(57)【要約】【課題】水平面における１の領域ではプラズマ密度を大きくするとともに他の領域ではプラズマ密度を小さくする等、プラズマ密度の分布を任意の状態に変化することができるプラズマ分布制御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１１は、内部で被処理基板にプラズマ処理を行う処理容器１２と、マイクロ波を処理容器１２内へ供給するためのスロット孔１７が複数設けられたスロットアンテナ板１８と、スロット孔１７の開度を変化させてスロット孔１７から放射されるマイクロ波の放射量を調整するマイクロ波放射量調整機構としてのロッド５２とを備える。【選択図】図５
2011150943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部で被処理基板にプラズマ処理を行う処理容器と、
前記処理容器内へマイクロ波を供給するための複数のスロット孔が設けられたスロットアンテナ板と、
前記スロット孔の開度を変化させて、スロット孔から放射されるマイクロ波の放射量を調整するマイクロ波放射量調整機構とを備える、プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記処理容器は、前記スロットアンテナ板の下方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窓を有する、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記マイクロ波放射量調整機構は、前記スロット孔の開口形状を変化させる開口形状変更手段を含む、請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記開口形状変更手段は、前記スロット孔の対向する孔壁面の一方孔壁面から他方孔壁面に向かって進出可能な開口形状変更部材を有する、請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記開口形状変更部材は、前記他方孔壁面に到達するまで進出可能である、請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記開口形状変更部材は棒状体である、請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記開口形状変更手段は、前記スロットアンテナ板の外周面から前記スロット孔まで延在する横孔をさらに有し、
前記棒状体は前記横孔内部を摺動する、請求項６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記開口形状変更部材は、一方端が前記一方孔壁面に固定され、他方端が屈曲して前記他方孔壁面に到達する側片である、請求項４または５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記側片は電気的に通電されることにより屈曲するバイメタルである、請求項８に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記開口形状変更部材は、前記スロット孔の開口形状における長手方向中央部に配置される、請求項５〜９のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記開口形状変更部材は、前記スロット孔の開口形状における長手方向複数箇所にそれぞれ配置される、請求項５〜１０のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記マイクロ波放射量調整機構は、前記スロット孔の開口面積を変化させる開口面積変更手段を含む、請求項１〜１１のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１３】
前記開口面積変更手段は、前記スロットアンテナ板上に移動可能に設けられ、その移動によって前記スロット孔の少なくとも一部を覆う遮蔽板を有する、請求項１２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】
前記遮蔽板は、前記スロット孔の対向する孔壁面の一方孔壁面から他方孔壁面に向かって進出可能である、請求項１３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１５】
前記スロットアンテナ板は、下側に配置されたスロットアンテナ下板と上側に配置されたスロットアンテナ上板とを含む２層構造であって、
前記マイクロ波放射量調整手段は、これらスロットアンテナ上板およびスロットアンテナ下板の一方を他方に対し相対回転させて、前記スロット孔の開度を変化させる、請求項１〜１４のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれかに記載のプラズマ処理装置を用いて被処理基板にプラズマ処理を多段階に実行する基板の処理方法であって、
前記スロット孔調整手段がすべての前記スロット孔の開度を変化させることなく、前記被処理基板にプラズマ処理を行う第１段階と、
前記スロット孔調整手段が複数の前記スロット孔のうち少なくとも一部のスロット孔の開度を変化させて前記被処理基板にプラズマ処理を行う第２段階とを実行する基板の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波励起プラズマを発生させるプラズマ処理装置に関し、特にスロットアンテナ板に関する。
【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】
マイクロ波励起プラズマを発生させてかかる処理方法を実現するプラズマ処理装置の一例として特開２００７−３１１６６８号公報（特許文献１）に記載のごときものが既に知られている。特許文献１に記載のプラズマ処理装置は、半導体基板などの被処理基板を収容する処理容器と、処理容器の上部を気密に封止しつつマイクロ波を透過する誘電体よりなる天板と、天板の上面に設けられてマイクロ波を前記処理容器内へ導入するための平面アンテナ部材とを備える。平面アンテナ部材は、例えば表面が銀メッキされた銅あるいはアルミ製の円板である。平面アンテナ部材の上面および下面には、上下方向に貫通するスロット孔が多数形成されている。マイクロ波は、これら多数のスロット孔を下向きに通過し、処理容器内へ到達する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３１１６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体基板処理において、基板の周縁部分と中心部分とで基板の表面に均一な膜厚を形成することが要求される。従来の平面アンテナ部材では、一定のプロセス条件（例えば、低圧条件）にて、基板処理の均一性を高めるよう調整されている。
【０００６】
このように所定条件において調節された平面アンテナ部材を用い、高圧下で基板処理を行うと、基板処理の均一性を得ることが困難であった。
【０００７】
かかる問題に対応するため、従来の基板処理ではそれぞれのプロセス条件に適した平面アンテナ部材に交換しなければならず、煩雑であった。
【０００８】
そして、処理ガスの種類、処理ガスの圧力、マイクロ波の強度等により、基板処理を均一にするための条件はそれぞれ異なる。かかる理由から、従来のプラズマ処理装置にあっては、さまざまなプロセス条件に応じたスロット孔付平面アンテナ部材が所望され、複数のプラズマ処理装置を用意していた。したがって煩雑であるばかりでなく、コストアップの原因となっていた。
【０００９】
また従来のプラズマ処理装置の組立は、組立誤差による微小なプラズマ偏り等の機差が発生しないよう、部品の管理値および組立精度を厳格に規定しなければならかった。このため、プラズマ処理装置の製造コストアップの原因となっていた。
【００１０】
本発明は、上述の実情に鑑み、水平面における１の領域ではマイクロ波の放射量を大きくするとともに他の領域ではマイクロ波の放射量を小さくすることにより、プラズマ密度の分布を任意の状態に変化することができるプラズマ分布制御が可能なプラズマ処理装置を提供することを目的とする。また、プラズマ処理装置の機差を組立後に調整することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的のため本発明によるプラズマ処理装置は、内部で被処理基板にプラズマ処理を行う処理容器と、スロット孔の開度を変化させて、スロット孔から放射されるマイクロ波の放射量を調整するマイクロ波放射量調整機構とを備える。
【００１２】
かかる本発明によれば、スロット孔の開度を変化させて、スロット孔から放射されるマイクロ波の放射量を調整するマイクロ波放射量調整機構を備えることから、スロット孔の開度を大きくすれば、スロット孔を通過して処理容器へ向かうマイクロ波が増大する。反対にスロット孔の開度を小さくすれば、スロット孔を通過して処理容器へ向かうマイクロ波が減少する。したがって、複数のスロット孔のうち任意の箇所に位置するスロット孔の開度を個々に調整することによって、処理容器内のプラズマ密度の分布を任意の状態に変化させることができる。そして、低圧から高圧までの様々なプロセス圧力における基板処理の均一性を実現することができる。
【００１３】
本発明によれば、半導体基板処理において、平面アンテナ部材を異なるものに交換することなく、基板に均一な膜圧を形成することができる。本発明によれば、マイクロ波の伝播状態（供給量）を所望の分布に調整することが可能であることから、処理ガスの種類、処理ガスの圧力、マイクロ波の強度等、さまざまなプロセス条件に対応可能である。
【００１４】
また、マイクロ波放射の様々な分布が可能となることから、プラズマ処理装置の組立誤差による微小なプラズマ偏り等の機差を、スロット孔調整手段を用いて調整することができる。
【００１５】
処理容器は様々な実施形態が可能であるが、一実施形態として処理容器は、前記スロットアンテナ板の下方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窓を有する。
【００１６】
なお、本発明でいうところの、スロット孔の開度を変化させるマイクロ波放射量調整機構とは、スロット孔の開口面積を変化させるものであってもよい。あるいは、棒状体をスロット孔に跨らせるなどして、開口面積が殆ど変化することなくスロット孔の大きさ・形状を変化させるものであってもよい。また、スロット孔の開口形状は通常、長孔であるが、本発明のスロット孔は長孔の他、スロットアンテナ板を貫通する孔であれば開口形状は特に限定されない。
【００１７】
１つの実施形態として、マイクロ波放射量調整機構は、スロット孔の開口形状を変化させる開口形状変更手段を含む。変化後の開口形状は如何なる形状であってもよい。
【００１８】
１つの実施形態として、開口形状変更手段は、スロット孔の対向する孔壁面の一方孔壁面から他方孔壁面に向かって進出可能な開口形状変更部材を有する。かかる実施形態によれば、開口形状変更部材を進出させることによりスロット孔の開口形状を変化させ、スロット孔を通過するマイクロ波の放射量を調整することができる。
【００１９】
開口形状変更部材は、一方孔壁面と他方孔壁面との間のうちの途中まで進出可能であってもよいが、好ましい実施形態として一方孔壁面から他方孔壁面に到達するまで進出可能である。かかる実施形態によれば、開口形状変更部材が開口形状に対して横切るようにスロット孔に跨ることができることから、スロット孔の開度を容易に変化させることが可能となる。本発明者は、様々な形態の開口形状変更部材を用いてスロット孔を通過するマイクロ波とプラズマ密度との関係を鋭意研究した結果、スロット孔にブリッジを架けることにより、スロット孔の開口面積を殆ど変化させることなく、スロット孔を通過するマイクロ波の放射量を効果的に減少させることに成功した。
【００２０】
開口形状変更部材は帯状体であってもよいが、好ましい実施形態として棒状体である。本発明者は、棒状体が跨ったスロット孔を通過するマイクロ波が、棒状体の太さにかかわらず、元の開口形状のスロット孔を通過するマイクロ波と比較して少ないことを見出した。したがって棒状体を細くすることによりロッドの操作が容易になって処理容器内のプラズマ密度の分布を効果的に変化させることができる。棒状体の断面形状は、円形でも、三角形でも、多角形でもよい。
【００２１】
棒状体は、その延在方向と交差する方向にスロット孔まで移動するものであってもよいが、好ましくは、その延在方向に進退動する。
【００２２】
ここで好ましくは、開口形状変更手段は、スロットアンテナ板の外周面からスロット孔まで延在する横孔をさらに有し、棒状体は横孔内部を摺動する。かかる実施形態によれば、棒状体が横孔に沿って進退動しスロット孔に跨ることができることから、棒状体を操作することによってスロット孔にブリッジを架け、スロット孔の開口面積を殆ど変化させることなく、スロット孔を通過するマイクロ波の放射量を効果的に減少させることができる。
【００２３】
本発明は一実施形態に限定されるものではないが、開口形状変更部材は、一方端がスロット孔の対向する孔壁面のうち一方孔壁面に固定され、他方端が屈曲して他方孔壁面に到達する側片であってもよい。かかる実施形態によれば、側片を屈曲させることによりスロット孔に容易にブリッジを架けることが可能となり、処理容器内のプラズマ密度の分布を効果的に変化させることができる。特にスロット孔の開口形状が長くなるほど、側片の屈曲操作が容易になる。
【００２４】
側片は外力によって屈曲されてもよいが、好ましくは、側片は電気的に通電されることにより屈曲するバイメタルである。かかる実施形態によれば、電気的に側片を屈曲させることから、プラズマ密度の分布を容易に変化させることが可能となる。したがって、プラズマ分布制御を効果的に実行することができる。
【００２５】
スロット孔の開口形状は長孔であることから、棒状体や側片など開口形状変更部材がスロット孔の開口形状における長手方向中央部に配置されるとよい。かかる実施形態によれば、棒状体または側片の一操作によりスロット孔の開度を略半分にすることができる。したがって、容易な操作によりスロット孔の開度を効果的に変化させることができる。開口形状変更部材がスロット孔を跨ぐことによって、プラズマ密度の分布を効果的に変化させることができる。
【００２６】
また、開口形状変更部材は、スロット孔の開口形状における長手方向複数箇所にそれぞれ配置されてもよい。かかる実施形態によれば、１個当たりのスロット孔を通過するプラズマ密度を多段階に調整することが可能となることから、多様なプラズマ分布制御を実現することができる。
【００２７】
本発明のマイクロ波放射量調整機構は、これまでに述べてきた開口形状変更手段のほか、スロット孔の開口面積を変化させる開口面積変更手段を含んでいてもよい。かかる実施形態によっても、スロット孔の開度を調整することができる。なお、多数のスロット孔のうちの一部には開口形状変更手段を設け、他の一部には開口面積変更手段を設けてもよい。
【００２８】
開口面積変更手段は、２枚合わせの平板の組み合わせや、スロット孔に進入可能な部材など、様々な実施形態によって実現される。例えば、開口面積変更手段はスロットアンテナ板上に移動可能に設けられ、その移動によってスロット孔の少なくとも一部を覆う遮蔽板を有する。かかる実施形態によれば、スロット孔の開口面積を連続的に調整することが可能となり、スロット孔を通過するマイクロ波の放射量を任意の目標値に調整することができる。
【００２９】
１実施形態として遮蔽板は、スロット孔の対向する孔壁面の一方孔壁面から他方孔壁面に向かって進出可能であってもよい。他の実施形態として遮蔽板は、スロット孔の開口形状における長手方向一方端から他方端に向かって進出可能であってもよい。
【００３０】
これまでに述べてきたマイクロ波放射量調整手段は、開口形状変更手段や、開口面積変更手段や、棒状体、帯状体、板状体など様々な部材で実現することができる。１実施形態としてスロットアンテナ板は、下側に配置されたスロットアンテナ下板と上側に配置されたスロットアンテナ上板とを含む２層構造であって、マイクロ波放射量調整手段は、これらスロットアンテナ上板およびスロットアンテナ下板の一方を他方に対し相対回転させて、前記スロット孔の開度を変化させる。かかる実施形態によれば、２枚合わせの円板を相対回動させて、スロット孔の開口形状ないし開口面積を上板のスロット孔と下板のスロット孔に共通する範囲に調整することができる。
【００３１】
また本発明による基板の処理方法は、上述したマイクロ波プラズマ処理装置を用いて被処理基板にプラズマ処理を多段階に実行する基板の処理方法であって、スロット孔調整手段がすべてのスロット孔の開度を小さくすることなく、被処理基板にプラズマ処理を行う第１段階と、スロット孔調整手段が複数のスロット孔のうち少なくとも一部のスロット孔の開度を小さくして被処理基板にプラズマ処理を行う第２段階とを実行する。
【００３２】
かかる本発明によれば、マルチステップ処理により、連続した処理工程で異なる膜を被処理基板上に多層形成することが可能となる。したがって、１つのプラズマ処理装置を用いて多層膜を形成することができ、処理効率が向上する。
【００３３】
本発明を用いない従来の基板処理では、基板の周縁部分の方が中心部分よりも処理が促進される（エッジファースト）プロセス条件においては、エッジファーストに対応する第１の処理を行うためのスロットアンテナ板およびプラズマ処理装置を用意しなければならなかった。また、基板の中心部分の方が周縁部分よりも処理が促進される（センターファースト）プロセス条件においては、センターファーストに対応する第２の処理を行うためのスロットアンテナ板およびプラズマ処理装置を用意しなければならなかった。このため、異なる種類のスロットアンテナ板およびプラズマ処理装置を用意しなければならず、煩雑であった。
【００３４】
本発明によれば、スロット孔調整手段を有することから、共通するスロットアンテナ板およびプラズマ処理装置によって、第１の処理と第２の処理を連続して行うことが可能となり、エッジファーストおよびセンターファーストの双方に対応することができる。したがって、第１の処理と第２の処理のプロセス条件に依存しない均一な基板処理を実現することができる。
【発明の効果】
【００３５】
このように本発明は、スロット孔の開度を変化させてスロット孔から放射されるマイクロ波の放射量を調整するマイクロ波放射量調整機構を有することから、１個当たりのスロット孔を通過するマイクロ波を調整することが可能となる。したがって各スロット孔の開度を個々に調整することによって、誘電体窓直下における自由自在なプラズマ密度の分布を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本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スロットアンテナ板の全体平面図である。
【図３】図２に示すスロットアンテナ板を模式的に示す平面図である。
【図４】図２に示すスロットアンテナ板を模式的に示す縦断面図である。
【図５】図２に示すスロットアンテナ板に形成された多数のスロット孔にブリッジを架けた状態を示すスロットアンテナ板の全体平面図である。
【図６】図５に示すスロットアンテナ板を模式的に示す平面図である。
【図７】図５に示すスロットアンテナ板を模式的に示す縦断面図である。
【図８】図２に示すスロットアンテナ板につき、すべてのスロット孔にブリッジを架けない状態を示す平面図である。
【図９】図８に示す状態における誘電体窓直下の電界を示す平面図である。
【図１０】図２に示すスロットアンテナ板につき、最も外径側に位置するスロット孔のすべてと、２番目に外径側に位置するスロット孔のすべてにブリッジを架けた状態を示す平面図である。
【図１１】図１０に示す状態における誘電体窓直下の電界を示す平面図である。
【図１２】図２に示すスロットアンテナ板につき、周方向所定間隔のスロット孔にブリッジを架けた状態を示す平面図である。
【図１３】図１２に示す状態における誘電体窓直下の電界を示す平面図である。
【図１４】図２に示すスロットアンテナ板につき、周方向所定間隔のスロット孔にブリッジを架けた状態を示す平面図である。
【図１５】図１４に示す状態における誘電体窓直下の電界を示す平面図である。
【図１６】図２に示すスロットアンテナ板につき、周方向で隣り合う一連のスロット孔にブリッジを架け、周方向所定間隔のスロット孔にブリッジを架けない状態を示す平面図である。
【図１７】図１６に示す状態における誘電体窓直下の電界を示す平面図である。
【図１８】図２に示すスロットアンテナ板につき、周方向で隣り合う一連のスロット孔にブリッジを架け、周方向所定間隔のスロット孔にブリッジを架けない状態を示す平面図である。
【図１９】図１８に示す状態における誘電体窓直下の電界を示す平面図である。
【図２０】図２に示すスロットアンテナ板において、電界が左上に偏った状態を模式的に示す平面図である。
【図２１】図２に示すスロットアンテナ板を模式的に示す縦断面図であり、図２０に対応する。
【図２２】ブリッジを架けることによって図２０に示す電界が中心に調整された状態を模式的に示す平面図である。
【図２３】図２２に対応する縦断面図である。
【図２４】本発明の他の実施形態に係るスロット孔を模式的に示す平面図である。
【図２５】本発明の他の実施形態に係るスロット孔に設けられた側片を取り出して示す図である。
【図２６】本発明の他の実施形態に係るスロットアンテナ板の全体平面図である。
【図２７】図２６に示すスロットアンテナ板においてスロット孔の開口面積を変化させた状態を示す全体平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。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。プラズマ処理装置１１は、処理容器１２と、処理容器１２に付設されたガス供給部１３と、処理容器１２の内部に配置された保持台１４と、処理容器１２へ供給するマイクロ波の供給源であるマイクロ波発生器１５と、処理容器１２の上端開口を封止する誘電体窓１６と、誘電体窓１６の上面に固定されたスロットアンテナ板１８と、スロットアンテナ板１８の上面に固定された誘電体板３４と、誘電体板３４の上面に固定された冷却板３８と、発生器１５とスロットアンテナ板１８とを接続するマイクロ波供給手段２２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。
【００３８】
上述したプラズマ処理装置１１の主要構成部材を概略説明すると、処理容器１２は、その内部で被処理基板Ｗにプラズマ処理を行う。また処理容器１２は、保持台１４の下方側に位置する底部２７ａと、底部２７ａの外周部から上方向に延びる側壁２７ｂとを含む。側壁２７ｂは、円筒状である。処理容器１２の底部２７ａの径方向中央側には、排気用の排気孔２８が設けられている。処理容器１２の上部側は開口しているが、処理容器１２の上部側に配置される誘電体窓１６、および誘電体窓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２９によって、処理容器１２の上端部は封止されている。
【００３９】
ガス供給部１３は、側壁２７ｂの一部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。
【００４０】
保持台１４は、処理容器１２内に配置されて上側の表面で被処理基板Ｗを保持する。
【００４１】
マイクロ波発生器１５は、図１中の一点鎖線で示され、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は、水平方向に延びる導波管３０およびモード変換器３１を介して、上下方向に延びる同軸導波管２１の上端と連結する。同軸導波管２１、導波管３０、およびモード変換器３１は、マイクロ波供給手段２２を構成し、処理容器１２内部へマイクロ波を供給する。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３０を通り、モード変換器３１によりＴＥＭモードへ変換され、同軸導波管２１を伝播する。
【００４２】
同軸導波管２１は、径方向中央に設けられる中心導体２０と、中心導体２０の径方向外側に設けられる外周導体３２とを含む。中心導体２０の軸線と外周導体３２の軸線とは一致するよう組立固定される。中心導体２０の上端部は、モード変換器３１の天井区画壁に接続されている。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。なお、導波管３０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。同軸導波管２１の下端部は、冷却板３８を貫通し、誘電体板３４およびスロットアンテナ板１８と接続する。これら、冷却板３８、誘電体板３４、およびスロットアンテナ板１８については後述する。
【００４３】
図示しない制御部は、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。
【００４４】
誘電体窓１６は、処理容器１２の開口を覆うように配置されて処理容器１２を密封する天板であるとともに、マイクロ波の透過する材料で形成されてマイクロ波を下方の処理容器１２内へ放射する。誘電体窓１６は、誘電体で構成されている。誘電体窓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。
【００４５】
スロットアンテナ板１８は誘電体窓１６の上方側に配置される。スロットアンテナ板１８には、複数のスロット孔１７が平面内に多数設けられており、マイクロ波を誘電体窓１６に放射する。スロットアンテナ板１８は、具体的には、導電体で構成された板材、または非導電体製の板材に導電体薄膜を被覆したものが用いられる。スロットアンテナ板１８の板厚としては、後述するロッドが水平方向にスロットアンテナ板１８を貫通するために十分な寸法を有する。具体的には５〜３０ｍｍ程度のものが用いられる。また、板材に薄膜を被覆する場合、薄膜の厚みを０．００１〜０．０１ｍｍ程度とする。
【００４６】
さらにプラズマ処理装置１１は、同軸導波管２１によって導入されたマイクロ波を伝播する誘電体板３４を備える。誘電体板３４は、平らな円板状であって、スロットアンテナ板１８の上方側に配置される。マイクロ波発生器１５により発生させたマイクロ波は、同軸導波管２１を通って誘電体板３４中を伝播し、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から誘電体窓１６に放射される。誘電体窓１６を透過したマイクロ波は、誘電体窓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。
【００４７】
さらにプラズマ処理装置１１は、誘電体板３４の上方側に配置され、複数の冷却路３７が設けられた冷却板３８と、側壁２７ｂの開口側になる上方端部の上方側に隣接配置され、誘電体窓１６の外周縁を上方側から下方へ押さえる誘電体窓押さえリング３５と、誘電体窓押さえリング３５の上方側に隣接配置され、下から上に向かって順次積層されたスロットアンテナ板１８、誘電体板３４、および冷却板３８を、上方側から下方へ押さえるアンテナ押さえ３６と、アンテナ押さえ３６と冷却板３８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３９と、中心導体２０の下端中心をスロットアンテナ板１８の中心に固定する中心固定板４１を備える。
【００４８】
なお、誘電体窓１６の上面２３のうち径方向の中央には、誘電体窓１６の板厚を減ずるように上面２３から凹んだ受け入れ凹部４２が設けられている。受け入れ凹部４２は、小径の中心固定板４１を受け入れる。また、冷却板３８の外周部分には、下方に向かって突出するリング状の誘電体板位置決め部４３が設けられている。大径の誘電体板３４および大径のスロットアンテナ板１８は、それらの外周を誘電体板位置決め部４３に包囲されて、径方向に位置決めされる。
【００４９】
誘電体窓１６および導電体製のスロットアンテナ板１８はそれぞれ、円板状である。誘電体窓１６の上方側の上面２３は平面であり、スロットアンテナ板１８の下方側の下面２４も平面であり、これら上面２３と下面２４とが接触するように設けられている。また、誘電体窓１６の上面２３の中心と、スロットアンテナ板１８の下面２４の中心と、同軸導波管２１と軸線とが一致するように配置される。
【００５０】
図２はプラズマ処理装置１１に備えられるスロットアンテナ板１８の全体平面図である。スロットアンテナ板１８は、後述するロッドを挿通するために充分な厚みを有する板状部材であって、板厚が均一であり上面および下面２４とも平坦である。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の開口形状は、互いに対向する２本の長辺を有する細長い長孔である。そして、２つの矩形状の長孔が一対となって、略ハの字状となるように配置されている。
【００５１】
具体的には、対のなす一方のスロット孔１７が、スロットアンテナ板１８の半径方向内側に配置され、対のなす他方のスロット孔１７が、スロットアンテナ板１８の半径方向外側に配置される。さらに、対のなす一方（半径方向内側）のスロット孔１７の長孔形状のうち半径方向外側端と、対のなす他方（半径方向外側）のスロット孔１７の長孔形状のうち半径方向内側端とが近づくように、かつ、対のなす一方のスロット孔１７の長孔形状のうち半径方向内側端と、対のなす他方のスロット孔１７の長孔形状のうち半径方向外側端とが遠ざかるように配置される。これにより、一対のスロット孔１７,１７は略ハの字状に配置される。
【００５２】
また、対のなす一方のスロット孔１７の長孔形状は、半径方向に対し略＋４５度の角度で延在し、対のなす他方のスロット孔１７の長孔形状は、半径方向に対し略＋１３５度の角度で延在し、互いに略９０度となるよう延在する。
【００５３】
多数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３３ａと、外周側に配置される外周側スロット孔群３３ｂとに大別される。
【００５４】
内周側スロット孔群３３ａは、半径方向内側の領域に設けられた１４個７対のスロット孔１７である。対をなす内周側スロット孔群３３ａの一方は、最内径側にあって周方向等間隔に配設された７個のスロット孔群３３ａｉである。対の他方は、スロット孔群３３ａｉよりも外径側にあって周方向等間隔に配設された７個のスロット孔群３３ａｏである。
【００５５】
外周側スロット孔群３３ｂは、半径方向外側の領域に設けられた５６個２８対のスロット孔１７である。対をなす外周側スロット孔群３３ｂの一方は、最外径側にあって周方向等間隔に配設された２８個のスロット孔群３３ｂｏである。対の他方は、スロット孔群３３ｂｏよりも内径側にあって周方向等間隔に配設された２８個のスロット孔群３３ｂｉである。
【００５６】
換言するとスロット孔１７は、スロットアンテナ板１８の中心１９を基準として回転対称性を有するように設けられている。図２に示すスロットアンテナ板１８においては、内周側スロット孔群３３ａには７対のスロット孔１７が設けられており、外周側スロット孔群３３ｂには２８対のスロット孔１７が設けられているため、７回の回転対称性を有する。すなわち、中心１９を中心としてスロットアンテナ板１８を５１．４３度回転させて場合において、スロットアンテナ板１８の回転前の形状と回転後の形状、具体的には、スロットアンテナ板１８に設けられたスロット孔１７の配置パターンが同じである。
【００５７】
図３は、図２に示すスロットアンテナ板を模式的に示す平面図である。図４は、このスロットアンテナ板の縦断面図である。なお理解を容易にするため図３および図４では、多数設けられたスロット孔１７のうちの一部を表示している。スロットアンテナ板１８には、径方向に延びて、スロット孔群３３ｂｏのそれぞれと交差する横孔５１が形成される。横孔５１は、スロットアンテナ板１８の外周縁から半径方向かつ水平な下面２４と平行に延びている。また横孔５１は、スロットアンテナ板１８の板厚方向中央部に形成される。横孔５１には径方向外側からロッド５２を挿入することができる。
【００５８】
図５は、図１に示すプラズマ処理装置１１に備えられるスロットアンテナ板１８の全体平面図であって、スロットアンテナ板１８に形成されたスロット孔１７にブリッジを架けた状態を示す。横孔５１にロッド５２を挿入し、ロッド５２を径方向内方へ向けて奥まで進めると、ロッド５２がスロット孔１７の開口形状長手方向中央部に跨る。この状態がブリッジを架けた状態である。これにより、スロット孔１７の開口形状が２分割される。
【００５９】
ここで付言すると、スロット孔１７にブリッジを架けることにより、スロット孔１７を通過するマイクロ波の強度が小さくなる。発明者は、スロット孔１７の開口形状と比較して細めのロッドおよび太めのロッドをそれぞれ用意し、ロッドをスロット孔１７に跨らせたところ、ロッドの太さにかかわらず、スロット孔１７を通過するマイクロ波の強度が小さくなることがわかった。この結果、ブリッジを架けることによって、スロット孔１７の開口面積を小さくするよりも効果的に、マイクロ波の強度を小さくすることができることがわかった。
【００６０】
ここで付言すると、１個のスロット孔１７につきロッドを２本跨らせて３分割することにより、スロット孔１７を通過するマイクロ波の強度がさらに小さくできることがわかった。したがって、開口形状が長孔であるスロット孔１７において、長孔の長手方向に所定間隔をあけてロッドを複数跨らせることにより、スロット孔１７の開口形状を多段階に変化させることが可能になる。このように、１個のスロット孔１７につき複数のロッドおよび横孔を設ける構造によれば、スロット孔１７を２分割ないし複数分割することが可能となり、１個当たりのスロット孔１７を通過するプラズマ密度を多段階に調整することが可能となる。この結果、多様なプラズマ分布制御を実現することができる。
【００６１】
図６は、ブリッジを架けた状態になるスロットアンテナ板を模式的に示す平面図である。図７は、図６に対応する縦断面図である。なお理解を容易にするため図６および図７では、多数設けられたスロット孔１７のうちの一部を表示している。ロッド５２は金属などの導電体製の棒状体であり、断面円形の丸棒であるが、断面形状は特に限定されず、四角形や多角形であってもよい。かかるロッド５２を、径方向外側から横孔５１に挿入し、図７に矢で示すように径方向内方に向かうよう奥まで進めると、ロッド５２はスロット孔群３３ｂｏに属するスロット孔１７に跨る。これにより、スロット孔１７にブリッジが架けられる。
【００６２】
ロッド５２は横孔５１に沿って、半径方向に進退動可能である。スロット孔１７の開度を変化させるこれら横孔５１およびロッド５２は、スロット孔の開度を変化させてスロット孔１７から放射されるマイクロ波の放射量を調整するマイクロ波放射量調整機構を構成する。なお、図示はしなかったが、スロット孔調整手段は、ロッド５２を進退動させる駆動機構を有してもよい。
【００６３】
外周側スロット孔群３３ｂのすべてが元の状態に開放されていてスロット孔１７の開度が小さくなるよう調整されていない図３の状態では、一点鎖線で表された２つの同心円の間の領域Ａで、誘電体窓１６に放射されるマイクロ波の強度が最も大きくなる。領域Ａは後述する領域Ｂよりも外径側に位置することから、被処理基板Ｗの周縁部分の方が中心部分よりも処理が促進される（エッジファースト）。
【００６４】
これに対し、スロット孔群３３ｂｏに属するすべてのスロット孔１７の開度を小さく調整した図６の状態では、スロット孔群３３ｂｏを通過するマイクロ波の量が低減することから、一点鎖線で表された２つの同心円の間の領域Ｂで、誘電体窓１６に放射されるマイクロ波の強度が最も大きくなる。領域Ｂは前述した領域Ａよりも内径側に位置することから、被処理基板Ｗの中心部分の方が周縁部分よりも処理が促進される（センターファースト）。上述したエッジファーストと比較して、センターファーストでは誘電体窓１６の中心部分直下のプラズマ密度が増加している。
【００６５】
そして、スロット孔群３３ｂｏに属するスロット孔１７のうち、周方向所定間隔毎のスロット孔１７にブリッジを架けることにより、マイクロ波の強度が最も大きい環状領域を、領域Ａと領域Ｂとの間にすることができる。かくして、ロッド５２を横孔５１に抜き差ししてブリッジを架けるスロット孔１７の位置および数量を適宜調整することによって、マイクロ波の強度を連続的に変化させることができる。
【００６６】
図２に示すスロットアンテナ板１８では、ブリッジを架けるスロット孔１７の数量および位置を任意に変化させることが可能である。そこで幾つかの代表的な実施例につき、誘電体窓１６の直下に生成される電界強度分布を以下に示す。
【００６７】
図８は、図２に示すスロットアンテナ板につき、すべてのスロット孔にブリッジを架けない状態を示す平面図である。図９は、図８に示す状態における誘電体窓直下の電界を示す平面図である。すべてのスロット孔１７の開度が小さくされていない図８に示すスロットアンテナ板１８では、図９に示すように、曲線で囲繞して示す範囲で電界強度が最も大きくなる。かかる図９に示す強電界範囲は後述する図１１よりも径方向外側位置にある。この理由は図３および図６に沿って前述したとおりであり、図８ではマイクロ波が径方向外側に位置するスロット孔群３３ｂｏを通過するからである。
【００６８】
図１０は、図２に示すスロットアンテナ板につき、最も外径側に位置するスロット孔のすべてと、２番目に外径側に位置するスロット孔のすべてにブリッジを架けた状態を示す平面図である。図１１は、図１０に示す状態における誘電体窓直下の電界を示す平面図である。図１０に示すスロットアンテナ板１８では、外周側スロット孔群３３ｂに属するすべてのスロット孔１７にロッド５２を跨らせたことから、図１１に示すように、曲線で囲繞して示す範囲において電界強度が最も大きくなる。図１１に示す強電界範囲の位置は図９よりも径方向内側位置である。この理由は図３および図６に沿って前述したとおりであり、図１０ではマイクロ波が径方向内側に位置する内周側スロット孔群３３ａを通過するからである。したがって本実施形態によれば、強電界範囲の径方向位置を内径方向へ移動させることができる。
【００６９】
図１２は、図２に示すスロットアンテナ板につき、周方向所定間隔のスロット孔にブリッジを架けた状態を示す平面図であり、図１３は、図１２に示す状態における誘電体窓直下の電界を示す平面図である。図１２に示すスロットアンテナ板１８では、外周側スロット孔群３３ｂに属するスロット孔１７のうち、内周側スロット孔群３３ａと隣り合う周方向４個目毎のスロット孔１７にロッド５２を跨らせる。この結果、図１３に示すように、曲線で囲繞して示す位置において電界強度が最も大きくなる。図１３に示す強電界範囲の径方向位置は図９と略等しい。ただし、図１３に示す強電界範囲の面積は図９よりも小さい。したがって本実施形態によれば、強電界範囲の面積を小さくすることができる。
【００７０】
図１４は、図２に示すスロットアンテナ板につき、周方向所定間隔のスロット孔にブリッジを架けた状態を示す平面図であり、図１５は、図１４に示す状態における誘電体窓直下の電界を示す平面図である。図１４に示すスロットアンテナ板１８では、外周側スロット孔群３３ｂに属するスロット孔１７のうち、内周側スロット孔群３３ａから遠い周方向位置にある周方向４個目毎のスロット孔１７にロッド５２を跨らせる。この結果、図１５に示すように、曲線で囲繞して示す位置において電界強度が最も大きくなる。図１５に示す強電界範囲の径方向位置は図９と略等しい。ただし、図１５に示す強電界範囲の面積は図９よりも大きく、かつ、電界強度が弱くなっている。したがって本実施形態によれば、プラズマ密度の分布を従来のものと異ならせることができる。
【００７１】
図１６は、図２に示すスロットアンテナ板につき、周方向で隣り合う一連のスロット孔にブリッジを架け、周方向所定間隔のスロット孔にブリッジを架けない状態を示す平面図であり、図１７は、図１６に示す状態における誘電体窓直下の電界を示す平面図である。図１６に示すスロットアンテナ板１８では、スロット孔群３３ｂｏに属するスロット孔１７のうち、内周側スロット孔群３３ａに近い周方向位置にある周方向４個目毎のスロット孔１７にはブリッジを架けず、残りの３個の連続したスロット孔にロッド５２を跨らせる。この結果、図１７に示すように、曲線で囲繞して示す位置において電界強度が最も大きくなる。図１７に示す強電界範囲の径方向位置は図９と略等しい。ただし、図１７に示す強電界範囲の面積は図９よりも大きく、かつ、電界強度が強くなっている。したがって本実施形態によれば、プラズマ密度の分布を従来のものと異ならせることができる。
【００７２】
図１８は、図２に示すスロットアンテナ板につき、周方向で隣り合う一連のスロット孔にブリッジを架け、周方向所定間隔のスロット孔にブリッジを架けない状態を示す平面図であり、図１９は、図１６に示す状態における誘電体窓直下の電界を示す平面図である。図１８に示すスロットアンテナ板１８では、外周側スロット孔群３３ｂに属するスロット孔１７のうち、スロット孔群３３ａから遠い周方向位置にある周方向４個目毎のスロット孔１７にはブリッジを架けず、残りの３個の連続したスロット孔にロッド５２を跨らせる。この結果、図１９に示すように、曲線で囲繞して示す位置において電界強度が最も大きくなる。
【００７３】
図１９に示す強電界範囲の位置は図９よりも径方向内側位置である。この理由は図３および図６に沿って前述したとおりであり、マイクロ波が径方向内側に位置するスロット孔群３３ａを通過するからである。したがって本実施形態によれば、強電界範囲の径方向位置を内径方向へ移動させることができる。
【００７４】
また、図１９に示す強電界範囲の面積は図９よりも小さい。したがって本実施形態によれば、強電界範囲の面積を小さくすることができる。
【００７５】
これまでの説明から明らかなように、従来のプラズマ処理装置では、図９に示す電界強度分布に応じたプラズマ密度の分布が誘電体窓の直下で生じていた。かかるプラズマ密度の調整は、マイクロ波発生器１５から供給するマイクロ波の強度を増減するのみであった。
【００７６】
これに対し、本実施形態のプラズマ処理装置１１では、図９に示す電界強度分布の他、図１１、図１３、図１５、図１７、および図１９に示す様々な電界強度分布に応じた分布のプラズマ密度を生成することができる。
【００７７】
したがって本実施形態によれば、プラズマ密度の分布を径方向位置において種々異ならせるよう自在に制御することができる。例えば、内径側のプラズマ密度を強くし、外径側のプラズマ密度を弱くすることができる。あるいは、内径側のプラズマ密度を弱くし、外径側のプラズマ密度を強くすることができる。あるいは、径方向および周方向の局所的な位置でプラズマ密度を強くし、他の位置でプラズマ密度を弱くすることができる。
【００７８】
本実施形態のプラズマ処理装置１１を用いた基板処理では、異なるプロセス条件が連続する場合であっても、基板に均一な膜圧を生成することができる。まず、エッジファーストとなるプロセス条件では、例えば前述した図１０および図１１に示す第１の処理を行い、強電界範囲の径方向位置を内径方向へ移動させてエッジファーストに対応する。次に、センターファーストとなるプロセス条件では、例えば前述した図８および図９に示す第２の処理を行い、強電界範囲の径方向位置を外径方向へ移動させてセンターファーストに対応する。
【００７９】
したがって本実施形態によれば、共通するスロットアンテナ板１８およびプラズマ処理装置１１によって、第１の処理と第２の処理を連続して行うことが可能となり、エッジファーストおよびセンターファーストの双方に対応することができる。したがって、第１の処理と第２の処理のプロセス条件に依存しない均一な基板処理を実現することができる。本実施形態によれば、半導体基板処理において、連続する異なるプロセス条件に対応することが可能であり、平面アンテナ部材を異なるものに交換することなく、基板に均一な膜圧を形成することができる。
【００８０】
本実施形態によれば、ブリッジを架けるスロット孔１７の配置を適宜選択することによって、プラズマ密度の分布を任意の状態に変化することができるプラズマ分布制御が可能となる。
【００８１】
これまで、代表的なプラズマ分布制御の例を図８〜図１９に沿って説明したが、本実施形態によれば上述した代表例の他にも、ブリッジを架けるスロット孔１７を内周側スロット孔群３３ａおよび外周側スロット孔群３３ｂから多種多様に選択することが可能である。ブリッジを架けるスロット孔１７の配置を変化させることにより、多種多様なプラズマ分布制御が可能である。
【００８２】
また本実施形態によれば、処理容器内のプラズマ密度が何らかの原因により不均一になった場合に、処理容器内のプラズマ密度を均一にするための微調整ができる。何らかの原因、例えば同軸導波管２１において中心導体２０の軸線と外周導体３２の軸線とが不一致になった場合、誘電体窓１６の中心に対してプラズマ密度の分布が回転対称ではなく不均一となる。
【００８３】
図２０は、図２に示すスロットアンテナ板において、プラズマ処理装置１１の機差等なんらかの原因により電界が例えば左上に偏った状態を模式的に示す平面図である。図２１は、図２０に対応する模式的な縦断面図である。図２０では、一点鎖線で表された大小２つの円に囲まれた環状領域Ｃで、マイクロ波の強度が最も大きくなる。この環状領域Ｃは、不所望な原因により左上に偏っている。このため、プラズマ密度の分布が不均一となり、被処理基板Ｗのプラズマ処理において不都合が生じる。
【００８４】
そこで本実施形態では、左上に位置するスロット孔１７のみにロッド５２を跨らせる。図２２は、図２に示すスロットアンテナ板につき左上に位置するスロット孔１７のみにロッド５２を跨らせた状態を示す平面図である。図２３は、図２２に対応する縦断面図である。図２３に矢で示すように左上のスロット孔１７のみにロッド５２を差し込むと、左上のスロット孔１７を通過するマイクロ波の強度が弱くなり、マイクロ波の強度が大きい領域は図２２に示すようにＡに調整される。図２２に示す領域Ａは、図３に示す領域Ａと等しく、領域Ａの中心は誘電体窓１６の中心と一致する。したがって本実施形態によれば、処理容器１２内のプラズマ密度を回転対称にするための微調整ができる。
【００８５】
ここで付言すると、ロッド５２を跨らせる左上のスロット孔１７の個数は、領域Ｃのずれの大きさに応じて選択すれば良い。ずれの距離が大きければ、ロッド５２を跨らせるスロット孔１７の個数を多くするとよい。反対に、ずれの距離が小さければ、ロッド５２を跨らせるスロット孔１７の個数を少なくするとよい。
【００８６】
かくして本実施形態によれば、プラズマ密度の微調整が可能であり、処理容器内のプラズマ密度を回転対称にするための微調整ができる。例えば、処理容器内のプラズマ密度が工場からの出荷時に不均一であったり、経年使用により、あるいは何らかの原因により不均一になったりする場合に、プラズマ密度の分布ずれを調整することができる。したがって、プラズマ処理装置の組立誤差による微小なプラズマ偏り等の機差を、出荷前最終調整において吸収することができ、プラズマ処理装置の安定性向上に資する。また、プラズマ処理装置の部品の管理値を従来よりも下げることが可能となり、製造コストが改善する。
【００８７】
また本実施形態によれば、プラズマ密度の分布を均一にすることができるのみならず、積極的に不均一にすることができ、任意の箇所でプラズマ密度が異なるようプラズマ密度の分布を調整することができる。かかる機能を有するプラズマ処理装置であれば、被処理基板の表面に酸化シリコン膜を形成する工程において、膜厚を任意の場所で異なるよう形成することが可能となる。一方で、従来のプラズマ処理装置では、平面アンテナ部材の中心と接続するマイクロ波発生源の出力を増減することにより、処理容器の内部全体のプラズマ密度を増減することは可能であっても、処理容器内部の局所的なプラズマ密度を任意に変化させることができなかった。したがって本実施形態は将来、半導体基板の製造分野などにおいて、基板表面のシリコン膜の膜厚が複雑に異なるよう形成するなど様々な利用が期待される。
【００８８】
次に本発明の他の実施形態を説明する。図２４は本発明の他の実施形態に係るスロット孔を模式的に示す平面図である。図２５は本発明の他の実施形態に係るスロット孔に設けられた側片を取り出して模式的に示す図である。他の実施形態につき、図６および図７に示す実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。他の実施形態では、スロット孔１７の側部に、スロット孔１７を横断する方向に屈曲しスロット孔１７に跨ることができる側片６１が設けられる。側片６１は、スロット孔１７の開度を変化させるスロット孔調整手段として機能する。
【００８９】
スロット孔１７の孔壁は、長手方向に延び互いに平行な側部孔壁１７ｌと側部孔壁１７ｒとを有する。側片６１は、長孔であるスロット孔１７の延在方向と同じ方向に延び、スロット孔の貫通方向に幅を有する帯状体であり、長手方向一方端が固定部６２を介してスロット孔１７の側部孔壁１７ｌに固定されることにより、片持ち支持される。そして、長手方向他方端が自由端６１ｔとなる。自由端６１ｔは、図２４に破線および実線で示すように、側部孔壁１７ｌと側部孔壁１７ｒとの間を移動可能である。
【００９０】
すなわち側片６１は、長手方向一方端（固定部６２）を基端として屈曲可能である。したがって側片６１がスロット孔１７を跨らない状態では、図２４に破線で示すように、スロット孔１７の一方の側部孔壁１７ｌに位置する。
【００９１】
側片６１は、２枚の薄板６１ａ,６１ｂを貼着した２層のバイメタルである。側片６１の長手方向一方端には固定部６２を介して電気導線６３が接続されている。側片６１が通電されると温度上昇する。薄板６１ａと薄板６１ｂとは線膨張係数が異なることから、温度上昇に伴って、側片６１は図２５に矢の向きに示すように屈曲する。これにより、通電時には側片６１が屈曲して自由端６１ｔが他方の側部孔壁１７ｌに接触し、スロット孔１７にブリッジを架ける。
【００９２】
具体例として薄板６１ａはポリイミドなどの耐熱樹脂であり、薄板６１ｂはアルミニウムである。そして薄板６１ａの線膨張係数が薄板６１ｂの線膨張係数よりも大きい。これにより側片６１は、温度上昇に伴い、薄板６１ｂの側に向かって屈曲する。
【００９３】
かかる他の実施形態によれば、通電の有無によってスロット孔１７にブリッジを架けたり、元の状態に戻したりすることができることから、操作が容易であり、プラズマ分布制御が容易になる。なお、側片６１は、機械的に屈曲可能であってもよい。
【００９４】
以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、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。
【００９５】
スロット孔１７の開口形状を変化させる開口形状変更手段の開口形状変更部材として、これまでロッド５２および側片６１を説明したが、開口形状変更部材はその他の部材であってもよい。開口形状変更部材は、スロット孔の対向する孔壁面のうち、一方孔壁面から他方孔壁面に向かって突出するものであっても、他方孔壁面に到達しないものでなくてもよい。かかる開口形状変更部材はスロット孔に跨らないことから、スロット孔を通過するマイクロ波放射量の微調整が可能である。
【００９６】
またマイクロ波の放射量を調整するマイクロ波放射量調整機構として、これまで説明した開口形状変更手段としてのロッド５２および側片６１の他、開口面積を変更する手段を含んでいてもよい。図２６は、本発明の他の実施形態に係るスロットアンテナ板の全体平面図である。図２６の実施形態は、前述した図２と同様のスロット孔配列を有するスロットアンテナ板を２枚用意し、上板および下板からなる上下２枚組として重ね合わせた２枚合わせの平板の組み合わせである。２層構造である上板の円板と下板の円板は中心が一致し、上板は下板に対して相対回動可能である。そして、上板のスロット孔と下板のスロット孔との重なり面積を調整することにより、スロット孔の開口面積を変更することが可能である。
【００９７】
上板のスロット孔の全部と下板のスロット孔の全部が完全に一致して重なる場合、図２６に示すようにスロット孔３３ａ，３３ｂの開口面積が最大になる。図２６に示す完全一致状態から、下板に対して上板を僅かに相対回転させると、上板のスロット孔の一部分と下板のスロット孔の一部分が重なり、図２７に示すようにスロット孔３３ａ，３３ｂの開口面積が小さくなる部分一致状態になる。かかる開口面積変更手段は、スロット孔３３ａ，３３ｂの一部ないし全部を覆うことにより、スロット孔３３ａ，３３ｂを通過するマイクロ波の放射量を連続的に調整することができる。
【００９８】
つまり上板は、下板のスロット孔の少なくとも一部を覆う遮蔽板として、下板の上を回転移動する。なお図には示さなかったが、上板の形状を下板の形状と異ならせ、スロット孔１７の開度を調整することも可能である。この場合、遮蔽板としての上板は、スロット孔１７の対向する孔壁面の一方孔壁面から他方孔壁面に向かって進出可能である。
【００９９】
本発明によれば、任意の場所(点)においてプラズマ密度分布を微調整することが可能となる。
【０１００】
また本発明を、例えばガス供給部の改善のような、他の基板処理を均一にするための技術と組み合わせて利用することも可能である。
【０１０１】
また本発明を、ＥＣＲプラズマや表面波プラズマ等のマイクロ波を処理容器内に導入し基板処理を行う装置にも適用することが可能である。また、被処理基板は、半導体基板に限られず、ガラス基板やプラスチック基板であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
この発明になるプラズマ処理装置は、半導体製造装置において有利に利用される。
【符号の説明】
【０１０３】
１１  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  誘電体窓、１７  スロット孔、１８  スロットアンテナ板、１９  中心、２０  中心導体、２１  同軸導波管、２２  マイクロ波供給手段、２７ａ  底部、２７ｂ  側壁、２８  排気孔、２９  Ｏリング、３０  導波管、３１  モード変換器、３２  外周導体、３３ａ  内周側スロット孔群、３３ａｉ  内径側に位置する内周側スロット孔群、３３ａｏ  外径側に位置する内周側スロット孔群、３３ｂ  外周側スロット孔群、３３ｂｉ  内径側に位置する外周側スロット孔群、３３ｂｏ  外径側に位置する外周側スロット孔群、３４  誘電体板、３５  誘電体窓押さえリング、３６  アンテナ押さえ、３７  冷却路、３８  冷却板、３９  電磁遮蔽弾力体、４１  中心固定板、４２  受け入れ凹部、４３  誘電体板位置決め部、５１  横孔、５２  ロッド、６１  側片、６３  電気導線。
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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