(57)【要約】【課題】処理対象の基板の面積が大きい場合にも誘電体の破損が生じない表面波プラズマ源及び表面波励起プラズマ成膜装置を提供する。【解決手段】内部をマイクロ波が伝播する導波管と、導波管に連結するスロットアンテナと、スロットアンテナを介してマイクロ波がそれぞれ伝播される複数の誘電体が組み合わされてなる誘電体板とを備え、誘電体板に伝播されるマイクロ波によって表面波励起プラズマが生成された場合に複数の誘電体にそれぞれ生じる熱応力が誘電体が破壊される応力に達しないように、複数の誘電体の各辺の長さが設定されている。【選択図】図１
2015109184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部をマイクロ波が伝播する導波管と、
前記導波管に連結するスロットアンテナと、
前記スロットアンテナを介して前記マイクロ波がそれぞれ伝播される複数の誘電体が組み合わされてなる誘電体板と
を備え、
前記誘電体板に伝播される前記マイクロ波によって表面波励起プラズマが生成された場合に前記複数の誘電体にそれぞれ生じる熱応力が前記誘電体が破壊される応力に達しないように、前記複数の誘電体の各辺の長さが設定されていることを特徴とする表面波プラズマ源。
【請求項２】
前記複数の誘電体が、前記表面波励起プラズマが生成された状態の前記誘電体板の温度分布に応じて組み合わされていることを特徴とする請求項１に記載の表面波プラズマ源。
【請求項３】
前記複数の誘電体の側面に凹凸が形成され、互いの前記凹凸をかみ合わせて前記複数の誘電体を接合して前記誘電体板が構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面波プラズマ源。
【請求項４】
前記誘電体が酸化アルミニウムからなり、前記誘電体の少なくとも１辺の長さが２００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表面波プラズマ源。
【請求項５】
処理対象の基板が格納されるチャンバーと、
マイクロ波を出力するマイクロ波電源と、
内部を前記マイクロ波が伝播する導波管と、
前記導波管に連結するスロットアンテナと、
前記スロットアンテナを介して前記マイクロ波がそれぞれ伝播される複数の誘電体が組み合わされてなる誘電体板と、
前記チャンバー内で前記基板と前記誘電体板との間にプロセスガスを導入するガス導入管と
を備え、
前記誘電体板に伝播される前記マイクロ波によって前記プロセスガスを励起して表面波励起プラズマが生成された場合に前記複数の誘電体にそれぞれ生じる熱応力が前記誘電体が破壊される応力に達しないように、前記複数の誘電体の各辺の長さが設定されており、
前記表面波励起プラズマを用いて前記基板上に成膜することを特徴とする表面波励起プラズマ成膜装置。
【請求項６】
前記複数の誘電体が、前記表面波励起プラズマが生成された状態の前記誘電体板の温度分布に応じて組み合わされていることを特徴とする請求項５に記載の表面波励起プラズマ成膜装置。
【請求項７】
前記複数の誘電体の側面に凹凸が形成され、互いの前記凹凸をかみ合わせて前記複数の誘電体を接合して前記誘電体板が構成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の表面波励起プラズマ成膜装置。
【請求項８】
前記誘電体が酸化アルミニウムからなり、前記誘電体の少なくとも１辺の長さが２００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の表面波励起プラズマ成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面波励起プラズマを使用して対象物の処理を行う表面波プラズマ源及び表面波励起プラズマ成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスにおいて、成膜処理、エッチング処理、アッシング処理などにプラズマ技術が多く利用されている。例えば、太陽電池、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどの製造にもプラズマ技術が利用されている。
【０００３】
ディスプレイのパネルの大型化に伴って、大面積の高密度プラズマを均一に生成することが必要である。プラズマ密度を均一とすることにより、被処理物全面を均一処理することができる。大面積の高密度プラズマを生成できるプラズマ処理装置として、表面波励起プラズマを利用する表面波励起プラズマ（ＳＷＰ：Surface Wave Plasma）処理装置が知られている。
【０００４】
表面波励起プラズマ処理装置では、誘電体の表面に生じた表面波によってチャンバー内のプロセスガスをプラズマ励起する。プラズマは誘電体の表面上を速やかに伝播し、誘電体の表面積に応じたプラズマ領域が得られる。誘電体はいわば電極として機能し、誘電体から放射された電磁波がプロセスガスを励起してプラズマを生成する。大面積の誘電体を使用した場合における、反応容器（チャンバー）内部に発生するプラズマ分布が不均一になることを緩和するための技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
誘電体の一面は、ごく近傍に発生する表面波プラズマの輻射熱によって加熱されて高温となる。誘電体の他の面は、金属のチャンバーに接している。このため、誘電体内の熱は、誘電体に接するチャンバーに伝播して放熱される。その結果、表面波プラズマの輻射熱によって加熱される面とチャンバーに接する面とで、誘電体に温度差が生じる。この温度差と誘電体の構造（材質、形状）とにより決定される熱応力が誘電体材料固有の引張り強度を超えた場合、誘電体が破損する。したがって、面積の大きな基板に均一な処理を行うためには、処理対象の基板以上の大きさを持つ誘電体を有する表面波プラズマ源を用意するだけでは実用に供さない。
【０００７】
本発明は、処理対象の基板の面積が大きい場合にも誘電体の破損が生じない表面波プラズマ源及び表面波励起プラズマ成膜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】
【０００８】
本発明の一態様によれば、（ア）内部をマイクロ波が伝播する導波管と、（イ）導波管に連結するスロットアンテナと、（ウ）スロットアンテナを介してマイクロ波がそれぞれ伝播される複数の誘電体が組み合わされてなる誘電体板とを備え、誘電体板に伝播されるマイクロ波によって表面波励起プラズマが生成された場合に複数の誘電体にそれぞれ生じる熱応力が誘電体が破壊される応力に達しないように、複数の誘電体の各辺の長さが設定されている表面波プラズマ源が提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、（ア）処理対象の基板が格納されるチャンバーと、（イ）マイクロ波を出力するマイクロ波電源と、（ウ）内部をマイクロ波が伝播する導波管と、（エ）導波管に連結するスロットアンテナと、（オ）スロットアンテナを介してマイクロ波がそれぞれ伝播される複数の誘電体が組み合わされてなる誘電体板と、（カ）チャンバー内で基板と誘電体板との間にプロセスガスを導入するガス導入管とを備え、誘電体板に伝播されるマイクロ波によってプロセスガスを励起して表面波励起プラズマが生成された場合に複数の誘電体にそれぞれ生じる熱応力が誘電体が破壊される応力に達しないように、複数の誘電体の各辺の長さが設定されており、表面波励起プラズマを用いて基板上に成膜する表面波励起プラズマ成膜装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、処理対象の基板の面積が大きい場合にも誘電体の破損が生じない表面波プラズマ源及び表面波励起プラズマ成膜装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る表面波励起プラズマ成膜装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る表面波プラズマ源の誘電体板の構成を示す模式的な平面図である。
【図３】シミュレーションに用いた解析モデルである。
【図４】温度分布及び主応力分布の解析に用いる１／４モデルであり、図４（ａ）はサンプル１の解析モデルであり、図４（ｂ）はサンプル２の解析モデルである。
【図５】温度分布の解析結果を示すグラフであり、図５（ａ）及び図５（ｂ）はサンプル１の解析結果であり、図５（ｃ）及び図５（ｄ）はサンプル２の解析結果である。
【図６】主応力分布の解析結果を示すグラフであり、図６（ａ）及び図６（ｂ）はサンプル１の解析結果であり、図６（ｃ）及び図６（ｄ）はサンプル２の解析結果である。
【図７】解析結果を示すグラフであり、図７（ａ）は温度の経時変化を示すグラフであり、図７（ｂ）は主応力の経時変化を示すグラフである。
【図８】本発明の実施形態に係る表面波プラズマ源の誘電体板を構成する誘電体の寸法例を示す模式図である。
【図９】図８に示した誘電体板の温度分布の解析結果を示すグラフである。
【図１０】図８に示した誘電体板の主応力分布の解析結果を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施形態に係る表面波プラズマ源の誘電体板の他の構成を示す模式的な平面図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る表面波プラズマ源の誘電体板の応力解析結果を示す模式図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る表面波プラズマ源の誘電体板を構成する誘電体の接合例を示す模式的な断面図である。
【図１４】本発明のその他の実施形態に係る表面波プラズマ源の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。又、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施形態は、構成部品の構造、配置などを下記のものに特定するものでない。この発明の実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１３】
本発明の実施形態に係る表面波励起プラズマ成膜装置１は、マイクロ波によってプロセスガスのプラズマを生成する表面波プラズマ源を用いて、処理対象の基板に膜を形成する。表面波励起プラズマ成膜装置１の表面波プラズマ源は、図１に示すように、内部をマイクロ波が伝播する導波管４０と、導波管４０に連結するスロットアンテナ４１と、スロットアンテナ４１を介してマイクロ波がそれぞれ伝播される複数の誘電体５１が組み合わされてなる誘電体板５０とを備える。
【００１４】
即ち、図１に示した表面波励起プラズマ成膜装置１は、誘電体板５０をプラズマ２００に曝される面をそれぞれ有する複数の誘電体５１に分割した構造である。詳細は後述するが、誘電体５１にそれぞれ生じる熱応力が誘電体５１が破壊される応力に達しないように、誘電体材料固有の引張り強度を考慮して、誘電体５１の各辺の長さが設定されている。
【００１５】
誘電体板５０の構成について説明する前に、表面波励起プラズマ成膜装置１の構造及び成膜方法について説明する。図１に示すように、処理対象の基板１００はチャンバー２０内に配置されている。チャンバー２０の上方にフランジ１０が配置されており、真空容器の一部を構成するフランジ１０はチャンバー２０の天板として機能している。フランジ１０の下部に埋め込まれて誘電体板５０が配置されている。フランジ１０の下部に配置された支持具９０によって、誘電体板５０の外縁部が支持されている。フランジ１０上に導波管４０が配置されており、スロットアンテナ４１はフランジ１０の内部に位置している。
【００１６】
ガス導入装置３０によって放電ガスや成膜材料ガスがチャンバー２０内に導入される。また、排気装置７０によって、チャンバー２０内の圧力の調整や、チャンバー２０内に残留したガスの排出などが行われる。排気装置７０は、ターボ分子ポンプ、ドライポンプなどから構成される。
【００１７】
表面波励起プラズマ成膜装置１では、基板１００と誘電体板５０との間に導入されたプロセスガス３００が誘電体板５０に伝播されるマイクロ波によって励起され、チャンバー２０とフランジ１０とによって囲まれた領域内にプラズマ２００が生成される。
【００１８】
より詳細には、プラズマ２００は以下のようにして生成される。マイクロ波電源６０から出力されたマイクロ波が、導波管４０に導入される。マイクロ波は、導波管４０に連結されたスロットアンテナ４１を介して誘電体板５０に伝播される。そして、誘電体板５０を介してチャンバー２０内に導入されたマイクロ波のエネルギーによって、チャンバー２０内でプロセスガス３００のプラズマ２００が励起される。プラズマ２００の電子密度が表面波発生の臨界密度を越えると、マイクロ波は表面波となってプラズマ２００と誘電体板５０との境界面に沿って伝播し、誘電体板５０の全域に広がる表面波励起プラズマが形成される。この表面波励起プラズマを利用して、基板１００の成膜処理が行われる。
【００１９】
即ち、プロセスガス３００として成膜用の原料ガスをチャンバー２０内に導入する。これにより、プロセスガス３００に含まれる原料を主成分とする膜が、基板１００の主面上に形成される。大面積非晶質シリコン膜、ゲート絶縁膜、有機ＥＬ封止膜などの成膜処理に、表面波励起プラズマ成膜装置１を使用可能である。
【００２０】
基板１００は、誘電体板５０と対向して配置された基板ホルダ８０上に搭載される。基板ホルダ８０は加熱機構や冷却機構などの温度調整機構を有し、処理中の基板１００の温度を基板ホルダ８０によって設定することができる。
【００２１】
以下に、誘電体板５０の構成について説明する。例えば図２に示すように、８つの誘電体５１１〜５１８が組み合わされて１つの誘電体板５０が構成される。図２は、プラズマ２００が形成される側からみた平面図である。基板１００に対向してそれぞれ配置された誘電体５１１〜５１８が同一平面レベルに配列されて、誘電体板５０が構成されている。
【００２２】
誘電体５１１〜５１８の各辺の長さは、誘電体５１１〜５１８にそれぞれ生じる熱応力が誘電体の破壊される応力（以下において、「破壊応力」という。）以下になるように設定されている。誘電体に生じる熱応力は、誘電体に生じる引張り強さによる。この引張り強さは、誘電体板５０に伝播されるマイクロ波によって表面波励起プラズマが励起された場合に誘電体板５０に生じる温度分布に起因する。
【００２３】
既に説明したように、プラズマ２００によって加熱される面とチャンバー２０に接する面では、誘電体板５０に温度差が生じる。具体的には、誘電体板５０において、中央領域に比べてチャンバー２０に接する外周領域で温度が低い。温度差と誘電体板５０の構造（材質、形状）とにより決定される熱応力が、誘電体材料固有の引張り強度を超えた場合、誘電体板５０が破損する。したがって、熱応力が誘電体が破壊されない大きさであるように、誘電体内の温度差を小さくすることが有効である。
【００２４】
引張り強度は誘電体板５０に使用する材料固有の性質であり、どのような材料を選定するかによって決定される。誘電体板５０には、酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ2Ｏ3）や石英などを採用可能である。例えば、プラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）による成膜、及び、三フッ化窒素（ＮＦ3)などの腐食性ガスによるチャンバー２０内のクリーニングプロセスなどを考慮すると、誘電体板５０にアルミナが好適に使用される。本発明者らの調査によれば、アルミナの引張り強度は２００ＭＰａ程度である。
【００２５】
熱応力は、誘電体板５０のサイズ（厚さ、縦方向及び横方向の長さ）及び放電プロセス（投入電力×放電時間）に依存する。所定の材料の薄膜を所定の厚さで形成するために、放電プロセスは決定されてしまう。このため、誘電体板５０のサイズによって熱応力を制御する必要がある。ただし、使用するマイクロ波の波長に応じて誘電体板５０の厚さが制限される。したがって、実施形態に係る表面波プラズマ源においては、誘電体板５０の縦方向及び横方向の長さを一定値以下にすることによって、誘電体５１に生じる熱応力を緩和する。
【００２６】
以下に、シミュレーションによって誘電体板５０に発生する温度分布及び主応力分布を解析した結果を示す。以下のシミュレーションは、図３に示すように、誘電体板５０、チャンバー２０及び支持具９０をモデル化した解析モデルを用いて行った。一般的に、誘電体板５０の厚みは２０ｍｍ程度である。以下のシミュレーションでは、誘電体板５０の厚みを２０ｍｍとした。
【００２７】
境界条件として、誘電体板５０表面の加熱とチャンバー２０の冷却を設定した。誘電体板５０を加熱するプラズマは、誘電体板５０の表面で均等に発生しているとした。チャンバー２０の冷却は、チャンバー２０の外側が大気に接することによる自然対流とした。シミュレーションにおけるチャンバー冷却条件は、２０℃、５Ｗ／ｍ2Ｋである。
【００２８】
誘電体板５０の解析モデルは、縦横の寸法が３００ｍｍ×３００ｍｍの誘電体（以下において、「サンプル１」とする。）と、３００ｍｍ×３００ｍｍの誘電体を２行２列に配列した縦横の寸法が６００ｍｍ×６００ｍｍの誘電体（以下において、「サンプル２」とする。）である。６００ｍｍ×６００ｍｍのサンプル２についての解析は、第２世代（Ｇ２）のガラス基板（３７０ｍｍ×４７０ｍｍ）以上の基板１００に対応するために行ったものである。
【００２９】
なお、解析モデルの形状の対称性を鑑み、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すようなサンプル１及びサンプル２の１／４モデルについて解析した。また、誘電体表面に与える熱流束は、１Ｗ／ｃｍ2と２Ｗ／ｃｍ2の２水準とした。これは、本発明者らの標準的な使用条件での熱流束が約１．６Ｗ／ｃｍ2であるためである。「熱流束」は、投入電力と誘電体面積との比であり、誘電体板５０の単位面積当たりの電力として定義される。
【００３０】
伝熱解析は非定常の温度変化を計算して行い、伝熱解析の結果を用いて熱応力解析を行った。伝熱解析は２０℃を初期温度とし、１８００秒が経過するまでの経時変化を計算した。１８００秒は、実際の成膜処理時間に対して十分長い時間である。
【００３１】
図５（ａ）〜図５（ｄ）に放電開始から１８００秒後のサンプル１及びサンプル２の温度分布を示し、図６（ａ）〜図６（ｄ）に放電開始から１８００秒後のサンプル１及びサンプル２の主応力分布を示す。主応力分布では、プラスの値が引張り応力である（以下において同様。）。図５（ａ）及び図６（ａ）は熱量束が１Ｗ／ｃｍ2でのサンプル１の解析結果であり、図５（ｂ）及び図６（ｂ）は熱量束が２Ｗ／ｃｍ2でのサンプル１の解析結果である。図５（ｃ）及び図６（ｃ）は熱量束が１Ｗ／ｃｍ2でのサンプル２の解析結果であり、図５（ｄ）及び図６（ｄ）は熱量束が２Ｗ／ｃｍ2でのサンプル２の解析である。
【００３２】
図５（ａ）〜図５（ｄ）において、誘電体板５０の中央部５０１よりも外縁部５０２の方が温度が低い結果が得られた。これは、チャンバー２０と接触する誘電体板５０の外縁部５０２において熱が放出されるためである。この結果、誘電体板５０の中央部５０１と外縁部５０２とで温度差が生じる。なお、４枚の３００ｍｍ×３００ｍｍの誘電体を配列したサンプル２では、誘電体間に配置した支持具の熱伝導性が高いため、誘電体同士の接触部分よりも支持具に接触する部分の温度が低い。支持具の材質にはチャンバー２０と同様にステンレス鋼（ＳＵＳ）が採用され、熱伝導性が高い。
【００３３】
誘電体板５０の中央部５０１と外縁部５０２とで温度差が生じるため、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示すように、温度の低い外縁部５０２で応力が最大となるという結果が得られた。
【００３４】
図７（ａ）に誘電体板５０の最高温度の経時変化を示し、図７（ｂ）に誘電体板５０の最大主応力の経時変化を示す。図７（ａ）及び図７（ｂ）において、特性Ｓ１１は熱量束が１Ｗ／ｃｍ2でのサンプル１の解析結果であり、特性Ｓ１２は熱量束が２Ｗ／ｃｍ2でのサンプル１の解析結果である。また、特性Ｓ２１は熱量束が１Ｗ／ｃｍ2でのサンプル２の解析結果であり、特性Ｓ２２は熱量束が２Ｗ／ｃｍ2でのサンプル２の解析結果である。
【００３５】
図７（ｂ）から、時間の経過と共に主応力が増大することが分かる。これは、連続放電下においては、チャンバー２０と接触する誘電体板５０の外縁部５０２において熱が放出される一方で、誘電体板５０の中央部５０１が温度上昇を続けて、温度差が増大するためである。
【００３６】
図７（ｂ）に示すように、サンプル１においてもサンプル２においても、熱量束が２Ｗ／ｃｍ2の場合には、最大主応力が２００ＭＰａを超えている。したがって、誘電体板５０の材料が引張り強度２００ＭＰａのアルミナである場合には、誘電体板５０が破損する可能性がある。
【００３７】
これに対し、図１に示した表面波励起プラズマ成膜装置１では、誘電体５１にそれぞれ生じる熱応力が誘電体５１の破壊応力よりも低くなるように、誘電体板５０を構成する誘電体５１の各辺の長さが設定される。そのために、誘電体５１が、表面波励起プラズマが生成された状態の誘電体板５０の温度分布に応じて組み合わされている。具体的には、温度の低い外縁部に配置される誘電体５１の各辺の長さを、誘電体５１に生じる応力が破壊応力を超えないように短くしている。一方、外縁部に比べて応力の小さい中央部では、誘電体５１の各辺の長さは外縁部ほど小さくしていない。
【００３８】
このため、例えば図２に示したように、誘電体板５０の外縁部に配置される誘電体５１１〜５１３及び誘電体５１６〜５１８のチャンバー２０と接触する辺の長さが短く設定される。特に、２辺でチャンバー２０と接触する誘電体５１１、５１３、５１６、５１８では、辺の長さが他の誘電体よりも短く設定される。一方、誘電体板５０の中央部に配置される誘電体５１４、５１５の辺は、外縁部ほど短く設定していない。その結果、誘電体板５０の中央部よりも外縁部における誘電体５１の辺の長さが短く設定されている。
【００３９】
例えば、図８に示すように、６００ｍｍ×３００ｍｍの誘電体板５０を構成するために、誘電体５１１、５１３、５１６、５１８の寸法を１５０ｍｍ×７５ｍｍ、誘電体５１２、５１７の寸法を１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、誘電体５１４、５１５の寸法を１５０ｍｍ×３００ｍｍに設定する。
【００４０】
図８に示した誘電体板５０をモデル化した場合の、放電開始から１８００秒後の温度分布の解析結果を図９に示す。解析条件は上記と同様である。なお、熱量束は２Ｗ／ｃｍ2とした。図９に示すように、中心部で温度が高く、外縁部で温度が低い結果が得られた。
【００４１】
図９の解析結果より得られる、誘電体に発生する主応力の予測結果を図１０に示す。誘電体５１７の外縁部の応力は８０ＭＰａ程度であり、誘電体５１５の外縁部の応力は７８ＭＰａ程度である。最も大きな応力が発生すると予測されるこれらの誘電体に生じる主応力は、１００ＭＰａ以下である。このため、誘電体板５０の材料がアルミナである場合にも、アルミナの引張り強度２００ＭＰａに対して２倍以上の安全率が得られる。ここで、安全率の定義は、「誘電体材料固有の引張り強度／熱応力」である。
【００４２】
なお、誘電体板５０を構成する誘電体５１の個数が図８などに示したように８個に限られないのはもちろんである。また、誘電体５１に生じる熱応力が破壊応力以下になるのであれば、誘電体５１のそれぞれが同一の形状であってもよい。例えば、図１１に示すように、１５０ｍｍ×１５０ｍｍの誘電体５１を２行４列に配列して、６００ｍｍ×３００ｍｍの誘電体板５０を構成してもよい。
【００４３】
図１２に、１５０ｍｍ×１５０ｍｍの誘電体５１を１６枚配列した場合の、主応力分布の解析結果を示す。応力は中心部で小さく、外縁部で大きい。最大主応力は９１ＭＰａであり、誘電体板５０の材料がアルミナである場合に２倍以上の安全率が得られる。本発明者らの解析によれば、誘電体の少なくとも１辺の長さを２００ｍｍ以下にすることによって、誘電体板５０の材料にアルミナを採用可能である。
【００４４】
なお、誘電体５１はスロットアンテナ４１が連結可能な面積を有する必要がある。したがって、誘電体５１の面積を無条件に小さくできるわけではない。スロットアンテナ４１の位置や面積に依存するが、誘電体５１の各辺の長さは例えば１００ｍｍ以上に設定される。
【００４５】
誘電体５１を接合して誘電体板５０が構成するためには、例えば図１３に示すように、誘電体５１の側面にそれぞれ凹凸を形成する。そして、互いの凹凸をかみ合わせて誘電体５１を接合することで、誘電体板５０を構成できる。上記の構造を採用することにより、誘電体板５０の表面は平坦になり、更に、誘電体５１同士を連結する金属材などが不要である。このため、誘電体板５０の表面に表面波励起プラズマが良好に生成される。
【００４６】
以上に説明したように、本発明の実施形態に係る表面波励起プラズマ成膜装置１では、表面波励起プラズマが生成された状態の誘電体板５０全体の温度分布を考慮して、誘電体板５０を構成する誘電体５１の各辺の値が設定される。つまり、誘電体５１それぞれに生じる熱応力が破壊応力以下になる。したがって、処理対象の基板１００の面積が大きい場合にも、誘電体板５０の破損が生じない表面波プラズマ源及び表面波励起プラズマ成膜装置を提供できる。例えば、誘電体板５０を構成する誘電体５１の辺の長さを適宜設定することによって、誘電体材料の引張り強度に対して２倍以上の安全率が得られる。
【００４７】
上記のような誘電体板５０を有する表面波プラズマ源を用いることによって、有機ＥＬ、液晶などの大型ガラス基板について、安定したプラズマ処理によって成膜処理を実施することができる。
【００４８】
（その他の実施形態）
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００４９】
既に述べた実施形態の説明においては、誘電体板５０の個数が１個である場合を示したが、誘電体板５０の個数が複数であってもよい。例えば図１４に示すように、マイクロ波Ｍが伝播される誘電体板５０を２個配列してもよい。複数の誘電体板５０を配列することによって、１個の誘電体板５０では処理しきれない大型の基板１００を処理することができる。
【００５０】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００５１】
１…表面波励起プラズマ成膜装置
１０…フランジ
２０…チャンバー
３０…ガス導入装置
４０…導波管
４１…スロットアンテナ
５０…誘電体板
５１…誘電体
６０…マイクロ波電源
７０…排気装置
８０…基板ホルダ
９０…支持具
１００…基板
２００…プラズマ
３００…プロセスガス
【図１】
2015109184.tif 000003
【図２】
2015109184.tif 000004
【図３】
2015109184.tif 000005
【図４】
2015109184.tif 000006
【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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