(57)【要約】【課題】  往復導体を構成する２枚の電極導体の内側の辺に複数の開口部を設けた構造の高周波電極を有しているアンテナを、その高周波電極の主面と基板の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置している装置において、当該アンテナを用いて発生させるプラズマの密度をアンテナの左右において均一化する。【解決手段】  このプラズマ処理装置を構成するアンテナ２８は、高周波電極３０を２枚有していて当該２枚の高周波電極３０の間に冷却パイプ４２を挟んだものを誘電体ケース４０内に収納した構造をしている。かつ各高周波電極３０の外側の主面と、それに対向する誘電体ケース４０の外面との間の距離を、２枚の高周波電極３０について互いに実質的に等しくしている。【選択図】  図７
2015088469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナに高周波電流を流すことによって真空容器内に誘導電界を発生させてプラズマを生成し、当該プラズマを用いて基板に処理を施す誘導結合型のプラズマ処理装置であって、
前記アンテナは、高周波電極を誘電体ケース内に収納した構造をしており、
前記高周波電極は、共に矩形板状をしている二つの電極導体を両者で全体として矩形板状を成すように互いに隙間をあけて近接させて平行に配置し、かつ両電極導体の長手方向の一方端同士を導体で接続した往復導体構造をしていて、当該二つの電極導体に前記高周波電流が互いに逆向きに流されるものであり、更に前記二つの電極導体の前記隙間側の辺に前記隙間を挟んで対向する切り欠きをそれぞれ設けて当該対向する切り欠きによって開口部を形成し、この開口部を複数、当該高周波電極の長手方向に分散させて配置した構造をしており、
かつ前記アンテナを前記真空容器内に、前記アンテナを構成する前記高周波電極の主面と前記基板の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しており、
更に前記アンテナは、前記高周波電極を２枚有していて当該２枚の高周波電極の間に、両高周波電極を冷却するものであって中に冷却媒体が流される冷却パイプを挟んだものを、前記誘電体ケース内に収納した構造をしており、
かつ前記各高周波電極の外側の主面と、それに対向する前記誘電体ケースの外面との間の距離を、前記２枚の高周波電極について互いに実質的に等しくしている、ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
アンテナに高周波電流を流すことによって真空容器内に誘導電界を発生させてプラズマを生成し、当該プラズマを用いて基板に処理を施す誘導結合型のプラズマ処理装置であって、
前記アンテナは、高周波電極を誘電体ケース内に収納した構造をしており、
前記高周波電極は、共に矩形板状をしている二つの電極導体を両者で全体として矩形板状を成すように互いに隙間をあけて近接させて平行に配置し、かつ両電極導体の長手方向の一方端同士を導体で接続した往復導体構造をしていて、当該二つの電極導体に前記高周波電流が互いに逆向きに流されるものであり、更に前記二つの電極導体の前記隙間側の辺に前記隙間を挟んで対向する切り欠きをそれぞれ設けて当該対向する切り欠きによって開口部を形成し、この開口部を複数、当該高周波電極の長手方向に分散させて配置した構造をしており、
かつ前記アンテナを前記真空容器内に、前記アンテナを構成する前記高周波電極の主面と前記基板の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しており、
更に前記アンテナは、前記高周波電極を２枚有していて各高周波電極の一方の主面に、当該高周波電極を冷却するものであって中に冷却媒体が流される冷却パイプをそれぞれ取り付け、かつ当該２枚の高周波電極を、その冷却パイプが内側に位置する向きで前記誘電体ケース内に収納した構造をしており、
かつ前記各高周波電極の外側の主面と、それに対向する前記誘電体ケースの外面との間の距離を、前記２枚の高周波電極について互いに実質的に等しくしている、ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
アンテナに高周波電流を流すことによって真空容器内に誘導電界を発生させてプラズマを生成し、当該プラズマを用いて基板に処理を施す誘導結合型のプラズマ処理装置であって、
前記アンテナは、高周波電極を誘電体ケース内に収納した構造をしており、
前記高周波電極は、共に矩形板状をしている二つの電極導体を両者で全体として矩形板状を成すように互いに隙間をあけて近接させて平行に配置し、かつ両電極導体の長手方向の一方端同士を導体で接続した往復導体構造をしていて、当該二つの電極導体に前記高周波電流が互いに逆向きに流されるものであり、更に前記二つの電極導体の前記隙間側の辺に前記隙間を挟んで対向する切り欠きをそれぞれ設けて当該対向する切り欠きによって開口部を形成し、この開口部を複数、当該高周波電極の長手方向に分散させて配置した構造をしており、
かつ前記アンテナを前記真空容器内に、前記アンテナを構成する前記高周波電極の主面と前記基板の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しており、
更に前記アンテナは、前記高周波電極の両主面に、当該高周波電極を冷却するものであって中に冷却媒体が流される冷却パイプを取り付けた構造をしており、
かつ前記高周波電極の両主面と、それに対向する前記誘電体ケースの外面との間の距離を互いに実質的に等しくしている、ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
アンテナに高周波電流を流すことによって真空容器内に誘導電界を発生させてプラズマを生成し、当該プラズマを用いて基板に処理を施す誘導結合型のプラズマ処理装置であって、
前記アンテナは、高周波電極を誘電体ケース内に収納した構造をしており、
前記高周波電極は、共に矩形板状をしている二つの電極導体を両者で全体として矩形板状を成すように互いに隙間をあけて近接させて平行に配置し、かつ両電極導体の長手方向の一方端同士を導体で接続した往復導体構造をしていて、当該二つの電極導体に前記高周波電流が互いに逆向きに流されるものであり、更に前記二つの電極導体の前記隙間側の辺に前記隙間を挟んで対向する切り欠きをそれぞれ設けて当該対向する切り欠きによって開口部を形成し、この開口部を複数、当該高周波電極の長手方向に分散させて配置した構造をしており、
かつ前記アンテナを前記真空容器内に、前記アンテナを構成する前記高周波電極の主面と前記基板の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しており、
更に前記高周波電極は、その内部に、当該高周波電極を冷却する冷却媒体が流される冷媒通路を有しており、
かつ前記高周波電極の両主面と、それに対向する前記誘電体ケースの外面との間の距離を互いに実質的に等しくしている、ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
アンテナに高周波電流を流すことによって真空容器内に誘導電界を発生させてプラズマを生成し、当該プラズマを用いて基板に処理を施す誘導結合型のプラズマ処理装置であって、
前記アンテナは、高周波電極を誘電体ケース内に収納した構造をしており、
前記高周波電極は、二つの電極導体を両者で全体として矩形板状を成すように互いに隙間をあけて近接させて平行に配置し、かつ両電極導体の長手方向の一方端同士を導体で接続した往復導体構造をしていて、当該二つの電極導体に前記高周波電流が互いに逆向きに流されるものであり、更に前記二つの電極導体の前記隙間側の辺に前記隙間を挟んで対向する切り欠きをそれぞれ設けて当該対向する切り欠きによって開口部を形成し、この開口部を複数、当該高周波電極の長手方向に分散させて配置した構造をしており、
かつ前記アンテナを前記真空容器内に、前記アンテナを構成する前記高周波電極の主面と前記基板の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しており、
更に前記高周波電極を構成する前記二つの電極導体は、それぞれが断面Ｕ字状に屈曲した一対の電極導体であって、その一方の電極導体の屈曲部とは反対側の二つの辺と、他方の電極導体の屈曲部とは反対側の二つの辺とが、前記隙間を挟んで対向するように配置されており、かつ当該各辺に前記切り欠きを設けて前記開口部を形成しており、
前記アンテナは、前記屈曲した各電極導体の間に、前記高周波電極を冷却するものであって中に冷却媒体が流される冷却パイプをそれぞれ挟んだものを、前記誘電体ケース内に収納した構造をしており、
かつ前記高周波電極の外側の二つの主面と、それに対向する前記誘電体ケースの外面との間の距離を、互いに実質的に等しくしている、ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
アンテナに高周波電流を流すことによって真空容器内に誘導電界を発生させてプラズマを生成し、当該プラズマを用いて基板に処理を施す誘導結合型のプラズマ処理装置であって、
前記アンテナは、高周波電極を誘電体ケース内に収納した構造をしており、
前記高周波電極は、二つの電極導体を両者で全体として矩形板状を成すように互いに隙間をあけて近接させて平行に配置し、かつ両電極導体の長手方向の一方端同士を導体で接続した往復導体構造をしていて、当該二つの電極導体に前記高周波電流が互いに逆向きに流されるものであり、更に前記二つの電極導体の前記隙間側の辺に前記隙間を挟んで対向する切り欠きをそれぞれ設けて当該対向する切り欠きによって開口部を形成し、この開口部を複数、当該高周波電極の長手方向に分散させて配置した構造をしており、
かつ前記アンテナを前記真空容器内に、前記アンテナを構成する前記高周波電極の主面と前記基板の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しており、
かつ前記アンテナは平面形状が実質的にまっすぐであり、当該アンテナを複数、前記基板の表面に沿って並列に配置しており、
更に、前記各アンテナに高周波電力をそれぞれ供給する複数の高周波電源と、
前記各アンテナに対してそれぞれ実質的に同じ場所に設けられていて、前記各アンテナが発生させる磁界の強さをそれぞれ検出する複数の磁気センサーと、
前記複数の磁気センサーからの出力に応答して、当該各出力がそれぞれ実質的に等しくなるように、前記各高周波電源から出力する高周波電力を制御する制御装置とを備えている、ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項７】
アンテナに高周波電流を流すことによって真空容器内に誘導電界を発生させてプラズマを生成し、当該プラズマを用いて基板に処理を施す誘導結合型のプラズマ処理装置であって、
前記アンテナは、高周波電極を誘電体ケース内に収納した構造をしており、
前記高周波電極は、二つの電極導体を両者で全体として矩形板状を成すように互いに隙間をあけて近接させて平行に配置し、かつ両電極導体の長手方向の一方端同士を導体で接続した往復導体構造をしていて、当該二つの電極導体に前記高周波電流が互いに逆向きに流されるものであり、更に前記二つの電極導体の前記隙間側の辺に前記隙間を挟んで対向する切り欠きをそれぞれ設けて当該対向する切り欠きによって開口部を形成し、この開口部を複数、当該高周波電極の長手方向に分散させて配置した構造をしており、
かつ前記アンテナを前記真空容器内に、前記アンテナを構成する前記高周波電極の主面と前記基板の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しており、
かつ前記アンテナは平面形状が実質的にまっすぐであり、当該アンテナを複数、前記基板の表面に沿って並列に配置しており、
更に、前記各アンテナに高周波電力をそれぞれ供給する複数の高周波電源と、
前記各アンテナに対してそれぞれ実質的に同じ場所に設けられていて、前記各アンテナが発生させる電界の強さをそれぞれ検出する複数の電界センサーと、
前記複数の電界センサーからの出力に応答して、当該各出力がそれぞれ実質的に等しくなるように、前記各高周波電源から出力する高周波電力を制御する制御装置とを備えている、ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項８】
アンテナに高周波電流を流すことによって真空容器内に誘導電界を発生させてプラズマを生成し、当該プラズマを用いて基板に処理を施す誘導結合型のプラズマ処理装置であって、
前記アンテナは、高周波電極を誘電体ケース内に収納した構造をしており、
前記高周波電極は、二つの電極導体を両者で全体として矩形板状を成すように互いに隙間をあけて近接させて平行に配置し、かつ両電極導体の長手方向の一方端同士を導体で接続した往復導体構造をしていて、当該二つの電極導体に前記高周波電流が互いに逆向きに流されるものであり、更に前記二つの電極導体の前記隙間側の辺に前記隙間を挟んで対向する切り欠きをそれぞれ設けて当該対向する切り欠きによって開口部を形成し、この開口部を複数、当該高周波電極の長手方向に分散させて配置した構造をしており、
かつ前記アンテナを前記真空容器内に、前記アンテナを構成する前記高周波電極の主面と前記基板の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しており、
かつ前記アンテナは平面形状が実質的にまっすぐであり、当該アンテナを複数、前記基板の表面に沿って並列に配置しており、
更に、前記各アンテナに高周波電力を供給するための高周波電源と、
前記高周波電源と前記各アンテナとの間に設けられていて、前記高周波電源から出力される高周波電力を前記各アンテナに分配するものであって、外部からの制御信号に応答して、前記各アンテナに分配する高周波電力の大きさが可変である分配回路と、
前記各アンテナに対してそれぞれ実質的に同じ場所に設けられていて、前記各アンテナが発生させる磁界の強さをそれぞれ検出する複数の磁気センサーと、
前記複数の磁気センサーからの出力に応答して、当該各出力がそれぞれ実質的に等しくなるように、前記分配回路によって前記各アンテナに分配する高周波電力の大きさを制御する制御装置とを備えている、ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項９】
アンテナに高周波電流を流すことによって真空容器内に誘導電界を発生させてプラズマを生成し、当該プラズマを用いて基板に処理を施す誘導結合型のプラズマ処理装置であって、
前記アンテナは、高周波電極を誘電体ケース内に収納した構造をしており、
前記高周波電極は、二つの電極導体を両者で全体として矩形板状を成すように互いに隙間をあけて近接させて平行に配置し、かつ両電極導体の長手方向の一方端同士を導体で接続した往復導体構造をしていて、当該二つの電極導体に前記高周波電流が互いに逆向きに流されるものであり、更に前記二つの電極導体の前記隙間側の辺に前記隙間を挟んで対向する切り欠きをそれぞれ設けて当該対向する切り欠きによって開口部を形成し、この開口部を複数、当該高周波電極の長手方向に分散させて配置した構造をしており、
かつ前記アンテナを前記真空容器内に、前記アンテナを構成する前記高周波電極の主面と前記基板の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しており、
かつ前記アンテナは平面形状が実質的にまっすぐであり、当該アンテナを複数、前記基板の表面に沿って並列に配置しており、
更に、前記各アンテナに高周波電力を供給するための高周波電源と、
前記高周波電源と前記各アンテナとの間に設けられていて、前記高周波電源から出力される高周波電力を前記各アンテナに分配するものであって、外部からの制御信号に応答して、前記各アンテナに分配する高周波電力の大きさが可変である分配回路と、
前記各アンテナに対してそれぞれ実質的に同じ場所に設けられていて、前記各アンテナが発生させる電界の強さをそれぞれ検出する複数の電界センサーと、
前記複数の電界センサーからの出力に応答して、当該各出力がそれぞれ実質的に等しくなるように、前記分配回路によって前記各アンテナに分配する高周波電力の大きさを制御する制御装置とを備えている、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】
この発明は、プラズマを用いて基板に、例えばプラズマＣＶＤ法による膜形成、エッチング、アッシング、スパッタリングによる膜形成等の処理を施すプラズマ処理装置に関し、より具体的には、アンテナに高周波電流を流すことによって発生する誘導電界によってプラズマを生成し、当該プラズマを用いて基板に処理を施す誘導結合型のプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のプラズマ処理装置であって、そのアンテナが、往復導体を構成する２枚の電極導体の内側の辺に複数の開口部を設けた構造の高周波電極を有している装置の一例が、特許文献１に記載されている。
【０００３】
この従来のプラズマ処理装置を、図１、図２を参照して要約して説明する。なお、図１では、図示を簡略化するために、誘電体板の図示は省略している。高周波電極および基板の板厚の図示も省略している。それらは図２を参照するものとする。
【０００４】
アンテナ６８を構成する高周波電極７０は、２枚の矩形板状の電極導体７１、７２を基板２の表面に沿う同一の平面上に位置するように互いに隙間７４をあけて近接させて平行に配置し、かつ両電極導体７１、７２の長手方向Ｘの一方端同士を導体（図に表れていない）で接続した往復導体構造をしていて、当該２枚の電極導体７１、７２に高周波電流ＩR が互いに逆向きに流されるものである（高周波だから、この高周波電流ＩR の向きは時間によって反転する。以下同様）。高周波電流ＩR の周波数は、例えば１３．５６ＭＨｚである。
【０００５】
かつ、２枚の電極導体７１、７２の隙間７４側の辺に隙間７４を挟んで対向する切り欠きをそれぞれ設けて当該対向する切り欠きによって開口部７７を形成し、この開口部７７を複数、高周波電極７０の長手方向Ｘに分散させて配置している。
【０００６】
高周波電極７０の下側近傍には、高周波電極７０の表面がプラズマ８２中の荷電粒子（主としてイオン）によってスパッタされることを防止する等のために、誘電体板８０が配置されている。
【０００７】
上記高周波電流ＩR によって、高周波電極７０の周囲に高周波磁界が発生し、それによって高周波電流ＩR と逆方向に誘導電界が発生する。この誘導電界によって、真空容器（図示省略）内において、電子が加速されてアンテナ６８の近傍（より具体的には誘電体板８０の下側近傍）でガスを電離させて誘電体板８０の下側近傍にプラズマ８２が発生する。高周波電極７０の主面に対向した位置に基板２が配置されており、上記プラズマ８２は基板２の近傍まで拡散し、このプラズマ８２によって基板２に前述した膜形成等の処理を施すことができる。
【０００８】
このプラズマ処理装置が奏する効果として、特許文献１には次の効果が記載されている。
【０００９】
アンテナ６８（より具体的にはその高周波電極７０）は、大局的に見ると往復導体構造をしていてその２枚の電極導体７１、７２に高周波電流ＩR が互いに逆向きに流されるので、往復導体７１、７２間に存在する相互インダクタンスのぶん、アンテナ６８の実効インダクタンスが小さくなる。従って、単なる平板状のアンテナに比べて、アンテナ６８の長手方向Ｘの両端部間に発生する電位差を小さく抑えることができ、それによってプラズマ電位を低く抑えると共にアンテナ６８の長手方向Ｘにおけるプラズマ密度分布の均一性を高めることができる。
【００１０】
また、高周波電極７０を流れる高周波電流ＩR について詳細に見ると、高周波電流ＩR は、表皮効果によって、主に２枚の電極導体７１、７２の端部を流れる傾向がある。その内でも、２枚の電極導体７１、７２の隙間７４側の辺に着目すると、ここでは互いに近接している辺に高周波電流ＩR が逆向きに流れるので、隙間７４と反対側の辺に比べて、インダクタンス（ひいてはインピーダンス）がより小さくなる。従って、隙間７４側の辺およびそこに形成されている開口部７７に沿って高周波電流ＩR がより多く流れることになる。その結果、各開口部７７は、アンテナ６８の長手方向Ｘに分散配置されたコイルと同様に機能するので、簡単な構造で、複数のコイルを直列接続したのと同様の構造を形成することができる。従って簡単な構造で、各開口部７７付近に強い磁場を発生させて、プラズマ生成効率を高めることができる。
【００１１】
ところで、図１、図２に示した従来のプラズマ処理装置によって基板２上に膜を形成してその膜厚分布を詳しく測定したところ、アンテナ６８の長手方向Ｘにおける膜厚分布に、開口部７７の配置に対応した脈動があり、この点になお課題のあることが分った。
【００１２】
上記膜厚分布を測定した結果の一例を図３に示す。この図３は、原料ガスとして四フッ化シリコンガス（ＳiＦ4 ）および窒素ガス（Ｎ2 ）の混合ガスを用いて、基板２上にフッ素化シリコン窒化膜（ＳiＮ：Ｆ）を形成して、図１の開口部列の中心軸上における各開口部７７の中心および隣り合う開口部７７間の中心のそれぞれ真下に位置する基板２上の各点（その幾つかを点ａ〜ｆで示す）の膜厚を測定したものである。このとき、開口部７７のピッチを４８ｍｍ、各開口部７７の直径を４０ｍｍ、アンテナ６８と基板２間の距離Ｌ1 を９５ｍｍとした。
【００１３】
この図３から分るように、各開口部７７の中心の真下（点ｂ、ｄ、ｆ等）では膜厚が小さく、隣り合う開口部７７間の中心の真下（点ａ、ｃ、ｅ等）では膜厚が大きく、アンテナ６８の長手方向Ｘにおける膜厚分布が、開口部７７の配置に対応して脈動している。なお、図３中のＸが負の値の測定位置については、上記説明から類推できよう。
【００１４】
上記高周波電流ＩR やプラズマ８２の振る舞いは、その近くに存在する様々な物体の影響を受けやすいので、理論的に明確に解明することは容易ではないけれども、図３に示すように膜厚が脈動するのは次のような作用によるものと考えられる。
【００１５】
（１）前述したように高周波電流ＩR は、表皮効果および低インピーダンス化によって高周波電極７０の隙間７４側の辺および各開口部７７の周縁部に多く流れるので、そこを流れる高周波電流ＩR によるプラズマ生成作用が強い。特に各開口部７７の両端部（アンテナ長手方向Ｘに直交する方向の両端部。即ちこの例の場合はＹ方向の両端部）７９では近くに逆向き電流が流れていないのでプラズマ生成作用が強く、当該両端部７９の下側部分８４（図２参照）に濃いプラズマが生成されるのに対して、各開口部７７の中心には高周波電流ＩR は流れないので、当該中心の下側部分８５に生成されるプラズマは淡く、従ってこれが、当該中心に対応する基板上の点ｂ、ｄ、ｆ等における膜厚を小さくする一因となる。一方、隣り合う開口部７７間の下側部分には、上記両端部７９の下側部分８４よりも淡いけれども開口部７７の中心の下側部分８５よりも濃いプラズマが生成される。従ってこれが、隣り合う開口部７７間の中心に対応する基板上の点、ａ、ｃ、ｅ等における膜厚を大きくする一因となる。このようにして、アンテナ６８の長手方向Ｘにおけるプラズマ密度に、開口部７７の配置に対応した濃淡が生じ、それが基板２上の膜厚分布に脈動を生じさせる原因となる。
【００１６】
（２）しかも、アンテナ６８を構成する高周波電極７０の主面と基板２とが平行平板電極のように対向しているので、高周波電極７０に高周波電流ＩR を流すことによって高周波電極７０の電位が上昇すると、高周波電極７０と基板２との間にほぼ一様な（擬一様な）電界が生じる。即ち、図２に示す例のように、高周波電極７０の主面と基板２との間にほぼ平坦な等電位面８６が生じる。このような平坦な等電位面８６の場合、アンテナ６８（より具体的にはその誘電体板８０）の下側近傍で生成されたプラズマ８２が基板２側へ拡散するとき、プラズマ８２は横方向へは拡散しにくいので、上記（１）で生じたプラズマ密度の濃淡が基板２上にそのまま転写されやすい。これも基板２上の膜厚分布に脈動を生じさせる原因となる。
【００１７】
なお、アンテナ６８と基板２との間の距離Ｌ1 を大きくすると、基板２に達するまでにプラズマ８２の横方向への拡散が大きくなるので、基板２付近では上記プラズマ密度の濃淡を緩和して基板処理の均一性を高めることができると考えられるけれども、そのようにすると、アンテナ６８と基板２間の距離が大きくなってプラズマ処理装置が大型化するという別の課題が生じる。
【００１８】
これに対して、上記のような従来の装置の課題を解決することのできるプラズマ処理装置が、本願と同一の出願人によって別に出願されている（特願２０１３−１７３１６０）。
【００１９】
この別出願に係るプラズマ処理装置の一例を、図４、図５を参照して要約して説明する。なお、図４では、図示を簡略化するために、誘電体ケースの図示は省略している。高周波電極および基板の板厚の図示も省略している。それらは図５を参照するものとする。
【００２０】
この例では、アンテナ２８を二つ有している。各アンテナ２８は、高周波電極３０を誘電体ケース４０内に収納した構造をしている。高周波電極３０は高周波電流ＩR を流すことによって発熱するので、高周波電極３０の一方の主面に、当該高周波電極３０を冷却する冷却パイプ４２が取り付けられている。誘電体ケース４０によって、その内部の高周波電極３０等の表面がプラズマ５０中の荷電粒子（主としてイオン）によってスパッタされるのを防止することができる。
【００２１】
各アンテナ２８を構成する高周波電極３０は、共にＸ方向に長い矩形板状をしている２枚の電極導体３１、３２を両者で全体として矩形板状を成すように互いに隙間３４をあけて近接させて平行に配置し、かつ両電極導体３１、３２の長手方向Ｘの一方端同士を導体（図に表れていない）で接続した往復導体構造をしていて、当該２枚の電極導体３１、３２に高周波電流ＩR が互いに逆向きに流される。
【００２２】
かつ、各高周波電極３０を構成する２枚の電極導体３１、３２の隙間３４側の辺に隙間３４を挟んで対向する切り欠きをそれぞれ設けて当該対向する切り欠きによって開口部３７を形成し、この開口部３７を複数、高周波電極３０の長手方向Ｘに分散させて配置している。
【００２３】
そして、上記アンテナ２８を、真空容器（図示省略）内に、各アンテナ２８を構成する高周波電極３０の主面（即ち、板状物の大きい方の面）と基板２の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置している。
【００２４】
各アンテナ２８を構成する高周波電極３０に上記のように高周波電流ＩR を流すことによって、各高周波電極３０の周囲に高周波磁界が発生し、それによって高周波電流ＩR と逆方向に誘導電界が発生する。この誘導電界によって、真空容器内において、電子が加速されてアンテナ２８の近傍のガスを電離させて誘電体ケース４０の外側近傍にプラズマ５０が発生する。このプラズマ５０は基板２の近傍まで拡散し、このプラズマ５０によって基板２に前述した膜形成等の処理を施すことができる。
【００２５】
この別出願に係るプラズマ処理装置も、各アンテナ２８を構成する高周波電極３０は、大局的に見ると往復導体構造をしており、かつ各高周波電極３０に複数の開口部３７を長手方向Ｘに分散させて配置した構造をしているので、前述した従来のプラズマ処理装置が奏する前記効果と同様の効果を奏することができる。
【００２６】
更に、この別出願に係るプラズマ処理装置によれば、前述した従来の装置と違って、アンテナ２８と基板２間の距離を敢えて大きくしなくても、アンテナ２８を構成する高周波電極３０の開口部３７の配置に対応したプラズマの濃淡を基板２付近において緩和して、アンテナ２８の長手方向Ｘにおける基板処理の均一性を高めることができる。このことを、膜厚測定結果を参照しながらより詳しく説明する。
【００２７】
上記プラズマ処理装置によって基板２上に膜を形成して、その膜厚分布を詳しく測定した結果の一例を図６に示す。この図６は、原料ガスとして四フッ化シリコンガス（ＳiＦ4 ）および窒素ガス（Ｎ2 ）の混合ガスを用いて、基板２上にフッ素化シリコン窒化膜（ＳiＮ：Ｆ）を形成して、図４に示す縦配置の二つのアンテナ２８間の中央の軸２９上における複数の点（その幾つかを点Ａ〜Ｆで示す）の膜厚を測定したものである。各アンテナ２８を構成する高周波電極３０の開口部３７の中心および隣り合う開口部３７間の中心のそれぞれ真下に位置する基板２上の各点（その幾つかを点ａ〜ｆで示す）のＹ方向の中間点が、上記中央の軸２９上の各点Ａ〜Ｆ等である。なお、図６中の点ＦよりもＸの値が大きい測定位置およびＸが負の値の測定位置については、上記説明から類推できよう。
【００２８】
このとき、開口部３７のピッチを３５ｍｍ、各開口部３７の直径を３０ｍｍ、二つのアンテナ２８間の間隔を１２５ｍｍ、各アンテナ２８と基板２間の距離Ｌ2 を１００ｍｍとした。
【００２９】
この図６から分るように、アンテナ２８の長手方向Ｘにおける膜厚に、前述した従来の装置の場合に見られたような脈動（図３参照）は生じておらず、均一性の良い膜厚分布が得られている。このような良好な結果が得られるのは、次のような作用によるものと考えられる。
【００３０】
（１）この装置ではアンテナ２８をその高周波電極３０の主面と基板２の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しているので、従来の装置の場合と同様の理由によって、誘電体ケース４０の外側近傍であって、高周波電極３０の各開口部３７の両端部（アンテナ長手方向Ｘに直交する方向の両端部、即ちこの装置の場合はアンテナ２８を縦向きに配置しているからＺ方向の両端部）３９の側方部分６４に濃いプラズマが生じ、各開口部３７の中心の側方部分６５に淡いプラズマが生じても、この装置では従来の装置の場合と違って、当該プラズマの濃淡は基板表面に対して上下方向に位置することになる。従って、プラズマ５０が基板２側に拡散する途中で、上記プラズマの濃淡は互いに混ざり合ってある程度平均化されるので、基板２付近において上記プラズマ５０の濃淡は緩和されやすい。
【００３１】
（２）しかも、アンテナ２８をその高周波電極３０の主面と基板２の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しているので、高周波電極３０に高周波電流ＩR を流すことによって高周波電極３０の電位が上昇すると、高周波電極３０と基板２との間に生じる等電位面６６は、図５に示す例のように、基板２の近く以外では高周波電極３０の下方を谷とする曲面状になる。従って、誘電体ケース４０の外側近傍で生成されたプラズマ５０が基板２側へ拡散するとき、プラズマ５０は横方向へも拡散しやすくなり、この観点からも高周波電極３０の開口部３７の配置に対応したプラズマの濃淡を基板２付近において緩和しやすくなる。
【００３２】
上記（１）および（２）の作用によって、アンテナ２８と基板２間の距離を敢えて大きくしなくても、アンテナ２８を構成する高周波電極３０の開口部３７の配置に対応したプラズマの濃淡を基板２付近において緩和して、アンテナ２８の長手方向Ｘにおける基板処理の均一性を高めることができる。例えば、基板２上に膜を形成する場合、アンテナ２８の長手方向Ｘにおける膜厚分布の均一性を高めることができる。
【００３３】
更に、アンテナ２８と基板２間の距離を敢えて大きくする必要がなくなるので、真空容器ひいてはプラズマ処理装置の大型化を防止することができる。また、真空容器の真空排気に要する時間を短縮することができる。アンテナ２８を縦配置にしてアンテナ２８が真空容器内へ突き出すぶんを考慮しても、真空容器ひいてはプラズマ処理装置の大型化を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３４】
【特許文献１】特許第５０１８９９４号公報（段落００１２−００１４、図１、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３５】
上記別出願に係るプラズマ処理装置においては、図５に示した例のように、アンテナ２８を構成する高周波電極３０の一方の主面に冷却パイプ４２を取り付けていて、高周波電極３０の左右（即ち、長手方向Ｘに直交するＹ方向における両側。以下同様）の主面と、それに対向する誘電体ケース４０の外面（即ち側面の外面）との間の距離Ｌ3 、Ｌ4 が互いに異なるため（図示例ではＬ3 ＞Ｌ4 ）、詳しく見ると、アンテナ２８を用いて発生させるプラズマ５０の密度がアンテナ２８の左右で互いに異なる、という点になお改善の余地のあることが分った。これは、上記距離（Ｌ3 、Ｌ4 ）が小さい方が、高周波電極３０のより近くにおいてより強い磁場を利用してより濃いプラズマ５０を生成することができるからである。即ち、図５に示す例のアンテナ２８の場合は、アンテナ２８の右側で発生させるプラズマ５０の方が左側で発生させるプラズマ５０よりも濃くなる。
【００３６】
このようにアンテナ２８の左右でプラズマ密度に差があると、当該左右方向（即ちＹ方向）における基板処理の均一性を低下させる原因となる。
【００３７】
この場合も、アンテナ２８と基板２との間の距離Ｌ2 を大きくすると、基板２に達するまでにプラズマ５０のＹ方向への拡散が大きくなるので、基板２付近では上記プラズマ密度の濃淡を緩和して基板処理の均一性を高めることができると考えられるけれども、そのようにすると、前記と同様に、アンテナ２８と基板２間の距離が大きくなってプラズマ処理装置が大型化するという別の課題が生じる。
【００３８】
そこでこの発明は、上記のような点を更に改善して、上記のようなアンテナを用いて発生させるプラズマの密度をアンテナの左右において均一化することを一つの目的としている。
【００３９】
また、上記のようなアンテナ２８であって平面形状が実質的にまっすぐなアンテナ２８を複数、基板２の表面に沿って並列に配置している場合、詳しく見ると、例えば各アンテナ２８を構成する高周波電極３０の温度上昇の違いによるインピーダンスの違い、各アンテナ２８への高周波電力供給回路におけるインピーダンスの違い等が生じると、それによって、各アンテナ２８が発生させる磁界の強さの均一性が低下して、複数のアンテナ２８の並列方向におけるプラズマの均一性が低下する可能性が生じる、という点になお改善の余地がある。そこでこのような点を更に改善することをこの発明の他の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
この発明に係るプラズマ処理装置の一つは、アンテナに高周波電流を流すことによって真空容器内に誘導電界を発生させてプラズマを生成し、当該プラズマを用いて基板に処理を施す誘導結合型のプラズマ処理装置であって、前記アンテナは、高周波電極を誘電体ケース内に収納した構造をしており、前記高周波電極は、共に矩形板状をしている二つの電極導体を両者で全体として矩形板状を成すように互いに隙間をあけて近接させて平行に配置し、かつ両電極導体の長手方向の一方端同士を導体で接続した往復導体構造をしていて、当該二つの電極導体に前記高周波電流が互いに逆向きに流されるものであり、更に前記二つの電極導体の前記隙間側の辺に前記隙間を挟んで対向する切り欠きをそれぞれ設けて当該対向する切り欠きによって開口部を形成し、この開口部を複数、当該高周波電極の長手方向に分散させて配置した構造をしており、かつ前記アンテナを前記真空容器内に、前記アンテナを構成する前記高周波電極の主面と前記基板の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しており、更に前記アンテナは、前記高周波電極を２枚有していて当該２枚の高周波電極の間に、両高周波電極を冷却するものであって中に冷却媒体が流される冷却パイプを挟んだものを前記誘電体ケース内に収納した構造をしており、かつ前記各高周波電極の外側の主面と、それに対向する前記誘電体ケースの外面との間の距離を、前記２枚の高周波電極について互いに実質的に等しくしている、ことを特徴としている。
【００４１】
前記アンテナは、前記高周波電極を２枚有していて各高周波電極の一方の主面に、当該高周波電極を冷却するものであって中に冷却媒体が流される冷却パイプをそれぞれ取り付け、かつ当該２枚の高周波電極を、その冷却パイプが内側に位置する向きで前記誘電体ケース内に収納した構造をしており、かつ前記各高周波電極の外側の主面と、それに対向する前記誘電体ケースの外面との間の距離を、前記２枚の高周波電極について互いに実質的に等しくしている、という構造を採用しても良い。
【００４２】
前記アンテナは、前記高周波電極の両主面に、当該高周波電極を冷却するものであって中に冷却媒体が流される冷却パイプを取り付けた構造をしており、かつ前記高周波電極の両主面と、それに対向する前記誘電体ケースの外面との間の距離を互いに実質的に等しくしている、という構造を採用しても良い。
【００４３】
前記アンテナは、それを構成する高周波電極の内部に、当該高周波電極を冷却する冷却媒体が流される冷媒通路を有しており、かつ当該高周波電極の両主面と、それに対向する前記誘電体ケースの外面との間の距離を互いに実質的に等しくしている、という構造を採用しても良い。
【００４４】
前記アンテナを構成する高周波電極は、それぞれが断面Ｕ字状に屈曲した二つの電極導体を有していて、前記アンテナは、当該屈曲した各電極導体の間に冷却パイプをそれぞれ挟んだものを誘電体ケース内に収納した構造をしており、かつ高周波電極の外側の二つの主面と、それに対向する誘電体ケースの外面との間の距離を互いに実質的に等しくしている、という構造を採用しても良い。
【００４５】
この発明に係るプラズマ処理装置の他の一つは、アンテナに高周波電流を流すことによって真空容器内に誘導電界を発生させてプラズマを生成し、当該プラズマを用いて基板に処理を施す誘導結合型のプラズマ処理装置であって、前記アンテナは、高周波電極を誘電体ケース内に収納した構造をしており、前記高周波電極は、二つの電極導体を両者で全体として矩形板状を成すように互いに隙間をあけて近接させて平行に配置し、かつ両電極導体の長手方向の一方端同士を導体で接続した往復導体構造をしていて、当該二つの電極導体に前記高周波電流が互いに逆向きに流されるものであり、更に前記二つの電極導体の前記隙間側の辺に前記隙間を挟んで対向する切り欠きをそれぞれ設けて当該対向する切り欠きによって開口部を形成し、この開口部を複数、当該高周波電極の長手方向に分散させて配置した構造をしており、かつ前記アンテナを前記真空容器内に、前記アンテナを構成する前記高周波電極の主面と前記基板の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しており、かつ前記アンテナは平面形状が実質的にまっすぐであり、当該アンテナを複数、前記基板の表面に沿って並列に配置しており、更に、前記各アンテナに高周波電力をそれぞれ供給する複数の高周波電源と、前記各アンテナに対してそれぞれ実質的に同じ場所に設けられていて、前記各アンテナが発生させる磁界の強さをそれぞれ検出する複数の磁気センサーと、前記複数の磁気センサーからの出力に応答して、当該各出力がそれぞれ実質的に等しくなるように、前記各高周波電源から出力する高周波電力を制御する制御装置とを備えている、ことを特徴としている。
【００４６】
前記複数の磁気センサーの代わりに、各アンテナが発生させる電界の強さをそれぞれ検出する複数の電界センサーを設けても良い。
【００４７】
各アンテナに高周波電力をそれぞれ供給する複数の高周波電源を設ける代わりに、各アンテナに高周波電力を供給するための高周波電源と、当該高周波電源から出力される高周波電力を各アンテナに分配するものであって、外部からの制御信号に応答して、各アンテナに分配する高周波電力の大きさが可変である分配回路とを設けても良い。
【発明の効果】
【００４８】
請求項１に記載の発明によれば、（ａ）アンテナをその高周波電極の主面と基板の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しているので、高周波電極の各開口部の中心と両端部とに対応する部分にプラズマの濃淡が生じても、当該プラズマの濃淡は基板表面に対して上下方向に位置することになり、プラズマが基板側へ拡散する途中で互いに混ざり合って濃淡が緩和されやすい。しかも、高周波電極と基板間の等電位面は、基板近く以外では高周波電極の下方を谷とする曲面状になるので、プラズマが基板側へ拡散するときに横方向へも拡散しやすくなり、この観点からも高周波電極の開口部の配置に対応したプラズマの濃淡を基板付近において緩和しやすくなる。
【００４９】
（ｂ）その結果、アンテナと基板間の距離を敢えて大きくしなくても、アンテナを構成する高周波電極の開口部の配置に対応したプラズマの濃淡を基板付近において緩和して、アンテナの長手方向における基板処理の均一性を高めることができる。更に、アンテナと基板間の距離を敢えて大きくする必要がなくなるので、真空容器ひいてはプラズマ処理装置の大型化を防止することができる。
【００５０】
（ｃ）更に、アンテナは、高周波電極を２枚有していて当該２枚の高周波電極の間に冷却パイプを挟んだものを誘電体ケース内に収納した構造をしており、かつ各高周波電極の外側の主面と、それに対向する誘電体ケースの外面との間の距離を、前記２枚の高周波電極について互いに実質的に等しくしているので、当該アンテナを用いて発生させるプラズマの密度をアンテナの左右において均一化することができる。
【００５１】
（ｄ）その結果、アンテナの左右方向においても基板処理の均一性を高めることができる。更に、アンテナと基板間の距離を敢えて大きくする必要がなくなるので、真空容器ひいてはプラズマ処理装置の大型化を防止することができる。
【００５２】
（ｅ）つまり、この発明によれば、上述したようにアンテナの長手方向における基板処理の均一性を高めることができると共に、アンテナの左右方向においても基板処理の均一性を高めることができるので、両効果が相俟って、アンテナと基板間の距離を敢えて大きくしなくても、基板面内の２次元における処理の均一性を高めることができる。
【００５３】
請求項２に記載の発明によれば、アンテナをその高周波電極の主面と基板の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しているので、請求項１に記載の発明の上記（ａ）、（ｂ）に示す効果と同様の効果を奏する。
【００５４】
更に、アンテナは、高周波電極を２枚有していて各高周波電極の一方の主面に冷却パイプをそれぞれ取り付け、かつ当該２枚の高周波電極を、その冷却パイプが内側に位置する向きで前記誘電体ケース内に収納した構造をしており、かつ各高周波電極の外側の主面と、それに対向する誘電体ケースの外面との間の距離を、前記２枚の高周波電極について互いに実質的に等しくしているので、当該アンテナを用いて発生させるプラズマの密度をアンテナの左右において均一化することができる。
【００５５】
その結果、請求項１に記載の発明の上記（ｄ）、（ｅ）に示す効果と同様の効果を奏することができる。
【００５６】
請求項３に記載の発明によれば、アンテナをその高周波電極の主面と基板の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しているので、請求項１に記載の発明の上記（ａ）、（ｂ）に示す効果と同様の効果を奏する。
【００５７】
更に、アンテナは、高周波電極の両主面に冷却パイプを取り付けた構造をしており、かつ当該高周波電極の両主面と、それに対向する誘電体ケースの外面との間の距離を互いに実質的に等しくしているので、当該アンテナを用いて発生させるプラズマの密度をアンテナの左右において均一化することができる。
【００５８】
その結果、請求項１に記載の発明の上記（ｄ）、（ｅ）に示す効果と同様の効果を奏することができる。
【００５９】
請求項４に記載の発明によれば、アンテナをその高周波電極の主面と基板の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しているので、請求項１に記載の発明の上記（ａ）、（ｂ）に示す効果と同様の効果を奏する。
【００６０】
更に、アンテナは、それを構成する高周波電極の内部に冷媒通路を有しており、かつ当該高周波電極の両主面と、それに対向する誘電体ケースの外面との間の距離を互いに実質的に等しくしているので、当該アンテナを用いて発生させるプラズマの密度をアンテナの左右において均一化することができる。
【００６１】
その結果、請求項１に記載の発明の上記（ｄ）、（ｅ）に示す効果と同様の効果を奏することができる。
【００６２】
請求項５に記載の発明によれば、アンテナをその高周波電極の主面と基板の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しているので、請求項１に記載の発明の上記（ａ）、（ｂ）に示す効果と同様の効果を奏する。
【００６３】
更に、アンテナを構成する高周波電極は、それぞれが断面Ｕ字状に屈曲した二つの電極導体を有していて、アンテナは、当該屈曲した各電極導体の間に冷却パイプをそれぞれ挟んだものを誘電体ケース内に収納した構造をしており、かつ高周波電極の外側の二つの主面と、それに対向する誘電体ケースの外面との間の距離を互いに実質的に等しくしているので、当該アンテナを用いて発生させるプラズマの密度をアンテナの左右において均一化することができる。その結果、請求項１に記載の発明の上記（ｄ）、（ｅ）に示す効果と同様の効果を奏することができる。
【００６４】
（ｆ）更に、二つの電極導体を上記のように屈曲した構造にしているので、角張った部分が少なくなり、高周波電力投入時の高周波電極周りにおける電界集中を緩和することができる。その結果、異常放電発生を抑制することができる。
【００６５】
請求項６に記載の発明によれば、アンテナをその高周波電極の主面と基板の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しているので、請求項１に記載の発明の上記（ａ）、（ｂ）に示す効果と同様の効果を奏する。
【００６６】
更に、平面形状が実質的にまっすぐなアンテナを複数、基板の表面に沿って互いに並列に配置しているので、より大面積のプラズマを生成して、より大面積の基板に処理を施すことができる。
【００６７】
更に、複数の磁気センサーからの出力に応答して、当該各出力がそれぞれ実質的に等しくなるように、各高周波電源から出力する高周波電力を制御することができ、それによって各アンテナが発生させる磁界の強さを均一化することができるので、複数のアンテナの並列方向におけるプラズマの均一性を向上させることができる。
【００６８】
（ｇ）その結果、この発明によれば、上述したようにアンテナの長手方向における基板処理の均一性を高めることができると共に、複数のアンテナの並列方向においてもプラズマの均一性を向上させて基板処理の均一性を高めることができるので、両効果が相俟って、アンテナと基板間の距離を敢えて大きくしなくても、基板面内の２次元における処理の均一性を高めることができる。
【００６９】
請求項７に記載の発明によれば、アンテナをその高周波電極の主面と基板の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しているので、請求項１に記載の発明の上記（ａ）、（ｂ）に示す効果と同様の効果を奏する。
【００７０】
更に、平面形状が実質的にまっすぐなアンテナを複数、基板の表面に沿って互いに並列に配置しているので、より大面積のプラズマを生成して、より大面積の基板に処理を施すことができる。
【００７１】
更に、複数の電界センサーからの出力に応答して、当該各出力がそれぞれ実質的に等しくなるように、各高周波電源から出力する高周波電力を制御することができ、それによって各アンテナが発生させる電界の強さを均一化することができるので、複数のアンテナの並列方向におけるプラズマの均一性を向上させることができる。
【００７２】
その結果、請求項６に記載の発明の上記（ｇ）に示す効果と同様の効果を奏することができる。
【００７３】
請求項８に記載の発明によれば、アンテナをその高周波電極の主面と基板の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しているので、請求項１に記載の発明の上記（ａ）、（ｂ）に示す効果と同様の効果を奏する。
【００７４】
更に、平面形状が実質的にまっすぐなアンテナを複数、基板の表面に沿って互いに並列に配置しているので、より大面積のプラズマを生成して、より大面積の基板に処理を施すことができる。
【００７５】
更に、複数の磁気センサーからの出力に応答して、当該各出力がそれぞれ実質的に等しくなるように、分配回路によって各アンテナに分配する高周波電力の大きさを制御することができ、それによって各アンテナが発生させる磁界の強さを均一化することができるので、複数のアンテナの並列方向におけるプラズマの均一性を向上させることができる。
【００７６】
その結果、請求項６に記載の発明の上記（ｇ）に示す効果と同様の効果を奏することができる。
【００７７】
請求項９に記載の発明によれば、アンテナをその高周波電極の主面と基板の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しているので、請求項１に記載の発明の上記（ａ）、（ｂ）に示す効果と同様の効果を奏する。
【００７８】
更に、平面形状が実質的にまっすぐなアンテナを複数、基板の表面に沿って互いに並列に配置しているので、より大面積のプラズマを生成して、より大面積の基板に処理を施すことができる。
【００７９】
更に、複数の電界センサーからの出力に応答して、当該各出力がそれぞれ実質的に等しくなるように、分配回路によって各アンテナに分配する高周波電力の大きさを制御することができ、それによって各アンテナが発生させる電界の強さを均一化することができるので、複数のアンテナの並列方向におけるプラズマの均一性を向上させることができる。
【００８０】
その結果、請求項６に記載の発明の上記（ｇ）に示す効果と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】従来のプラズマ処理装置のアンテナおよび基板を部分的に示す概略斜視図であり、誘電体板の図示は省略している。
【図２】図１の装置におけるアンテナと基板との間の等電位面の概略例を示す図であり、誘電体板も図示している。
【図３】図１の装置によって基板上に形成した膜の膜厚分布を測定した結果の一例を示す図である。
【図４】別出願に係るプラズマ処理装置のアンテナおよび基板を部分的に示す概略斜視図であり、誘電体ケースの図示は省略している。
【図５】図４の装置における一つのアンテナと基板との間の等電位面の概略例を示す図であり、誘電体ケースも図示している。
【図６】図４の装置によって基板上に形成した膜の膜厚分布を測定した結果の一例を示す図である。
【図７】この発明に係るプラズマ処理装置の一実施形態を示す概略断面図である。
【図８】図７に示す装置中の一つのアンテナ周りを矢印Ｈ−Ｈ方向に見て示す概略断面図である。
【図９】図８に示すアンテナを構成する一つの高周波電極の正面図であり、冷却パイプの図示は省略している。
【図１０】図７に示す装置中のアンテナの一つを拡大して示す断面図である。
【図１１】アンテナの他の例を示す断面図であり、図１０に対応している。
【図１２】アンテナの更に他の例を示す断面図であり、図１０に対応している。
【図１３】アンテナの更に他の例を示す断面図であり、図１０に対応している。
【図１４】図１３に示すアンテナを矢印Ｉ−Ｉ方向に見て、真空容器等と共に示す概略断面図であり、図８に対応している。
【図１５】アンテナの更に他の例を示す断面図であり、図１０に対応している。
【図１６】複数のアンテナを並列に配置した装置の一例を示す図であり、各アンテナの誘電体ケースは図示を省略している。
【図１７】センサーが磁気センサーである場合の、図１６に示す装置中の一つのアンテナおよび磁気センサー周りを拡大して示す側面図であり、誘電体ケースは図示を省略している。
【図１８】図１７中の線Ｊ−Ｊに沿う断面図であり、誘電体ケースも図示している。
【図１９】センサーが電界センサーである場合の、図１６に示す装置中の一つのアンテナおよび電界センサー周りを拡大して示す側面図であり、誘電体ケースは図示を省略している。
【図２０】図１９中の線Ｋ−Ｋに沿う断面図であり、誘電体ケースも図示している。
【図２１】複数のアンテナを並列に配置した装置の他の例を示す図であり、各アンテナの誘電体ケースは図示を省略している。
【発明を実施するための形態】
【００８２】
この発明に係るプラズマ処理装置の一実施形態を図７〜図１０を参照して説明する。なお、以下においては、説明を分りやすくする等のために、図４〜図６に示した例と同一または相当する部分には同一符号を付している。
【００８３】
アンテナ２８等の向きを表すために、一点で互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を各図中に記載している。Ｚ方向は基板２の表面に立てた垂線３に平行な方向であり、Ｙ方向は当該垂線３に直交する方向であり、これらは表現を簡略化して、それぞれ、上下方向Ｚ、左右方向Ｙと呼ぶ場合がある。Ｘ方向は、垂線３に直交する方向であり、かつアンテナ２８の長手方向である。例えば、Ｘ方向およびＹ方向は水平方向であり、Ｚ方向は垂直方向であるが、これに限られるものではない。
【００８４】
この装置は、アンテナ２８に高周波電源６０から高周波電流ＩR を流すことによって真空容器４内に誘導電界を発生させて当該誘導電界によってプラズマ５０を生成し、このプラズマ５０を用いて基板２に処理を施す誘導結合型のプラズマ処理装置である。
【００８５】
この実施形態では、アンテナ２８は、その平面形状がＸ方向において実質的にまっすぐなものである。この出願において、「実質的にまっすぐ」というのは、文字どおりまっすぐな状態だけでなく、まっすぐに近い状態（ほぼまっすぐな状態）をも含む意味である。
【００８６】
真空容器４内には、基板２を保持するホルダ１０が設けられている。
【００８７】
基板２は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の表示装置用の基板、フレキシブルディスプレイ用のフレキシブル基板、太陽電池等の半導体デバイス用の基板等であるが、これに限られるものではない。
【００８８】
基板２の平面形状は、例えば円形、四角形等であり、特定の形状に限定されない。
【００８９】
基板２に施す処理は、例えば、プラズマＣＶＤ法による膜形成、エッチング、アッシング、スパッタリングによる膜形成等である。
【００９０】
このプラズマ処理装置は、プラズマＣＶＤ法によって膜形成を行う場合はプラズマＣＶＤ装置、エッチングを行う場合はプラズマエッチング装置、アッシングを行う場合はプラズマアッシング装置、スパッタリングを行う場合はプラズマスパッタリング装置とも呼ばれる。
【００９１】
このプラズマ処理装置は、例えば金属製の真空容器４を備えており、その内部は真空排気口８を通して真空排気される。
【００９２】
真空容器４内には、ガス導入管２２を通してガス２４が導入される。ガス導入管２２は、この例では、各アンテナ２８の長手方向Ｘに複数本ずつ配置されている。
【００９３】
ガス２４は、基板２に施す処理内容に応じたものにすれば良い。例えば、プラズマＣＶＤ法によって基板２に膜形成を行う場合は、ガス２４は原料ガスである。より具体例を挙げると、原料ガスがＳiＨ4 の場合はＳi 膜を、ＳiＨ4 ＋Ｏ2 の場合はＳiＯ2 膜を、ＳiＨ4 ＋ＮＨ3 の場合はＳiＮ：Ｈ膜（水素化シリコン窒化膜）を、原料ガスがＳiＦ4 ＋Ｎ2 の場合はＳiＮ：Ｆ膜（フッ素化シリコン窒化膜）を、それぞれ基板２の表面に形成することができる。
【００９４】
この実施形態では、アンテナ２８を二つ有している。但し、アンテナ２８の数は、一つ以上で任意である。各アンテナ２８は、高周波電極３０を誘電体ケース（即ち、誘電体製のケース）４０内に収納した構造をしている。誘電体ケース４０によって、その内部の高周波電極３０等の表面がプラズマ５０中の荷電粒子（主としてイオン）によってスパッタされるのを防止することができる。
【００９５】
誘電体ケース４０は、例えば、石英、アルミナ、シリコンカーバイド等のセラミックス、あるいはシリコン板等で形成されている。
【００９６】
そして、上記アンテナ２８を、真空容器４内に、各アンテナ２８を構成する高周波電極３０の主面（即ち、板状物の大きい方の面）と基板２の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置している。この出願において、「実質的に垂直」というのは、文字どおり垂直な状態だけでなく、垂直に近い状態（ほぼ垂直な状態）をも含む意味である。
【００９７】
真空容器４の天井面６に、アンテナ２８の長さに対応した開口部７がこの例では二つ設けられており、各開口部７の下部にアンテナ２８がそれぞれ設けられている。各アンテナ２８の誘電体ケース４０は、この例では、天井面６の内面に固定されている。
【００９８】
各開口部７は、蓋板４４によって蓋をされており、各蓋板４４と天井面６との間には真空シール用のパッキン５２が設けられている。後述するフィードスルー４６、４７が各蓋板４４を貫通しており、その貫通部には真空シール用のパッキン５３が設けられている。各蓋板４４は、例えば石英、アルミナ等の誘電体製でも良いし、フィードスルー４６、４７の貫通部の電気絶縁を確保すれば金属製でも良い。金属製にすれば、各アンテナ２８からの高周波が開口部７を通して外へ漏れるのを防止することが容易になる。
【００９９】
この例では、各アンテナ２８の誘電体ケース４０と天井面６との間に真空シール用のパッキンは設けていない。従って、各誘電体ケース４０の内側も、外側と同様に、真空容器４内の雰囲気になる。そのようにしても、各誘電体ケース４０内でプラズマは発生しない。各誘電体ケース４０内の空間が小さくて、プラズマが発生するほどの電子走行距離が取れない等の理由による。つまりプラズマ５０は、各誘電体ケース４０の外側で発生する（例えば図７参照）。但し、誘電体ケース４０と真空容器４（より具体的にはその天井面６）との間に真空シール用のパッキンを設けて、誘電体ケース４０内を大気側にしても良い。その場合は、上記パッキン５３は不要である。後述する他の例においても同様である。
【０１００】
各アンテナ２８を構成する各高周波電極３０は、共にＸ方向に長い矩形板状をしている２枚の電極導体３１、３２を両者で全体として矩形板状を成すように（より具体的には、上記２枚の電極導体３１、３２を、基板２の表面に垂直な同一の平面上、即ちこの例ではＸＺ平面に平行な同一平面上に位置するように）、互いに隙間３４をあけて近接させて平行に配置した構成をしている。かつ、両電極導体３１、３２の長手方向Ｘの一方端同士を導体３３で接続している。これによって、各高周波電極３０は往復導体構造をしている。導体３３は、この例では両電極導体３１、３２と一体のものであるが、別体のものでも良い。また、後述する冷却パイプ４２が導体３３を兼ねていても良い。後述する他の例のアンテナ２８においても同様である。
【０１０１】
各電極導体３１、３２および導体３３の材質は、例えば、銅（より具体的には無酸素銅）、アルミニウム等であるが、これに限られるものではない。
【０１０２】
各高周波電極３０を構成する２枚の電極導体３１、３２の隙間３４側の辺（換言すれば内側の辺）３１ａ、３２ａ（図９参照）に、隙間３４を挟んで対向する切り欠き３５、３６をそれぞれ設けて、当該対向する切り欠き３５、３６によって開口部３７を形成し、この開口部３７を複数、アンテナ２８の長手方向Ｘに分散させて配置している。開口部３７の数は図示例のものに限られない。後述する他の例のアンテナ２８についても同様である。
【０１０３】
各切り欠き３５、３６は、隙間３４を中心にして対称形のものにするのが好ましい。各開口部３７の形状は、図示例のように円形でも良いし、方形等でも良い。
【０１０４】
更にこの実施形態では、各アンテナ２８は、互いに同じ構造の上記高周波電極３０を２枚ずつ有していて、当該２枚の高周波電極３０の間に、両高周波電極３０を冷却するものであって中に冷却媒体（例えば冷却水）が流される冷却パイプ４２を挟んだものを誘電体ケース４０内に収納した構造をしている。２枚の高周波電極３０は、互いに実質的に平行に配置されている。
【０１０５】
２枚の（換言すれば左右の）高周波電極３０の各開口部３７は、互いに対向する位置に設けるのが好ましく、この例ではそのようにしている。後述する他の例においても同様である。
【０１０６】
冷却パイプ４２は、２枚の高周波電極３０の各開口部３７を避けて両高周波電極３０の長手方向Ｘに沿って伸びている部分を有している（図８参照）。冷却パイプ４２は、２枚の高周波電極３０に（見方を変えれば、冷却パイプ４２の両側に２枚の高周波電極３０が）、例えばロー付け等の接合手段によって取り付けられている。冷却パイプ４２は例えば金属製のパイプである。後述する他の例においても同様である。なお、図８は図７中の矢印Ｈ−Ｈ方向に見て示す図であるから、図８に示すアンテナ２８は、紙面の上側から重ねられている他の１枚の高周波電極３０を取り除いて示したものである。
【０１０７】
更に、図１０を参照して、各アンテナ２８において、２枚の高周波電極３０の各々の外側の主面と、それに対向する誘電体ケース４０の外面（即ち、側面の外面。以下同様）との間の距離Ｌ5 、Ｌ6 を、２枚の高周波電極３０について互いに実質的に等しくしている（即ちＬ5 ＝Ｌ6 またはＬ5 ≒Ｌ6 ）。
【０１０８】
複数のアンテナ２８には、例えば、図８、図９に示す例のように、共通の高周波電源６０から共通の整合回路６２を経由して高周波電力が並列に供給される。但し、整合回路６２は各アンテナ２８ごとに個別に設けても良いし、高周波電源６０も各アンテナ２８ごとに個別に設けても良い。後述する他の例についても同様である。
【０１０９】
高周波電源６０から出力する高周波電力の周波数は、例えば、一般的な１３．５６ＭＨｚであるが、これに限られるものではない。
【０１１０】
各アンテナ２８を構成する２枚の高周波電極３０には、フィードスルー４６、４７を通して、高周波電源６０から高周波電力が並列に供給される。即ち、フィードスルー４６、４７は、この例では、２枚の高周波電極３０に共通のものである。
【０１１１】
更に、各高周波電極３０を構成する２枚の電極導体３１、３２には、上記フィードスルー４６、４７を通して、高周波電源６０から高周波電力が供給され、それによって当該２枚の電極導体３１、３２には、互いに逆向きの高周波電流（往復電流）ＩR が流される（前述したように、高周波だからこの高周波電流ＩR の向きは時間によって反転する。）。詳述すると、往復導体構造をしている一方側の電極導体３１の、上記導体３３とは反対側の端部を高周波電力の給電点（即ち、高周波電源６０に接続する側の点。以下同様）４８とし、他方側の電極導体３２の、上記導体３３とは反対側の端部を接地点（即ち、グラウンドに接続する側の点。以下同様）４９としている。
【０１１２】
上記冷却パイプ４２には、上記フィードスルー４６、４７を通して冷却媒体が流される。即ち、上記フィードスルー４６、４７は、高周波電力の供給と冷却媒体の供給とに共用している。
【０１１３】
各アンテナ２８を構成する各高周波電極３０に上記のようにして高周波電流ＩR を流すことによって、各高周波電極３０の周囲に高周波磁界が発生し、それによって高周波電流ＩR と逆方向に誘導電界が発生する。この誘導電界によって、真空容器４内において、電子が加速されてアンテナ２８の近傍のガス２４を電離させて誘電体ケース４０の外側近傍にプラズマ５０が発生する。このプラズマ５０は基板２の近傍まで拡散し、このプラズマ５０によって基板２に前述した膜形成等の処理を施すことができる。
【０１１４】
この実施形態のプラズマ処理装置も、各アンテナ２８を構成する各高周波電極３０は、大局的に見ると往復導体構造をしており、かつ各高周波電極３０に複数の開口部３７を長手方向Ｘに分散させて配置した構造をしているので、先に図１〜図３を参照して説明した従来のプラズマ処理装置が奏する前記効果と同様の効果を奏することができる。
【０１１５】
即ち、アンテナ２８（より具体的にはその高周波電極３０）は、大局的に見ると往復導体構造をしていてその２枚の電極導体３１、３２に高周波電流ＩR が互いに逆向きに流されるので、往復導体３１、３２間に存在する相互インダクタンスのぶん、アンテナ２８の実効インダクタンスが小さくなる。
【０１１６】
これを詳述すると、互いに接近している平行な往復導体の総合インピーダンスＺT は、差動接続として電気理論の書籍等にも記載されているように、次式で表される。ここでは説明を簡略化するために、各導体の抵抗を共にＲ、自己インダクタンスを共にＬとし、両導体間の相互インダクタンスをＭとしている。
【０１１７】
［数１］
ＺT ＝２Ｒ＋ｊ２（Ｌ−Ｍ）
【０１１８】
上記総合インピーダンスＺT の内のインダクタンスＬT は次式で表される。このインダクタンスＬT のように、自己インダクタンスと相互インダクタンスとを合成したものを、この明細書では実効インダクタンスと呼ぶことにする。
【０１１９】
［数２］
ＬT ＝２（Ｌ−Ｍ）
【０１２０】
上記式からも分るように、往復導体の実効インダクタンスＬT は、相互インダクタンスＭのぶん小さくなり、ひいては総合インピーダンスＺT も小さくなる。この原理が往復導体構造をしている上記アンテナ２８にも適用される。
【０１２１】
上記原理によってアンテナ２８の実効インダクタンスが小さくなる結果、単なる平板状のアンテナに比べて、アンテナ２８の長手方向Ｘの両端部間に発生する電位差を小さく抑えることができ、それによってプラズマ電位を低く抑えると共にアンテナ２８の長手方向Ｘにおけるプラズマ密度分布の均一性を高めることができる。
【０１２２】
プラズマ電位を低く抑えることができる結果、プラズマ５０から基板２に入射する荷電粒子のエネルギーを小さく抑えることができるので、それによって例えば、基板２上に形成する膜に与えるダメージを小さく抑えて、膜質向上を図ることができる。また、アンテナ２８を長くする場合でも、上記理由によって、アンテナ２８の電位を低く抑えてプラズマ電位を低く抑えることができるので、アンテナ２８を長くして基板２の大型化に対応することが容易になる。
【０１２３】
アンテナ２８の長手方向Ｘにおけるプラズマ密度分布の均一性を高めることができる結果、アンテナ２８の長手方向Ｘにおける基板処理の均一性を高めることができる。例えば、アンテナ２８の長手方向Ｘにおける膜厚分布の均一性を高めることができる。
【０１２４】
また、各高周波電極３０を流れる高周波電流ＩR について詳細に見ると、図９に示す例のように、高周波電流ＩR は、表皮効果によって、主に２枚の電極導体３１、３２の端部を流れる傾向がある。その内でも、２枚の電極導体３１、３２の隙間３４側の辺３１ａ、３２ａに着目すると、ここでは互いに近接している辺に高周波電流ＩR が逆向きに流れるので、隙間３４と反対側の辺３１ｂ、３２ｂに比べて、インダクタンス（ひいてはインピーダンス）がより小さくなる。従って、隙間３４側の辺およびそこに形成されている開口部３７に沿って高周波電流ＩR がより多く流れることになる。その結果、各開口部３７は、アンテナ２８の長手方向Ｘに分散配置されたコイルと同様に機能するので、簡単な構造で、複数のコイルを直列接続したのと同様の構造を形成することができる。従って簡単な構造で、各開口部３７付近に強い磁場を発生させて、プラズマ生成効率を高めることができる。
【０１２５】
なお、高周波電極３０に冷却パイプ４２をロー付け等によって取り付けていても、上記のように隙間３４側の辺のインダクタンス（ひいてはインピーダンス）が小さくて高周波電流ＩR は隙間３４側の辺およびそこに形成されている開口部３７に沿って多く流れるので、各開口部３７付近に強い磁場を発生させることの妨げにはならない。
【０１２６】
更に、この実施形態に係るプラズマ処理装置によれば、アンテナ２８を真空容器４内に、その高周波電極３０の主面と基板２との表面が互いに実質的に垂直になる向きで配置しているので、先に図４〜図６を参照して説明した別出願に係るプラズマ処理装置の場合と同様の理由によって、アンテナ２８と基板２間の距離を敢えて大きくしなくても、アンテナ２８を構成する高周波電極３０の開口部３７の配置に対応したプラズマの濃淡を基板２付近において緩和して、アンテナ２８の長手方向Ｘにおける基板処理の均一性を高めることができる。この作用効果の詳細は、別出願についての前記説明を参照するものとするが、要約すると次のとおりである。
【０１２７】
即ち、アンテナ２８をその高周波電極３０の主面と基板２の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しているので、高周波電極３０の各開口部３７の中心と両端部とに対応する部分にプラズマの濃淡が生じても、当該プラズマの濃淡は基板表面に対して上下方向に位置することになり、プラズマ５０が基板２側へ拡散する途中で互いに混ざり合って濃淡が緩和されやすい。しかも、高周波電極３０と基板２間の等電位面は、基板近く以外では高周波電極３０の下方を谷とする曲面状になるので、プラズマ５０が基板側へ拡散するときに横方向へも拡散しやすくなり、この観点からも高周波電極３０の開口部３７の配置に対応したプラズマの濃淡を基板２付近において緩和しやすくなる。
【０１２８】
その結果、アンテナ２８と基板２間の距離を敢えて大きくしなくても、アンテナ２８を構成する高周波電極３０の開口部３７の配置に対応したプラズマの濃淡を基板２付近において緩和して、アンテナ２８の長手方向Ｘにおける基板処理の均一性を高めることができる。更に、アンテナ２８と基板２間の距離を敢えて大きくする必要がなくなるので、真空容器４ひいてはプラズマ処理装置の大型化を防止することができる。
【０１２９】
更に、主に図１０を参照して、アンテナ２８は、上記高周波電極３０を２枚有していて当該２枚の高周波電極３０の間に冷却パイプ４２を挟んだものを誘電体ケース４０内に収納した構造をしており、かつ各高周波電極３０の外側の主面と、それに対向する誘電体ケース４０の外面との間の距離Ｌ5 、Ｌ6 を、前記２枚の高周波電極３０について互いに実質的に等しくしているので、当該アンテナ２８を用いて発生させるプラズマ５０の密度をアンテナ２８の左右において均一化することができる。これは、上記距離Ｌ5 、Ｌ6 が互いに実質的に等しいので、２枚の高周波電極３０が発生させる磁場の強さも、誘電体ケース４０の左右の側面近傍において互いに実質的に等しくなり、それによって、誘電体ケース４０の左右の側面近傍において発生するプラズマ５０の密度も互いに実質的に等しくなるからである。
【０１３０】
その結果、アンテナ２８の左右方向Ｙにおいても基板処理の均一性を高めることができる。更に、プラズマ拡散によるプラズマ濃淡の緩和作用を高めるためにアンテナ２８と基板２（図７参照。以下同様）間の距離を敢えて大きくする必要がなくなるので、真空容器４ひいてはプラズマ処理装置の大型化を防止することができる。
【０１３１】
つまり、この実施形態によれば、上述したようにアンテナ２８の長手方向Ｘにおける基板処理の均一性を高めることができると共に、アンテナ２８の左右方向Ｙにおいても基板処理の均一性を高めることができるので、両効果が相俟って、アンテナ２８と基板２間の距離を敢えて大きくしなくても、基板面内の２次元における処理の均一性を高めることができる。
【０１３２】
次に、アンテナ２８の他の例を、図１０に示した例と同一または相当する部分には同一符号を付して、以下においては図１０に示した例との相違点を主に説明する。
【０１３３】
図１１に示す例のアンテナ２８は、上記構造の高周波電極３０を２枚有していて、各高周波電極３０の一方の主面に、上記構造の冷却パイプ４２をそれぞれ取り付け、かつ当該２枚の高周波電極３０を、その冷却パイプ４２が内側に位置する向きで前記誘電体ケース４０内に収納した構造をしている。２枚の高周波電極３０は、互いに実質的に平行に配置されている。各冷却パイプ４２は、それを取り付けた高周波電極３０の各開口部３７を避けて高周波電極３０の長手方向Ｘに沿って伸びている部分を有している（図８参照）。
【０１３４】
更に、各高周波電極３０の外側の主面と、それに対向する誘電体ケース４０の外面との間の距離Ｌ7 、Ｌ8 を、前記２枚の高周波電極３０について互いに実質的に等しくしている（即ちＬ7 ＝Ｌ8 またはＬ7 ≒Ｌ8 ）。
【０１３５】
このアンテナ２８を構成する２枚の高周波電極３０には、例えば前述したフィードスルー４６、４７を２組用いてそれらを通して、前述した高周波電源６０から高周波電力が並列に供給される。各高周波電極３０を構成する２枚の電極導体３１、３２への高周波電力供給については、前述した例の場合と同様である。二つの冷却パイプ４２には、上記２組のフィードスルー４６、４７を用いて冷却媒体が供給される。
【０１３６】
この例の場合も、上記のように各高周波電極３０の外側の主面と、それに対向する誘電体ケース４０の外面との間の距離Ｌ7 、Ｌ8 を互いに実質的に等しくしているので、前述した例の場合と同様に、アンテナ２８を用いて発生させるプラズマ５０の密度をアンテナ２８の左右において均一化することができる。
【０１３７】
その結果、アンテナ２８の左右方向Ｙにおいても基板処理の均一性を高めることができる。更に、プラズマ拡散によるプラズマ濃淡の緩和作用を高めるためにアンテナ２８と基板２間の距離を敢えて大きくする必要がなくなるので、真空容器４ひいてはプラズマ処理装置の大型化を防止することができる。
【０１３８】
つまり、このアンテナ２８を用いた実施形態によれば、上述したようにアンテナ２８の長手方向Ｘにおける基板処理の均一性を高めることができると共に、アンテナ２８の左右方向Ｙにおいても基板処理の均一性を高めることができるので、両効果が相俟って、アンテナ２８と基板２間の距離を敢えて大きくしなくても、基板面内の２次元における処理の均一性を高めることができる。
【０１３９】
図１２に示す例のアンテナ２８は、上記構造の高周波電極３０の両主面に、上記構造の冷却パイプ４２を取り付けた構造をしている。両主面の冷却パイプ４２は、高周波電極３０の各開口部３７を避けて高周波電極３０の長手方向Ｘに沿って伸びている部分をそれぞれ有している（図８参照）。両主面の冷却パイプ４２の直径は、互いに実質的に等しくするのが好ましく、そのようにすれば誘電体ケース４０内における構造物の左右の対称性がより良くなる。
【０１４０】
更に、高周波電極３０の両主面と、それに対向する誘電体ケース４０の外面との間の距離Ｌ9 、Ｌ10を互いに実質的に等しくしている（即ちＬ9 ＝Ｌ10またはＬ9 ≒Ｌ10）。
【０１４１】
前述した高周波電源６０からの高周波電力は、例えば、前述したフィードスルー４６、４７を２組用いて高周波電極３０の両主面に並列に供給する。但し、高周波電極３０は、通常は厚さが薄いので、その片方の主面だけに高周波電力を供給しても良い。高周波電極３０を構成する２枚の電極導体３１、３２への高周波電力供給については、前述した例の場合と同様である。二つの冷却パイプ４２には、上記２組のフィードスルー４６、４７を用いて冷却媒体が供給される。
【０１４２】
この例の場合も、上記のように高周波電極３０の外側の主面と、それに対向する誘電体ケース４０の外面との間の距離Ｌ9 、Ｌ10を互いに実質的に等しくしているので、前述した例の場合と同様に、アンテナ２８を用いて発生させるプラズマ５０の密度をアンテナ２８の左右において均一化することができる。
【０１４３】
また、高周波電極３０の両主面の冷却パイプ４２にも高周波電流の一部が流れて、それが高周波磁界の発生ひいてはプラズマ５０の生成に寄与する場合があるけれども、高周波電極３０の左右の主面の冷却パイプ４２とそれに対向する誘電体ケース４０との間の距離も互いに実質的に等しくなるので、このことも、アンテナ２８を用いて発生させるプラズマ５０の密度をアンテナ２８の左右において均一化することに寄与する。
【０１４４】
その結果、アンテナ２８の左右方向Ｙにおいても基板処理の均一性を高めることができる。更に、プラズマ拡散によるプラズマ濃淡の緩和作用を高めるためにアンテナ２８と基板２間の距離を敢えて大きくする必要がなくなるので、真空容器４ひいてはプラズマ処理装置の大型化を防止することができる。
【０１４５】
つまり、このアンテナ２８を用いた実施形態によれば、上述したようにアンテナ２８の長手方向Ｘにおける基板処理の均一性を高めることができると共に、アンテナ２８の左右方向Ｙにおいても基板処理の均一性を高めることができるので、両効果が相俟って、アンテナ２８と基板２間の距離を敢えて大きくしなくても、基板面内の２次元における処理の均一性を高めることができる。
【０１４６】
図１３に示す例のアンテナ２８は、上記構造の高周波電極３０の内部に、当該高周波電極３０を冷却する冷却媒体が流される冷媒通路４３を設けた構造をしている。冷媒通路４３は、高周波電極３０の各開口部３７を避けて高周波電極３０の長手方向Ｘに沿って伸びている部分を有している（図１４参照）。
【０１４７】
更に、高周波電極３０の両主面と、それに対向する誘電体ケース４０の外面との間の距離Ｌ11、Ｌ12を互いに実質的に等しくしている（即ちＬ11＝Ｌ12またはＬ11≒Ｌ12）。
【０１４８】
このアンテナ２８を構成する高周波電極３０への高周波電源６０からの高周波電力の供給、および、高周波電極３０内の冷媒通路４３への冷却媒体の供給は、前述したフィードスルー４６、４７を通して行われる。高周波電極３０を構成する２枚の電極導体３１、３２への高周波電力供給については、前述した例の場合と同様である。
【０１４９】
この例の場合も、上記のように高周波電極３０の外側の主面と、それに対向する誘電体ケース４０の外面との間の距離Ｌ11、Ｌ12を互いに実質的に等しくしているので、前述した例の場合と同様に、アンテナ２８を用いて発生させるプラズマ５０の密度をアンテナ２８の左右において均一化することができる。
【０１５０】
その結果、アンテナ２８の左右方向Ｙにおいても基板処理の均一性を高めることができる。更に、プラズマ拡散によるプラズマ濃淡の緩和作用を高めるためにアンテナ２８と基板２間の距離を敢えて大きくする必要がなくなるので、真空容器４ひいてはプラズマ処理装置の大型化を防止することができる。
【０１５１】
つまり、このアンテナ２８を用いた実施形態によれば、上述したようにアンテナ２８の長手方向Ｘにおける基板処理の均一性を高めることができると共に、アンテナ２８の左右方向Ｙにおいても基板処理の均一性を高めることができるので、両効果が相俟って、アンテナ２８と基板２間の距離を敢えて大きくしなくても、基板面内の２次元における処理の均一性を高めることができる。
【０１５２】
図１５に示す例のアンテナ２８は、言わば図１０に示す例を変形したようなものであり、高周波電極３０を構成する二つの電極導体として、それぞれが断面Ｕ字状に屈曲した上下一対の電極導体３１、３２を有しており、その一方の電極導体３１の屈曲部３１ｃとは反対側の二つの辺と、他方の電極導体３２の屈曲部３２ｃとは反対側の二つの辺とが隙間（例えば図８中の隙間３４参照）を挟んで対向するように配置されている。屈曲部３１ｃ、３２ｃは丸く屈曲している。このような高周波電極３０の構造も、この出願では、二つの電極導体３１、３２を両者で全体として矩形板状を成すように互いに隙間をあけて近接させて平行に配置した構造に含まれている。
【０１５３】
この高周波電極３０も、両電極導体３１、３２の長手方向Ｘの一方端同士を導体で接続した往復導体構造をしていて、当該二つの電極導体３１、３２に前記高周波電流ＩR が互いに逆向きに流される。また、両電極導体３１、３２の上記対向する各辺に上記隙間を挟んで対向する切り欠き（例えば図８中の切り欠き３５、３６参照）をそれぞれ設けて、当該対向する切り欠きによって開口部３７を形成し、この開口部３７を複数、高周波電極３０の長手方向Ｘに分散させて配置した構造をしている。この高周波電極３０の左右の各開口部３７は、互いに対向する位置に設けるのが好ましく、この例ではそのようにしている。
【０１５４】
更にこのアンテナ２８は、上記断面Ｕ字状に屈曲した各電極導体３１、３２の間に、高周波電極３０を冷却するものであって中に冷却媒体が流される冷却パイプ４２をそれぞれ挟んだものを、誘電体ケース４０内に収納した構造をしている。冷却パイプ４２は、高周波電極３０の各開口部３７を避けて高周波電極３０の長手方向Ｘに沿って伸びている部分を有している（図８中の冷却パイプ４２参照）。冷却パイプ４２は、電極導体３１、３２に、例えばロー付け等の接合手段によって取り付けられている。
【０１５５】
更に、このアンテナ２８は、高周波電極３０の外側の二つの主面と、それに対向する誘電体ケース４０の外面との間の距離Ｌ13、Ｌ14を、互いに実質的に等しくしている（即ちＬ13＝Ｌ14またはＬ13≒Ｌ14）。
【０１５６】
このアンテナ２８を構成する高周波電極３０には、例えば前述したフィードスルー４６、４７を通して、前述した高周波電源６０から高周波電力が供給される。冷却パイプ４２には、上記フィードスルー４６、４７を用いて冷却媒体が供給される。
【０１５７】
この例の場合も、上記のように高周波電極３０の外側の二つの主面と、それに対向する誘電体ケース４０の外面との間の距離Ｌ13、Ｌ14を互いに実質的に等しくしているので、前述した例の場合と同様に、アンテナ２８を用いて発生させるプラズマ５０の密度をアンテナ２８の左右において均一化することができる。
【０１５８】
その結果、アンテナ２８の左右方向Ｙにおいても基板処理の均一性を高めることができる。更に、プラズマ拡散によるプラズマ濃淡の緩和作用を高めるためにアンテナ２８と基板２間の距離を敢えて大きくする必要がなくなるので、真空容器４ひいてはプラズマ処理装置の大型化を防止することができる。
【０１５９】
つまり、このアンテナ２８を用いたプラズマ処理装置によれば、上述したようにアンテナ２８の長手方向Ｘにおける基板処理の均一性を高めることができると共に、アンテナ２８の左右方向Ｙにおいても基板処理の均一性を高めることができるので、両効果が相俟って、アンテナ２８と基板２間の距離を敢えて大きくしなくても、基板面内の２次元における処理の均一性を高めることができる。
【０１６０】
更に、高周波電極３０を構成する二つの電極導体３１、３２を上記のように屈曲した構造にしているので、少なくとも屈曲部３１ｃ、３２ｃには角張った部分がなくなる。従って、角張った部分が少なくなり、高周波電力投入時の高周波電極３０の周りにおける電界集中を緩和することができる。その結果、異常放電発生を抑制することができる。
【０１６１】
なお、冷却パイプ４２は、この例のように各電極導体３１、３２の屈曲部３１ｃ、３２ｃの内面部に設けて、当該内面部との間で熱伝達を実現するように取り付けても良いし、そうせずに屈曲部３１ｃ、３２ｃの内面部から離して取り付けても良い。冷却パイプ４２を屈曲部３１ｃ、３２ｃの内面部に取り付ける場合は、例えば、冷却パイプ４２の外径相当の曲げ径を屈曲部３１ｃ、３２ｃの内面に持たせておいて、当該内面部に冷却パイプ４２を例えばロー付け等の接合手段で取り付ければ良い。
【０１６２】
冷却パイプ４２を上記のように屈曲部３１ｃ、３２ｃの内面部に取り付けると、冷却パイプ４２と電極導体３１、３２との間の伝熱面積が大きくなるので、高周波電極３０の冷却性能が向上する。
【０１６３】
また、例えば図１０に示した例のように２枚の平板状の高周波電極３０間に冷却パイプ４２を挟んで取り付ける場合に比べて、図１５に示す例のように屈曲した電極導体３１、３２の屈曲部３１ｃ、３２ｃの内面部に冷却パイプ４２を取り付ける場合は、電極導体３１、３２に対する冷却パイプ４２のロー付け等による接合作業時の作業性が良くなるので、作業時間、作業補助治具等の点で加工コストの低減を図ることができる。
【０１６４】
なお、上記各実施例中のアンテナ２８は、その平面形状がまっすぐなものに限定されるものではなく、平面形状がその他の形状、例えば湾曲状、環状等をしていても良い。
【０１６５】
次に、平面形状が実質的にまっすぐなアンテナ２８を複数、基板２の表面に沿って並列に配置した実施形態を説明する。以下において、図７〜図９等に示した先の実施形態と同一または相当する部分には同一符号を付し、先の実施形態との相違点を主に説明する。
【０１６６】
図１６に示す実施形態のように、平面形状がＸ方向において実質的にまっすぐなアンテナ２８をＹ方向に複数、基板２の表面に沿って互いに並列に（より具体的には、互いに平行に並べて）配置しても良い。そのようにすると、より大面積のプラズマを生成して、より大面積の基板２に処理を施すことができる。アンテナ２８の数は、図１６では図示の簡略化等のために四つを示しているが、それに限られるものではない。後述する図２１の実施形態においても同様である。
【０１６７】
各アンテナ２８は、図１６に示す実施形態では、図５に示した別出願の場合と同様に、高周波電極３０の一方の主面に冷却パイプ４２を取り付けたものを誘電体ケース４０（図１８参照）内に収納した構造をしているが、図７〜図１５を参照して説明したようなアンテナ２８でも良い。各アンテナ２８の高周波電極３０への高周波電力の供給、および、各冷却パイプ４２への冷却媒体の供給は、前述したフィードスルー４６、４７を通して行われる。以上のことは、後述する図２１に示す実施形態においても同様である。
【０１６８】
いずれにしても、この実施形態の場合も、各アンテナ２８をその高周波電極３０の主面と基板２の表面とが互いに実質的に垂直になる向きで配置しているので、そのような構成を採用することによる前述した効果を奏することができる。
【０１６９】
更に図１６に示すプラズマ処理装置は、各アンテナ２８に高周波電力をそれぞれ供給する複数の高周波電源６０と、各アンテナ２８に対してそれぞれ実質的に同じ場所に設けられていて各アンテナ２８が発生させる磁界の強さをそれぞれ検出する複数の磁気センサー９０と、当該複数の磁気センサー９０からの出力に応答して、当該各出力がそれぞれ実質的に等しくなるように、各高周波電源６０から出力する高周波電力を制御する制御装置１００とを備えている。
【０１７０】
各高周波電源６０と各アンテナ２８との間には、必要に応じて整合回路６２をそれぞれ設けておけば良い。
【０１７１】
各磁気センサー９０（および後述する各電界センサー９４）は、図１６では簡略化して図示している。後述する図２１においても同様である。この磁気センサー９０のより具体的な例を図１７、図１８を参照して説明する。図１７では、芯線９２を主体に表すために、誘電体９３の図示を省略し、かつ導体管９１を破線で示している。これらの詳細は図１８を参照するものとする。
【０１７２】
各磁気センサー９０は、概ねループ状をしている導体管９１の中心軸に芯線（導線）９２を通し、両者間に誘電体９３を詰めて電気絶縁した構造をしている。導体管９１は、閉回路を形成しないように一箇所が開いており、かつ一箇所で電気的に接地されている。芯線９２も、概ねループ状をしており、その両端から出力Ｓ1 （またはＳ2 ，Ｓ3 ，Ｓ4 ）が取り出される。導体管９１は必ずしも設けなくても良いけれども、それを設けておく方が好ましく、そのようにすると、導体管９１によって電界を遮蔽して芯線９２が電界の影響を受けにくくなる。
【０１７３】
このような磁気センサー９０を、高周波電極３０の近傍に、かつ高周波電極３０の主面に実質的に平行になるように（より具体的には、芯線９２の円面が高周波電極３０の主面に実質的に平行になるように）配置している。そのように配置すると磁気センサー９０の出力が大きくなる。このような配置であれば、高周波電極３０のどこに磁気センサー９０を配置しても良いけれども、前述したように高周波電極３０の開口部３７付近における磁界が強いので、磁気センサー９０は開口部３７に対向する位置に配置するのが好ましく、開口部３７の中心と同軸状に配置するのがより好ましい。そのようにすると磁気センサー９０の出力がより大きくなる。但し、いずれにしても、各磁気センサー９０は、各アンテナ２８（より具体的にはその高周波電極３０）に対してそれぞれ実質的に同じ場所に同じ状態で配置する。それによって、各磁気センサー９０による磁界検出の条件を一定に揃えることができる。
【０１７４】
上記各磁気センサー９０は、例えば、図１８に示す例のように、各誘電体ケース４０の内面に取り付けておいても良い。
【０１７５】
各アンテナ２８（より具体的にはその高周波電極３０）に前述したようにして高周波電力を供給して高周波電流ＩR を流すと、各高周波電極３０の周囲に高周波磁界が発生し、それが各磁気センサー９０（より具体的にはその芯線９２）と鎖交して、電磁誘導によって、各芯線９２には鎖交磁束の時間変化に応じた高周波電圧が誘起され、それが出力Ｓ1 （またはＳ2 ，Ｓ3 ，Ｓ4 ）として出力される。この出力Ｓ1 〜Ｓ4 は、そのまま制御装置１００に供給しても良いし、途中に信号変換器９８をそれぞれ設けて、制御装置１００が扱いやすい信号（例えば直流電流または直流電圧）に変換して制御装置１００に供給しても良い。
【０１７６】
制御装置１００は、各磁気センサー９０からの出力Ｓ1 〜Ｓ4 （またはそれを変換した信号。以下同様）がそれぞれ実質的に等しくなるように、各高周波電源６０から出力する高周波電力を制御する。例えば、磁気センサー９０からの出力が他よりも小さいものがあれば、その磁気センサー９０を設けているアンテナ２８に供給する高周波電力を増やし、その磁気センサー９０からの出力が他と実質的に等しくなるようにする。逆の場合も同様である。
【０１７７】
上記制御によって、例えば各アンテナ２８を構成する高周波電極３０の温度上昇の違いによるインピーダンスの違い、各アンテナ２８への高周波電力供給回路におけるインピーダンスの違い等が存在していても、各アンテナ２８が発生させる磁界の強さを均一化することができるので、複数のアンテナ２８の並列方向Ｙにおけるプラズマの均一性を向上させることができる。
【０１７８】
また、上記のような制御を、プラズマ５０の生成中にリアルタイムで行うことができる。
【０１７９】
その結果、この実施形態のプラズマ処理装置によれば、上述したようにアンテナ２８の長手方向Ｘにおける基板処理の均一性を高めることができると共に、複数のアンテナ２８の並列方向Ｙにおいてもプラズマの均一性を向上させて基板処理の均一性を高めることができるので、両効果が相俟って、アンテナ２８と基板２間の距離を敢えて大きくしなくても、基板面内の２次元における処理の均一性を高めることができる。
【０１８０】
なお、各アンテナ２８に複数個の磁気センサー９０をそれぞれ設けておいて、各アンテナ２８の複数個の磁気センサー９０からの出力を合成したもの（例えば平均値）を制御装置１００にそれぞれ与えて、当該合成値が各アンテナ２８についてそれぞれ実質的に等しくなるように、各高周波電源６０から出力する高周波電力を制御するようにしても良い。
【０１８１】
また、上記のように複数のアンテナ２８を並列配置する場合、全てのアンテナ２８を等間隔に配置しても良いし、複数のアンテナ２８の並列方向Ｙにおける両端領域のプラズマ密度が他よりも低下する傾向のあることを考慮して、複数のアンテナ２８の並列方向Ｙにおける両端領域の間隔を他よりも小さくしておいても良い。
【０１８２】
上記磁気センサー９０の代わりに、電界センサー９４を設けても良く、その場合の例を、図１９、図２０を参照して説明する。図１９では、電極板９５を主体に表すために、誘電体９６の図示を省略している。これらの詳細は図２０を参照するものとする。
【０１８３】
各電界センサー９４は、電極板９５を誘電体９６で覆った構造をしている。電極板９５の平面形状は、図１９では円形の例を示しているが、その他の形状、例えば四角形等でも良い。誘電体９６は必ずしも設けなくても良いけれども、それを設けておく方が好ましく、そのようにすると、電界センサー９４を高周波電極３０の近くに配置しても、電極板９５と高周波電極３０や冷却パイプ４２との間で放電が発生するのを防止することができる。
【０１８４】
このような電界センサー９４を、高周波電極３０の近傍に、かつ高周波電極３０の主面に実質的に平行になるように（より具体的には、電極板９５が高周波電極３０の主面に実質的に平行になるように）配置する。そのように配置すると電界センサー９４の出力が大きくなる。このような配置であれば、高周波電極３０のどこに電界センサー９４を配置しても良いけれども、高周波電極３０の給電点４８（図８、図９参照）付近の電位が最も高くなって検出が容易になるので、当該給電点４８側の端部付近に配置するのが好ましい。但し、いずれにしても、各電界センサー９４は、各アンテナ２８（より具体的にはその高周波電極３０）に対してそれぞれ実質的に同じ場所に同じ状態で配置する。それによって、各電界センサー９４による電界検出の条件を一定に揃えることができる。
【０１８５】
上記各電界センサー９４は、例えば、図２０に示す例のように、各誘電体ケース４０の内面に取り付けておいても良い。
【０１８６】
各アンテナ２８（より具体的にはその高周波電極３０）に前述したようにして高周波電力を供給して高周波電流ＩR を流すと、各高周波電極３０のインピーダンスをＺとすると、高周波電極３０にはＶ＝Ｚ・ＩR で表される高周波電圧Ｖが発生する。この高周波電圧Ｖの大きさは、高周波電極３０の電流経路に沿って分布している。この高周波電圧Ｖが、各アンテナ２８が発生させる電界の元になる。このような高周波電圧Ｖも、アンテナ３０が発生させる磁界ほどではないとしても、プラズマ５０の生成に寄与している。これは、容量結合と呼ばれるものである。従って、各アンテナ２８が発生させる上記高周波電圧Ｖ、即ち電界の強さをそれぞれ検出してそれらが実質的に等しくなるように制御することも、複数のアンテナ２８の並列方向Ｙにおけるプラズマの均一性を向上させることに寄与する。
【０１８７】
各電界センサー９４（より具体的にはその電極板９５）には、容量結合によって、上記高周波電圧Ｖの大きさに応じた高周波電圧が誘起され、それが出力Ｓ1 （またはＳ2 ，Ｓ3 ，Ｓ4 ）として出力される。この出力Ｓ1 〜Ｓ4 は、そのまま制御装置１００に供給しても良いし、途中に信号変換器９８をそれぞれ設けて、制御装置１００が扱いやすい信号（例えば直流電圧）に変換して制御装置１００に供給しても良い。
【０１８８】
制御装置１００は、各電界センサー９４からの出力Ｓ1 〜Ｓ4 （またはそれを変換した信号。以下同様）がそれぞれ実質的に等しくなるように、各高周波電源６０から出力する高周波電力を制御する。例えば、電界センサー９４からの出力が他よりも小さいものがあれば、その電界センサー９４を設けているアンテナ２８に供給する高周波電力を増やし、その電界センサー９４からの出力が他と実質的に等しくなるようにする。逆の場合も同様である。
【０１８９】
上記制御によって、例えば各アンテナ２８を構成する高周波電極３０の温度上昇の違いによるインピーダンスの違い、各アンテナ２８への高周波電力供給回路におけるインピーダンスの違い等が存在していても、各アンテナ２８が発生させる電界の強さを均一化することができるので、複数のアンテナ２８の並列方向Ｙにおけるプラズマの均一性を向上させることができる。
【０１９０】
また、上記のような制御を、プラズマ５０の生成中にリアルタイムで行うことができる。
【０１９１】
その結果、この実施形態のプラズマ処理装置によれば、上述したようにアンテナ２８の長手方向Ｘにおける基板処理の均一性を高めることができると共に、複数のアンテナ２８の並列方向Ｙにおいてもプラズマの均一性を向上させて基板処理の均一性を高めることができるので、両効果が相俟って、アンテナ２８と基板２間の距離を敢えて大きくしなくても、基板面内の２次元における処理の均一性を高めることができる。
【０１９２】
なお、各アンテナ２８に複数個の電界センサー９４をそれぞれ設けておいて、各アンテナ２８の複数個の電界センサー９４からの出力を合成したもの（例えば平均値）を制御装置１００にそれぞれ与えて、当該合成値が各アンテナ２８についてそれぞれ実質的に等しくなるように、各高周波電源６０から出力する高周波電力を制御するようにしても良い。
【０１９３】
また、各アンテナ２８に、上記のような磁気センサー９０と電界センサー９４の両方を設けておいて、両者からの出力を合成したもの（例えば、プラズマ生成に対する磁界と電界の寄与割合で重みづけしたもの）を制御装置１００にそれぞれ与えて、当該合成値が各アンテナ２８についてそれぞれ実質的に等しくなるように、各高周波電源６０から出力する高周波電力を制御するようにしても良い。
【０１９４】
図１６に示した実施形態のようにアンテナ２８ごとに高周波電源６０を設ける代わりに、図２１に示す実施形態のように、共通の高周波電源６０と分配回路１０２とを設けても良い。この図２１の実施形態について、以下に、図１６に示した実施形態との相違点を主に説明する。磁気センサー９０および電界センサー９４については、上に説明したとおりであるので、重複説明を省略する。
【０１９５】
図２１に示すプラズマ処理装置は、各アンテナ２８に高周波電力を供給するための高周波電源６０と、当該高周波電源６０と各アンテナ２８との間に設けられていて、高周波電源６０から出力される高周波電力を各アンテナ２８に分配するものであって外部からの制御信号に応答して各アンテナ２８に分配する高周波電力の大きさが可変である分配回路１０２と、複数の前述したような磁気センサー９０と、当該複数の磁気センサー９０からの出力に応答して、当該各出力がそれぞれ実質的に等しくなるように、分配回路１０２によって各アンテナ２８に分配する高周波電力の大きさを制御する制御装置１００とを備えている。制御装置１００によって、高周波電源６０の出力全体をも制御するようにしても良い。
【０１９６】
分配回路１０２は、例えば、高周波電源６０と各アンテナ２８間にそれぞれ挿入されていて、制御装置１００からの制御信号に応答してインピーダンスが可変である複数の可変インピーダンスを有する構成のもの等でも良い。当該可変インピーダンスを制御することによって、各アンテナ２８に分配する高周波電力の大きさを制御することができる。
【０１９７】
この実施形態によれば、複数の磁気センサー９０からの出力に応答して、当該各出力がそれぞれ実質的に等しくなるように、分配回路１０２によって各アンテナ２８に分配する高周波電力の大きさを制御することができ、それによって、例えば各アンテナ２８を構成する高周波電極３０の温度上昇の違いによるインピーダンスの違い、各アンテナ２８への高周波電力供給回路におけるインピーダンスの違い等が存在していても、各アンテナ２８が発生させる磁界の強さを均一化することができるので、複数のアンテナ２８の並列方向Ｙにおけるプラズマの均一性を向上させることができる。
【０１９８】
その結果、この実施形態のプラズマ処理装置によれば、上述したようにアンテナ２８の長手方向Ｘにおける基板処理の均一性を高めることができると共に、複数のアンテナ２８の並列方向Ｙにおいてもプラズマの均一性を向上させて基板処理の均一性を高めることができるので、両効果が相俟って、アンテナ２８と基板２間の距離を敢えて大きくしなくても、基板面内の２次元における処理の均一性を高めることができる。
【０１９９】
図１６に示す実施形態の場合と同様に、磁気センサー９０の代わりに電界センサー９４を設けても良い。そのようにすれば、電界センサー９４からの出力に応答して、当該各出力がそれぞれ実質的に等しくなるように、分配回路１０２によって各アンテナ２８に分配する高周波電力の大きさを制御することができ、それによって、例えば各アンテナ２８を構成する高周波電極３０の温度上昇の違いによるインピーダンスの違い、各アンテナ２８への高周波電力供給回路におけるインピーダンスの違い等が存在していても、各アンテナ２８が発生させる電界の強さを均一化することができるので、複数のアンテナ２８の並列方向Ｙにおけるプラズマの均一性を向上させることができる。
【０２００】
その結果、上述したようにアンテナ２８の長手方向Ｘにおける基板処理の均一性を高めることができると共に、複数のアンテナ２８の並列方向Ｙにおいてもプラズマの均一性を向上させて基板処理の均一性を高めることができるので、両効果が相俟って、アンテナ２８と基板２間の距離を敢えて大きくしなくても、基板面内の２次元における処理の均一性を高めることができる。
【０２０１】
また、各アンテナ２８に、上記のような磁気センサー９０と電界センサー９４の両方を設けておいて、両者からの出力を合成したもの（例えば、プラズマ生成に対する磁界と電界の寄与割合で重みづけしたもの）を制御装置１００にそれぞれ与えて、当該合成値が各アンテナ２８についてそれぞれ実質的に等しくなるように、分配回路１０２によって各アンテナ２８に分配する高周波電力を制御するようにしても良い。
【符号の説明】
【０２０２】
２  基板
４  真空容器
２４  ガス
２８  アンテナ
３０  高周波電極
３１、３２  電極導体
３３  導体
３４  隙間
３７  開口部
４０  誘電体ケース
４２  冷却パイプ
４３  冷媒通路
５０  プラズマ
６０  高周波電源
９０  磁気センサー
９４  電界センサー
１００  制御装置
１０２  分配回路
ＩR   高周波電流
【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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