３は、真空よりも大きい誘電率を有しており、平面アンテナ部材３１の上面に設けられている。この遅波材３３は、例えば、石英、セラミックス、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂やポリイミド系樹脂により構成されており、真空中ではマイクロ波の波長が長くなることから、マイクロ波の波長を短くしてプラズマを調整する機能を有している。なお、平面アンテナ部材３１と透過板２８との間、また、遅波材３３と平面アンテナ３１との間は、それぞれ密着させても離間させてもよい。
【００３１】
シールド蓋体３４には、冷却水流路３４ａが形成されており、そこに冷却水を通流させることにより、シールド蓋体３４、遅波材３３、平面アンテナ３１、透過板２８を冷却するようになっている。なお、シールド蓋体３４は接地されている。
【００３２】
シールド蓋体３４の上壁の中央には、開口部３４ｂが形成されており、この開口部３４ｂには導波管３７が接続されている。この導波管３７の端部には、マッチング回路３８を介してマイクロ波発生装置３９が接続されている。これにより、マイクロ波発生装置３９で発生した、例えば周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波が導波管３７を介して上記平面アンテナ部材３１へ伝搬されるようになっている。マイクロ波の周波数としては、８．３５ＧＨｚ、１．９８ＧＨｚ等を用いることもできる。
【００３３】
導波管３７は、上記シールド蓋体３４の開口部３４ｂから上方へ延出する断面円形状の同軸導波管３７ａと、この同軸導波管３７ａの上端部にモード変換器４０を介して接続された水平方向に延びる矩形導波管３７ｂとを有している。矩形導波管３７ｂと同軸導波管３７ａとの間のモード変換器４０は、矩形導波管３７ｂ内をＴＥモードで伝播するマイクロ波をＴＥＭモードに変換する機能を有している。同軸導波管３７ａの中心には内導体４１が延在しており、内導体４１は、その下端部において平面アンテナ部材３１の中心に接続固定されている。これにより、マイクロ波は、同軸導波管３７ａの内導体４１を介して平面アンテナ部材３１へ放射状に効率よく均一に伝播される。
【００３４】
図５（ａ）は、本実施形態のプラズマ処理装置１００におけるガス導入経路の構造を示す拡大図である。チャンバーウォール３には、チャンバー１にガスを供給するガス導入部１５が設けられている。ガス導入部１５は、ガス導入口１５ａとガス導入路１５ｂにより構成され、ガス導入口１５ａは、チャンバー１の側壁の内周側の複数箇所（例えば３２箇所）に均等に形成されている。各ガス導入口１５ａは、チャンバー１の側壁面に対して横方向に形成されたガス導入路１５ｂに連通しており、ガス導入路１５ｂは、チャンバーウォール３内で鉛直方向に形成されるガス通路１４と連通している。
【００３５】
ガス通路１４は、ハウジング２の上部と、チャンバーウォール３の下部との接面部に、段部１８と段部１９によって形成された隙間である環状通路１３に接続している。この環状通路１３は、処理空間を囲むように略水平方向に環状に連通している。また、環状通路１３は、ハウジング２内の任意の箇所（例えば均等な４箇所）にハウジング２に対して垂直方向に形成された通路１２を介してガス供給装置１６と接続されている。環状通路１３は、各ガス通路１４へガスを均等配分して供給するガス分配手段としての機能を有しており、処理ガスが特定のガス導入口１５ａに偏って供給されることを防ぐように機能する。
【００３６】
このように本実施形態では、ガス供給装置１６からのガスを、通路１２、環状通路１３、各ガス通路１４を介して３２箇所のガス導入口１５ａから均一にチャンバー１内に導入できるので、チャンバー１内でプラズマを均一に励起させることが可能であり、もってウエハＷに対するプロセスの均一化が図られている。
【００３７】
また、通路１２から導入されたガスを一旦水平方向に分配する環状通路１３を設け、さらにチャンバーウォール３内にガス通路１４を設けたので、ガス導入口１５ａをチャンバーウォール３内の任意の位置に設定してチャンバー１にガスを導入することができるメリットがある。
すなわち、プロセス内容によって、プラズマ生成部の直近にガスを導入したり、あるいは逆に、プラズマ生成部の直近位置ではガスの解離が進み過ぎたり、ガス導入口１５ａ内部へのダメージが懸念される場合には、より下方へ配置するなどのバリエーションを容易に持たせることができる。
【００３８】
図５（ａ）では、ハウジング２の上端の段部１８とチャンバーウォール３の下端の段部１９との間に環状通路１３を形成するようにした。しかし、例えば図５（ｂ）に示すように、ハウジング２の上端面に環状の溝を設け、平坦なチャンバーウォール３の下端面との間に環状通路１３ａを形成することもできる。また、例えば図５（ｃ）に示すように、チャンバーウォール３の下端面に環状の溝を設け、平坦なハウジング２の上端面との間に環状通路１３ｂを形成することもできる。さらに、図示しないが、ハウジング２とチャンバーウォール３の両方に環状の溝を設け、両方の溝が対向するように接合して環状通路を形成することも可能である。
【００３９】
このように構成されたプラズマ処理装置１００においては、以下のようにして被処理体としてのウエハＷに対してプラズマ処理が行われる。
まず、ウエハＷをチャンバー１内に搬入し、サセプタ５上に載置する。そして、ガス供給装置１６から、例えばＡｒ、Ｋｒ、Ｈｅなどの希ガス、例えばＯ２、Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２、ＣＯ２などの酸化ガス、例えばＮ２、ＮＨ３などの窒化ガスのほか、成膜ガス、エッチングガスなどの処理ガスを所定の流量でガス導入口１５ａを介してチャンバー１内に導入する。
【００４０】
次に、マイクロ波発生装置３９からのマイクロ波を、マッチング回路３８を経て導波管３７に導き、矩形導波管３７ｂ、モード変換器４０、および同軸導波管３７ａを順次通過させて内導体４１を介して平面アンテナ部材３１に供給し、平面アンテナ部材３１のスロットから透過板２８を介してチャンバー１内に放射させる。
マイクロ波は、矩形導波管３７ｂ内ではＴＥモードで伝搬し、このＴＥモードのマイクロ波はモード変換器４０でＴＥＭモードに変換されて、同軸導波管３７ａ内を平面アンテナ部材３１に向けて伝搬されていく。平面アンテナ部材３１から透過板２８を経てチャンバー１に放射されたマイクロ波によりチャンバー１内で電磁界が形成され、処理ガスがプラズマ化する。
【００４１】
このプラズマは、マイクロ波が平面アンテナ部材３１の多数のスロット孔３２から放射されることにより、略１×１０１０〜５×１０１２／ｃｍ３の高密度で、かつウエハＷ近傍では、略１．５ｅＶ以下の低電子温度プラズマとなる。したがって、このプラズマをウエハＷに対して作用させることにより、プラズマダメージを抑制した処理が可能になる。なお、プラズマ処理の内容としては、特に限定されるものではなく、例えば各種の基板（シリコン基板、ＦＰＤ用ガラス基板、化合物半導体基板など）の酸化処理、窒化処理、酸窒化処理、成膜処理、エッチング処理などの種々のプラズマ処理を対象とすることができる。
【００４２】
図６〜図１１は、図１のプラズマ処理装置１００のチャンバーウォール３を取り外し、別のチャンバーウォールに交換した状態を示している。なお、図６、図８、図１０において、プラズマ処理装置１００の基本的な構成は、図１、図２と同様であるため、同じ構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
まず、図６は、図１のプラズマ処理装置１００のチャンバーウォール３に換えて、高さが低いチャンバーウォール３ａを装着した他の実施形態である。図７（ａ）にチャンバーウォール３ａの外観斜視図を、同図（ｂ）に断面図を示す。このように高さが低いチャンバーウォール３ａを用いることにより、プラズマ処理装置１００におけるアンテナ部３０の透過板２８の下面からウエハＷまでの距離（ギャップＬ）を短くすることができる。このように、チャンバーウォールを交換するだけで、プロセス目的に応じてギャップＬを簡単に変更できるため、処理内容に応じて最適なギャップＬに調整してプラズマ処理を行うことができる。
【００４４】
また、短尺なチャンバーウォール３ａ内には、ガス通路１４にガス供給路１５ｂを介して連通するガス導入口１５ａを設けている。この場合のガス導入口１５ａの位置は、図２と略同じに設定されており、ガス導入の条件を変動させることなくギャップＬのみの変更が可能になっている。
【００４５】
次に、図８は、図１に比べて小径なウエハＷを処理する場合の他の変形例である。例えば、図１のプラズマ処理装置１００が３００ｍｍ径のウエハＷの処理に適したものであるのに対し、図８の実施形態では、２００ｍｍ径のウエハＷの処理に適合させて、図１のアンテナ部３０に比べて小型のアンテナ部３０ａを配備した。
小型で小径のアンテナ部３０ａは、図１のチャンバーウォール３にそのまま装着することが出来ないため、従来のチャンバー構造では、別のプラズマ処理装置を準備して処理する必要があった。本実施形態では、図１のプラズマ処理装置１００のチャンバーウォール３に換えて、チャンバー内空間に張り出した幅広（内径が狭い）のチャンバーウォール３ｂを装着することにより小型のアンテナ部３０ａを支持できるようにした。
【００４６】
図９（ａ）にチャンバーウォール３ｂの外観斜視図を、同図（ｂ）に断面図を示す。チャンバーウォール３ｂは、内側に張り出した幅広の環として形成されていることにより、その下面の周縁部でハウジング２と当接し、かつその上面の内縁部で、内径の小さな小型のアンテナ部３０ａと当接し、これを支持できるように構成されている。
また、チャンバーウォール３ｂの下面には下方に張り出した突出部１７が形成されており、シール部材９ｂに直接プラズマが作用することを防止している。
【００４７】
本実施形態では、チャンバーウォール３ｂの高さを図１のチャンバーウォール３と略同じにすることにより、ギャップＬを変更せずにすむため、同じプロセスを実施する場合に同一条件で処理を行うことが可能になる。もっとも、目的のプロセスが異なる場合には、チャンバーウォール３ｂの高さを変えることによりギャップＬを可変に調整できる。
【００４８】
さらに、幅広のチャンバーウォール３ｂ内に、ガス通路１４を環状通路１３からチャンバー内空間に臨むガス導入口１５ａへ向けて斜めに穿設しているので、ガス通路１４の距離が例えば図２に比べ長く伸びたことによる圧力損失を最小限に抑え、ガス流を滞留させずにスムーズに供給することができる。また、ガス導入口１５ａの位置は、図２と略同じに設定されており、ガス導入の条件を変動させることなくアンテナ部のサイズのみを変更できる。
【００４９】
図１０は、図８に示す例に比べ、ギャップＬを短くした例を示すものである。ここでは、図８と同じ小型のアンテナ部３０ａを配備し、チャンバーウォールとしてチャンバーウォール３ｃを用いることにより、ギャップＬを小さくしている。図１１（ａ）にチャンバーウォール３ｃの外観斜視図を、同図（ｂ）に要部断面図を示す。このチャンバーウォール３ｃは、チャンバーウォール３ｂに比べて高さが低く形成されており、しかも環の周縁部と内側とに段差を設けて、その下段部分が内周側へ向けて突出した断面視略Ｌ字型に形成されている。したがって、この突出した下段部分で小径のアンテナ部３０ａを支持することができるとともに、ギャップＬを短く設定することができる。
【００５０】
以上のように、本発明のプラズマ処理装置１００では、チャンバーウォール３をチャンバーウォール３ａ〜３ｃに交換するだけで、プロセス目的に応じてアンテナ部のサイズ変更とギャップＬを変更できるため、ウエハＷの大きさや処理内容に応じて最適なプラズマ処理を行うことができる。
【００５１】
以上、本発明の実施形態を述べたが、本発明は上記実施形態に制約されることはなく、種々の変形が可能である。
たとえば、図１では、ＲＬＳＡ方式のプラズマ処理装置１００を例に挙げたが、例えばリモートプラズマ方式、ＩＣＰ方式、ＥＣＲ方式、表面反射波方式、マグネトロン方式等のプラズマ処理装置にも適用可能である。
【００５２】
また、上記実施形態では、チャンバー１をハウジングとチャンバーウォールとに２分割したが、３分割以上にすることもできる。
【００５３】
さらに、上記実施形態では、円盤状の半導体ウエハを処理するための円筒状のチャンバー１を有するプラズマ処理装置１００を例に挙げたが、これに限らず、例えば四角形をしたＦＰＤ用ガラス基板を処理する水平断面が矩形のチャンバーを有するプラズマ処理装置にも本発明の分割構造を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態にかかるプラズマ処理装置１００の概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】プラズマ処理装置の概略断面図である。
【図３】チャンバーウォールの説明に供する図面であり、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は要部断面図である。
【図４】平面アンテナ部材の説明に供する図面である。
【図５】ガス導入口の近傍の断面図である。
【図６】チャンバーウォールを取り替えた例を示すプラズマ処理装置の概略断面図である。
【図７】図６に用いるチャンバーウォールの（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は要部断面図である。
【図８】チャンバーウォールを取り替えたさらに別の例を示すプラズマ処理装置の概略断面図である。
【図９】図８に用いるチャンバーウォールの（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は要部断面図である。
【図１０】チャンバーウォールを取り替えた他の例を示すプラズマ処理装置の概略断面図である。
【図１１】図１０に用いるチャンバーウォールの（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は要部断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１；チャンバー
２；ハウジング
３；チャンバーウォール
４；支持部材
５；サセプタ
１３；環状通路
１４；ガス通路
１５；ガス導入部
１５ａ；ガス導入口
１５ｂ；ガス導入路
１６；ガス供給装置
１８；段部
１９；段部
２３；排気管
２４；排気装置
２７；アッパープレート
２７ａ；支持部
２８；透過板
２９；シール部材
３０；アンテナ部
３１；平面アンテナ部材
３２；スロット孔
３７；導波管
３７ａ；同軸導波管
３７ｂ；矩形導波管
３９；マイクロ波発生装置
４０；モード変換器
１００；プラズマ処理装置
Ｗ…ウエハ（基板）
【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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