(57)【要約】      （修正有）【課題】プラズマ面内均一性を改善可能なプラズマ発生ユニット及びこれを用いたプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】このプラズマ処理装置用のプラズマ発生ユニットは、誘電体窓１６と、誘電体窓１６上に設けられたスロット板２０と、マイクロ波を伝播させるため、スロット板２０に電気的に接続された同軸導波管、を備え、同軸導波管は、内側導体３１と、内側導体３１を囲む外側導体３２とを備え、プラズマ発生ユニットは、内側導体３１をスロット板方向に弾性的に押圧する押圧部品を更に備えている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理装置用のプラズマ発生ユニットにおいて、
誘電体窓と、
前記誘電体窓上に設けられたスロット板と、
マイクロ波を伝播させるため、前記スロット板に電気的に接続された同軸導波管と、
を備え、
前記同軸導波管は、
内側導体と、
前記内側導体を囲む外側導体と、
を備え、
前記プラズマ発生ユニットは、前記内側導体を前記スロット板方向に弾性的に押圧する押圧部品を更に備えるプラズマ発生ユニット。
【請求項２】
前記内側導体と、前記スロット板との間に介在するスプリングを更に備える請求項１に記載のプラズマ発生ユニット。
【請求項３】
前記スロット板上に配置された遅波板ガイドリングと、
前記遅波板ガイドリングの内側面で位置規制されるように配置された遅波板と、
前記遅波板上に設けられた温度調節ジャケットと、
を備える請求項１又は２に記載のプラズマ発生ユニット。
【請求項４】
前記スロット板に設けられた位置決め孔を通り、前記誘電体窓と前記遅波板ガイドリングとの間に設けられた第１位置固定ピンと、
前記温度調節ジャケットと前記遅波板ガイドリングとの間に設けられた第２位置固定ピンと、
を備える請求項３に記載のプラズマ発生ユニット。
【請求項５】
前記外側導体に固定されたフランジ部品を更に備え、
前記フランジ部品は、前記温度調節ジャケットにおける貫通孔の内側面に係合し、前記貫通孔内に前記外側導体が位置する請求項３に記載のプラズマ発生ユニット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のプラズマ発生ユニットを処理容器に設けてな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、誘電体窓上のスロット板にマイクロ波を照射して誘電体窓下にプラズマを発生させるプラズマ発生ユニット及びこれを用いたプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種の分野において、プラズマ処理装置が用いられている。特許文献１に記載のプラズマ処理装置は、プラズマソースの一つとして、ラジアルラインスロットアンテナ（Ｒａｄｉａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｓｌｏｔ  Ａｎｔｅｎｎａ）を使用したプラズマエッチング装置であり、基板表面処理量の面内均一性を高めることができる優れた装置である。ラジアルラインスロットアンテナを使用したプラズマエッチング装置では、処理容器の誘電体窓の上に多数のスロットを有するスロットアンテナが設置される。スロットアンテナの多数のスロットから放射されたマイクロ波は、誘電体窓を介して処理容器の処理空間に導入される。処理ガスはマイクロ波のエネルギーによってプラズマ化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】２０１３−０１６４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、プラズマの面内均一性を更に改善する手法が期待されている。本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、プラズマ面内均一性を改善可能なプラズマ発生ユニット及びこれを用いたプラズマ処理装置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】
【０００５】
上述の課題を解決するため、第１の態様に係るプラズマ処理装置用のプラズマ発生ユニットは、誘電体窓と、前記誘電体窓上に設けられたスロット板と、マイクロ波を伝播させるため、前記スロット板に電気的に接続された同軸導波管と、を備え、前記同軸導波管は、内側導体と、前記内側導体を囲む外側導体とを備え、プラズマ発生ユニットは、前記内側導体を前記スロット板方向に弾性的に押圧する押圧部品を更に備える。
【０００６】
この構造の場合、プラズマ発生ユニットを組み立てる際に、予めスロット板を誘電体窓上に取り付けておき、しかる後、押圧部品により押圧された内側導体がスロット板に接触するように、これを取り付けることができる。要するに、組み立て時におけるスロット板と誘電体窓との間の位置決め精度は、内側導体の位置決め精度に依存しない。
【０００７】
比較例として、スロット板に内側導体を予め接触・固定しておき、これらの内側導体とスロット板を備えた上部ユニットを、誘電体窓に取り付ける場合について考察すると、スロット板の誘電体窓に対する位置決め精度は、内側導体の位置決め精度に依存する。このような上部ユニットの組み付け精度は、体積が大きく、取り付け時に下方の位置が見えにくいため、スロット板を単体で誘電体窓に取り付ける場合の組み付け精度よりも、低い精度になる。
【０００８】
一方、第１の態様のプラズマ発生ユニットでは、内側導体を、スロット板の後から取り付けることができるので、スロット板と、誘電体窓との間の位置決め精度が、改善する。本願発明者らの研究によれば、プラズマの面内均一性は、スロット板と誘電体窓との間の位置決め精度に依存することが判明している。位置決め精度が低下すると、プラズマの面内均一性が低くなり、場合によっては、異常放電が観察された。特に、誘電体窓に凹部等のパターンを有する場合には、位置決め精度はさらにプラズマ面内均一性に寄与することになる。このように、第１の態様のプラズマ発生ユニットでは、位置決め精度が改善するので、プラズマ面内均一性を改善することができる。
【０００９】
第２の態様に係るプラズマ処理装置用のプラズマ発生ユニットは、前記内側導体と、前記スロット板との間に介在するスプリングを更に備える。内側導体は、スロット板に後から接触させるもので、スロット板を押圧している。押圧部品により押圧しつつ、接触位置においてスプリング（圧縮バネ）を配置しておくと、押圧部品により強い力を内側導体に加えた場合に、スプリングが、押圧部品による押圧力に抗して、内側導体を逆方向に押す力が発生する。したがって、内側導体とスロット板との接触圧を適正に維持し、また、内側導体をスロット板にしっかりと接触させることができる。また、スプリングにステンレスやアルミニウムなどの導電性材料を用いることによって、前記内側導体と前記スロット板との間を電気的にもしっかりと接続させることができる。スプリングとしては、内側導体の軸を囲むような形状のシールドスパイラル、スパイラルコイル、ガスケットなどを用いることが好適であるが、圧縮バネであれば、同様の機能を奏するため、これに限定されるものではない。
【００１０】
第３の態様に係るプラズマ処理装置用のプラズマ発生ユニットは、前記スロット板上に配置された遅波板ガイドリングと、前記遅波板ガイドリングの内側面で位置規制されるように配置された遅波板と、前記遅波板上に設けられた温度調節ジャケットとを備える。
【００１１】
遅波板は、同軸導波管を伝播するマイクロ波の波長を圧縮するものである。遅波板は、スロット板上の遅波板ガイドリングで位置規制されるので、スロット板と遅波板との間の位置決め精度を向上することができる。温度調節ジャケット（カバー）は、これに熱的に接続された遅波板、同軸導波管及びスロット板などの温度を調節することができる。温度調節ジャケットは、内部に温度調節用の流体が流れる通路を有しており、通路に冷却した媒体を流せば、これに熱的に接続された部品が冷却される。
【００１２】
第３の態様に係るプラズマ処理装置用のプラズマ発生ユニットは、前記スロット板に設けられた位置決め孔を通り、前記誘電体窓と前記遅波板ガイドリングとの間に設けられた第１位置固定ピンと、前記温度調節ジャケットと前記遅波板ガイドリングとの間に設けられた第２位置固定ピンとを備える。
【００１３】
かかる構造によれば、第１位置固定ピンと第２位置固定ピンにより、誘電体窓、スロット板、遅波板ガイドリングの位置が固定される。
【００１４】
第４の態様に係るプラズマ処理装置用のプラズマ発生ユニットは、前記外側導体に固定されたフランジ部品を更に備え、前記フランジ部品は、前記温度調節ジャケットにおける貫通孔の内側面に係合し、前記貫通孔内に前記外側導体が位置する。
【００１５】
この構造によれば、外側導体を温度調節ジャケットに対して、容易に位置決めすることができる。
【００１６】
また、プラズマ処理装置は、上述のいずれかのプラズマ発生ユニットを処理容器に設けてなる。プラズマの面内均一性を向上させることができるので、対象物に対して、均一な処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のプラズマ発生ユニット及びこれを用いたプラズマ処理装置によれば、プラズマ面内均一性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態におけるプラズマ処理装置の縦断面図である。
【図２】実施形態におけるプラズマ発生ユニットの断面構成を示す図である。
【図３】実施形態におけるプラズマ発生ユニット周辺部近傍の断面構成を示す図である。
【図４】実施形態におけるプラズマ発生ユニット周辺部近傍の別の断面構成を示す図である。
【図５】実施形態におけるプラズマ発生ユニット中央部近傍の断面構成を示す図である。
【図６】実施形態におけるプラズマ発生ユニットの組み立て方を示す図である。
【図７】実施形態におけるプラズマ発生ユニットの押圧部品近傍の断面構成を示す図である。
【図８】実施形態におけるプラズマ発生ユニット中央部近傍の断面構成を示す図である。
【図９】実施形態におけるプラズマ発生ユニット中央部近傍の断面構成を示す図である。
【図１０】実施形態におけるプラズマ発生ユニットの組み立て方を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下添付図面に基づいて本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本明細書及び図面において実質的に同一の構成要素については同一の符号を付す。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態におけるプラズマ処理装置の縦断面図である。
【００２１】
プラズマ処理装置１は、円筒形状の処理容器２を備える。処理容器２の天井部は誘電体からなる誘電体窓（天板）１６で塞がれる。処理容器２は、例えばアルミニウムからなり、電気的に接地される。処理容器２の内壁面は、アルミナなどの絶縁性の保護膜２ｆで被覆されている。
【００２２】
処理容器２の底部の中央には、基板としての半導体ウェハ（以下ウェハという）Ｗを載置するための台３が設けられる。台３の上面にウェハＷが保持される。台３は、例えばアルミナや窒化アルミナ等のセラミック材からなる。台３の内部には、ヒータ５が埋め込まれ、ウェハＷを所定温度に加熱できるようになっている。ヒータ５は、支柱内に配された配線を介してヒータ電源４に接続される。
【００２３】
台３の上面には、台３に載置されるウェハＷを静電吸着する静電チャックＣＫが設けられる。静電チャックＣＫには、整合器ＭＧを介してバイアス用の直流或いは高周波電力を印加するバイアス用電源ＢＶが接続される。
【００２４】
処理容器２の底部には、台３に載置されるウェハＷの表面よりも下方の排気口１１ａから処理ガスを排気する排気管１１が設けられる。排気管１１には、圧力制御弁ＰＣＶを介して、真空ポンプなどの排気装置１０が接続される。排気装置１０は、圧力制御弁ＰＣＶを介して、処理容器２の内部に連通している。圧力制御弁ＰＣＶ及び排気装置１０によって、処理容器２内の圧力が所定の圧力に調節される。
【００２５】
処理容器２の天井部には気密性を確保するためのＯリングなどのシール１５を介して誘電体窓１６が設けられる。誘電体窓１６は、例えば、石英、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、あるいは窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの誘電体からなり、マイクロ波に対して透過性を有する。
【００２６】
誘電体窓１６の上面には、円板形状のスロット板２０が設けられる。スロット板２０は、導電性を有する材質、例えばＡｇ，Ａｕ等でメッキやコーティングされた銅からなる。スロット板２０には、例えば複数のＴ字形状やＬ文形状のスロット２１が同心円状に配列されている。
【００２７】
スロット板２０の上面には、マイクロ波の波長を圧縮するための遅波板２５が配置される。遅波板２５は、例えば、石英（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、あるいは窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの誘電体からなる。遅波板２５はアルミニウムなどから構成された導電性のカバー２６で覆われる。温度調節ジャケット（カバー）２６には円環状の熱媒流路２７が設けられる。この熱媒流路２７を流れる熱媒によってカバー２６及び遅波板２５が所定の温度に調節される。２．４５ＧＨｚの波長のマイクロ波を例にとると、真空中の波長は約１２ｃｍであり、アルミナ製の誘電体窓１６中での波長は約３〜４ｃｍとなる。
【００２８】
カバー２６の中央には、マイクロ波を伝播する同軸導波管３０が接続される。同軸導波管３０を含むユニットをマイクロ波及びガス供給ユニットＭＧＵとする。なお、マイクロ波及びガス供給ユニットＭＧＵの詳細は、図２に示されており、同軸導波管３０は、内側導体３１と外側導体３２とから構成されている。内側導体３１は、遅波板（誘電体板）２５の中央を貫通してスロット板２０の中央に接続される。
【００２９】
図１に示すように、同軸導波管３０には、モード変換器３７及び矩形導波管３６を介してマイクロ波発生器３５が接続される。マイクロ波は、２．４５ＧＨｚの他、８６０ＭＨｚ，９１５ＭＨｚや８．３５ＧＨｚなどのマイクロ波を用いることができる。
【００３０】
マイクロ波発生器３５が発生したマイクロ波は、マイクロ波導入路としての、矩形導波管３６、モード変換器３７、同軸導波管３０、及び遅波板２５に伝播する。遅波板２５に伝播したマイクロ波はスロット板２０の多数のスロット２１から誘電体窓１６を介して処理容器２内に供給される。マイクロ波によって誘電体窓１６の下方に電界が形成され、処理容器２内の処理ガスがプラズマ化する。
【００３１】
スロット板２０に接続される内側導体３１の下端は円錐台形状に形成される。これにより、同軸導波管３０から遅波板２５及びスロット板２０にマイクロ波が効率よく損失なく伝播される。
【００３２】
ラジアルラインスロットアンテナによって生成されたマイクロ波プラズマの特徴は、誘電体窓１６直下（プラズマ励起領域と呼ばれる）で生成された比較的電子温度の高いエネルギーのプラズマが拡散し、ウェハＷ直上（拡散プラズマ領域）では約１〜２ｅＶ程度の低い電子温度のプラズマとなることにある。すなわち、平行平板等のプラズマとは異なり、プラズマの電子温度の分布が誘電体窓１６からの距離の関数として明確に生ずることに特徴がある。より詳細には、誘電体窓１６直下での数ｅＶ〜約１０ｅＶの電子温度が、ウェハＷ上では約１〜２ｅＶ程度に減衰する。ウェハＷの処理はプラズマの電子温度の低い領域（拡散プラズマ領域）で行なわれるため、ウェハＷへリセス等の大きなダメージを与えることがない。プラズマの電子温度の高い領域（プラズマ励起領域）へ処理ガスが供給されると、処理ガスは容易に励起され、解離される。一方、プラズマの電子温度の低い領域（プラズマ拡散領域）へ処理ガスが供給されると、プラズマ励起領域近傍へ供給された場合に比べ、解離の程度は抑えられる。
【００３３】
処理容器２の天井部の誘電体窓１６中央には、ウェハＷの中心部に処理ガスを導入する中央導入部５５が設けられる。同軸導波管３０の内側導体３１には、処理ガスの供給路５２が形成される。中央導入部５５は供給路５２に接続される。
【００３４】
中央導入部５５は、誘電体窓１６の中央に設けられた円筒形状の空間部に嵌め込まれる円柱形状のブロック５７と、同軸導波管３０の内側導体３１の下面とブロック５７の上面との間に適当な間隔を持って空けられたガス溜め部６０と、先端部にガス噴出用の開口を有する円柱状空間が連続したテーパ状の空間部から構成される。ブロック５７は、例えばアルミニウムなどの導電性材料からなり、電気的に接地されている。ブロック５７には上下方向に貫通する複数の中央導入口が形成される。なお、上記空間部の形状は、テーパ状に限られるものではなく、単なる円柱形状でもよい。また、中央導入口の平面形状は、必要なコンダクタンス等を考慮して真円又は長孔に形成される。アルミニウム製のブロック５７は、陽極酸化被膜アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）等でコーティングされる。
【００３５】
パイプ状の内側導体３１を貫通する供給路５２からガス溜め部６０に供給された処理ガスは、ガス溜め部６０内を拡散した後、ブロック５７の複数の中央導入口から下方にかつウェハＷの中心部に向かって噴射される。
【００３６】
処理容器２の内部には、ウェハＷの上方の周辺を囲むように、ウェハＷの周辺部に処理ガスを供給するリング形状の周辺導入部６１が配置される。周辺導入部６１は、天井部に配置される中央導入口よりも下方であって、かつ台３に載置されたウェハＷよりも上方に配置される。周辺導入部６１は中空のパイプを環状にしたものであり、その内周側には周方向に一定の間隔を空けて複数の周辺導入口６２が空けられる。周辺導入口６２は、周辺導入部６１の中心に向かって処理ガスを噴射する。周辺導入部６１は、例えば、石英からなる。処理容器２の側面には、ステンレス製の供給路５３が貫通する。供給路５３は周辺導入部６１に接続される。供給路５３から周辺導入部６１の内部に供給された処理ガスは、周辺導入部６１の内部の空間を拡散した後、複数の周辺導入口６２から周辺導入部６１の内側に向かって噴射される。複数の周辺導入口６２から噴射された処理ガスはウェハＷの周辺上部に供給される。なお、リング形状の周辺導入部６１を設ける替わりに、処理容器２の内側面に複数の周辺導入口６２を形成してもよい。
【００３７】
図２は、実施形態におけるプラズマ発生ユニットの断面構成を示す図である。
【００３８】
このプラズマ処理装置用のプラズマ発生ユニットは、誘電体窓１６と、誘電体窓１６上に設けられたスロット板２０と、マイクロ波を伝播させるため、スロット板２０に電気的に接続された同軸導波管３０（内側導体３１）とを備えている。
【００３９】
同軸導波管３０は、パイプ状の内側導体３１と、内側導体３１を囲むパイプ状の外側導体３２とを備え、プラズマ発生ユニットは、内側導体３１をスロット板２０の方向に弾性的に押圧する押圧部品ＰＭ（図５参照）を更に備えている。
【００４０】
図３は、実施形態におけるプラズマ発生ユニット周辺部近傍の断面構成を示す図である。
【００４１】
このプラズマ処理装置用のプラズマ発生ユニットは、スロット板２０上に配置された遅波板ガイドリングＧＲと、遅波板ガイドリングＧＲの内側面で位置規制されるように配置された遅波板２５と、遅波板２５上に設けられた温度調節ジャケット２６とを備える。
【００４２】
遅波板２５は、同軸導波管３０を伝播するマイクロ波の波長を圧縮するものである。遅波板２５は、スロット板２０上の遅波板ガイドリングＧＲで位置規制されるので、スロット板２０と遅波板２５との間の位置決め精度を向上することができる。温度調節ジャケット２６は、これに熱的に接続された遅波板２５、同軸導波管３０及びスロット板２０などの温度を調節することができる。温度調節ジャケット２６は、内部に温度調節用の流体が流れる通路を有しており、通路に冷却した媒体を流せば、これに熱的に接続された部品が冷却される。
【００４３】
このプラズマ発生ユニットは、スロット板２０に設けられた位置決め孔Ｈ１（図５参照）を通り、誘電体窓１６と遅波板ガイドリングＧＲとの間に設けられた第１位置固定ピンＰ１と、温度調節ジャケット２６と遅波板ガイドリングＧＲとの間に設けられた第２位置固定ピンＰ２とを備えている。この構造によれば、第1位置固定ピンＰ１と第２位置固定ピンＰ２により、誘電体窓１６、スロット板２０、遅波板ガイドリングＧＲの位置が固定される。なお、位置固定ピンの数は、同一のＸＹ平面内において複数である。
【００４４】
なお、温度調節ジャケット２６と遅波板ガイドリングＧＲとの間には、第２スプリングＳＰ２が介在している。第２スプリングＳＰ２の機能及び構造は、内側導体３１とスロット板２０との間に配置される第1スプリングＳＰ１と同一である。
【００４５】
図４は、実施形態におけるプラズマ発生ユニット周辺部近傍の別の断面構成を示す図である。
【００４６】
図４に示す構造と、図３における構造との図面上の相違点は、ボルトＢ１によって、スロット板２０と遅波板ガイドリングＧＲが固定されていることである。これによって、スロット板２０と遅波板ガイドリングＧＲとの間が電気的に接続される。図３の第１位置固定ピンＰ１とボルトＢ１は遅波板ガイドリングＧＲの円周上に同時に配置される。このように、図４に示すボルトＢ１は、図３の第１位置固定ピンＰ１と共に使うことができ、物理的な位置固定力の強化と、電気的な接触抵抗の減少を同時に達成することができる。これらの要素間の導電性が増加すると、温度調節ジャケット２６、遅波板ガイドリングＧＲ、スロット板２０の間の熱伝導効率が高くなり、また、スロット板２０の電位も安定する。
【００４７】
遅波板ガイドリングＧＲの下面には、ボルトＢ１が挿入されるネジ穴が形成され、スロット板２０には上下に貫通する貫通孔が形成されており、ボルトＢ１は、当該貫通孔を介して、遅波板ガイドリングＧＲのネジ穴内に捩じ込まれ、遅波板ガイドリングＧＲとスロット板２０とを強固に固定する。このように、上記位置固定ピンと、ボルトを併用することで、位置決め精度を向上しつつ、さらに、位置固定力の強化、熱的・電気的な特性の向上を同時に達成することが可能となる。
【００４８】
図５は、実施形態におけるプラズマ発生ユニット中央部近傍の断面構成を示す図である。
【００４９】
プラズマ発生ユニットは、内側導体３１と、スロット板２０との間に介在する第1スプリングＳＰ１を更に備えている。内側導体３１は、スロット板２０に後から接触させるもので、スロット板２０を押圧している。押圧部品ＰＭ（図５参照）により押圧しつつ、接触位置においてスプリング（圧縮バネ）を配置しておくと、押圧部品ＰＭにより、―Ｚ方向の強い力を内側導体３１に加えた場合に、第1スプリングＳＰ１が、押圧部品ＰＭによる押圧力に抗して、内側導体３１を逆方向（＋Ｚ方向）に押す力が発生する。したがって、内側導体３１とスロット板２０との接触圧を適正に維持し、また、内側導体３１をスロット板２０にしっかりと接触させることができる。
【００５０】
また、スプリングＳＰ１にステンレスやアルミニウムなどの導電性材料を用いることによって内側導体３１とスロット板２０との間を電気的にもしっかりと接続させることができる。スプリングＳＰ１としては、内側導体３１の軸を囲むような形状のシールドスパイラル、スパイラルコイル、ガスケットなどを用いることが好適であるが、圧縮バネであれば、同様の機能を奏するため、これに限定されるものではない。
【００５１】
図６は、実施形態におけるプラズマ発生ユニットの組み立て方を示す図である。
【００５２】
実施形態の構造の場合、プラズマ発生ユニットを組み立てる際に、予めスロット板２０を誘電体窓１６上に取り付けておき、しかる後、押圧部品ＰＭにより押圧された内側導体３１がスロット板２０に接触するように、これを取り付けることができる。要するに、この構造では、組み立て時におけるスロット板２０と誘電体窓１６との間の位置決め精度は、内側導体３１の位置決め精度に依存しない。
【００５３】
組み立てにおいては、まず、スロット板２０と遅波板ガイドリングＧＲを図４に示すボルトＢ１で組み付け、組立体を作製する。次に、誘電体窓１６に、第１位置固定ピンＰ１を介して、上記組立体（スロット板２０と遅波板ガイドリングＧＲ）を取り付ける。第１位置固定ピンＰ１は、スロット板２０の孔を介して、遅波板ガイドリングＧＲの孔Ｈ１に挿入される。次に、遅波板ガイドリングＧＲの内側に、遅波板２５を嵌め込む。次に、上部ユニットである温度調節ジャケット２６を、同軸導波管３０と一緒にスロット板２０に取り付ける。第２位置固定ピンＰ２は、温度調節ジャケット２６の下面に設けられた固定用の孔Ｈ２に挿入され、温度調節ジャケット２６を遅波板ガイドリングＧＲに対して固定する。上部ユニットは、温度調節ジャケット２６と同軸導波管３０のセットであり、これらは予め固定されている。
【００５４】
同軸導波管３０における内側導体３１の下方端面には、第１スプリングＳＰ１が取り付けられているので、これが最初にスロット板２０上面に接触し、下方に力を加えることで、内側導体３１の下方端面がスロット板２０に接触する。
【００５５】
図７は、実施形態におけるプラズマ発生ユニットの押圧部品近傍の断面構成を示す図である。
【００５６】
図６及び図７に示すように、パイプ状の外側導体３２の上端は、モード変換器３７の下面に固定され、内側導体３１は、ガス供給用の空間を有する支持体３１Ｂに固定されている。支持体３１Ｂと、モード変換器３７との間には、押圧部品ＰＭが介在している。押圧部品ＰＭは、蛇腹状の引っ張りスプリングであるが、内側導体３１を下方へ引っ張るものであれば、これに限られるものではない。
【００５７】
なお、図示しない比較例として、スロット板２０に内側導体３１を予め接触・固定しておき、これらの内側導体３１とスロット板２０を備えた上部ユニットを、誘電体窓１６に取り付ける場合について考察する。この場合、スロット板２０の誘電体窓１６に対する位置決め精度は、内側導体３１の位置決め精度に依存する。このような上部ユニットの組み付け精度は、体積が大きく、取り付け時に下方の位置が見えにくいため、スロット板を単体で誘電体窓に取り付ける場合の組み付け精度よりも、低い精度になる。
【００５８】
一方、第１の態様のプラズマ発生ユニットでは、内側導体３１を、スロット板２０の後から取り付けることができるので、スロット板２０と、誘電体窓１６との間の位置決め精度が、改善する。プラズマの面内均一性は、スロット板２０と誘電体窓１６との間の位置決め精度に依存する。位置決め精度が低下すると、プラズマの面内均一性が低くなり、場合によっては、異常放電が観察される。特に、誘電体窓１６に、凹部１５５（図１参照）等のパターンを有する場合には、位置決め精度はさらにプラズマ面内均一性に寄与することになる。凹部の形状及びパターンとしては様々なものが公知であり、誘電体窓１６の軸を囲むように、円周上に、複数配置される。このように、実施形態のプラズマ発生ユニットでは、位置決め精度が改善するので、プラズマ面内均一性を改善することができる。
【００５９】
図８は、実施形態におけるプラズマ発生ユニット中央部近傍の断面構成を示す図である。
【００６０】
上述の第１スプリングＳＰ１としては、スパイラル・スプリング・ガスケットの他に、例えば、同図に示すように、バナナジャックのような弾性を有するものを用いることもできる。この第１スプリングＳＰ１は、スロット板２０からＺ軸方向に立設しており、内側導体３１に設けられた挿入孔に嵌っている。バナナジャックは、挿入孔への挿入時においては、内側導体３１に対して、＋Ｚ軸方向に圧力を与え、挿入後には、―Ｚ軸方向に圧力を与える。同図では、内側導体３１がパイプ状であるため、複数の第１スプリングＳＰ１がスロット板２０に固定されている。
【００６１】
図９は、実施形態におけるプラズマ発生ユニット中央部近傍の断面構成を示す図である。
【００６２】
同図では、内側導体３１がパイプ状ではないため、１つの第１スプリングＳＰ１がスロット板２０に固定されている。
【００６３】
温度調節ジャケット２６と、同軸導波管３０との間を、上部ユニットの分離位置とすることも可能である。
【００６４】
図１０は、このような実施形態におけるプラズマ発生ユニットの組み立て方を示す図である。
【００６５】
このプラズマ処理装置用のプラズマ発生ユニットでは、外側導体３２に固定されたフランジ部品３２Ｆを更に備えている。フランジ部品３２Ｆは、温度調節ジャケット２６における貫通孔の内側面２６Ｓに係合し、貫通孔内に外側導体３２が位置する。温度調節ジャケット２６の内側面２６Ｓは、段差を有しており、フランジ部品３２Ｆが、この段差に係合する。フランジ部品３２Ｆには、必要に応じて、第３スプリングＳＰ３及び、第４スプリングＳＰ４を図示の如く取り付けることが可能であるが、これらの構造は、第１スプリングＳＰ１と同様である。この構造によれば、外側導体を温度調節ジャケット２６に対して、容易に位置決めすることができる。なお、組み付けの際の温度調節ジャケット２６は、エアシリンダ機構などを使って、上下に移動させることができる。
【００６６】
本実施例では、スロット板２０と遅波板ガイドリングＧＲの電気的な接続にボルトＢ１を用いたが、ボルトＢ１の代わりにスロット板２０と遅波板ガイドリングＧＲの間に第３のスプリング（図示せず）が介在してしてもよい。第３スプリングの機能及び構造は、内側導体３１とスロット板２０との間に配置される第１スプリングＳＰ１、および温度調節ジャケット２６と遅波板ガイドリングＧＲとの間に配置される第２スプリングＳＰ２と同一である。また、ボルトＢ１と第３のスプリングは併用してもよい。
【００６７】
以上、説明したように、上述のプラズマ処理装置は、上述のいずれかのプラズマ発生ユニットを処理容器２に設けてなる。この装置によれば、プラズマの面内均一性を向上させることができるので、対象物に対して、均一な処理を行うことができる。また、取り付けの際、遅波板を単品で取扱うため、軽量で位置決め作業も容易にできる。さらに、スロット板が、同軸導波管に拘束されていないので熱膨張によるたわみも発生しない。また、上述の構造によれば、取り付け時の歪や、装置間の製造誤差の改善も期待される。また、プラズマの均一性が高くなり、スロット板を含むアンテナユニットの平行ズレも減少するため、エッチング処理などの偏りも減少する。また、取り付け時に部品を昇降する際の重量も軽くなり、平行にずれにくくり、平行度調整も容易になる。内側導体がスロット板に対して、水平面内に動くことを許容するので、装置構成上のトレランスが高くなる。また、取り付け時に、遅波板や同軸導波管が平行にずれようとしても、ガイドや段差があるため、ずれが容易に修正される。
【符号の説明】
【００６８】
１６…誘電体窓、２０…スロット板。３１…内側導体、３２…外側導体、ＰＭ…押圧部品。
【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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