(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部及び側壁を有し、処理空間を画成する導電体製の処理容器と、
プラズマ励起用のマイクロ波を発生するマイクロ波発生器と、
前記処理空間を塞ぐように前記処理容器の側壁に取り付けられ、前記マイクロ波を前記処理空間に導入する誘電体窓と、
を備え、
前記誘電体窓は、前記側壁の上端部に形成された支持面又は前記側壁の上端部に配置される導電体部材に形成された支持面によって支持され、かつ、前記処理空間に対向しない非対向部を有し、
前記非対向部の表面には、前記マイクロ波が反射されて得られる定在波の節の位置を固定させる複数の角部が形成され、
前記側壁の支持面又は前記導電体部材の支持面と、前記側壁又は前記導電体部材の前記処理空間と対向する内面とで形成される角部である側壁角部と、前記複数の角部の少なくとも二つの角部とを結ぶ各線分上において、前記側壁角部から、前記複数の角部の少なくとも二つの角部までの距離は、前記定在波の他の節の位置を前記側壁角部の位置に重合させる距離である
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記マイクロ波の波長をλとすると、前記側壁角部から、前記少なくとも二つの角部までの距離は、ｎ・λ／２±λ／１６（ただし、ｎは、自然数）の範囲内である
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記非対向部の表面のうち、前記少なくとも二つの角部を構成する２つの表面は、２つの平面を組み合わせることによって、形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記非対向部の表面のうち、前記少なくとも二つの角部を構成する２つの表面は、平面と曲面とを組み合わせることによって、形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記非対向部の表面のうち、前記少なくとも二つの角部を構成する２つの表面は、平面と、該平面に垂直な方向に対して傾斜する傾斜面とを組み合わせることによって、形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記非対向部の表面は、前記複数の角部として３つ以上の角部を含む段差形状に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の種々の側面及び実施形態は、プラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造プロセスでは、薄膜の堆積又はエッチング等を目的としたプラズマ処理が広く行われている。近年のプラズマ処理においては、処理ガスのプラズマを生成するためにマイクロ波を利用したプラズマ処理装置が用いられることがある。
【０００３】
マイクロ波を利用したプラズマ処理装置は、マイクロ波発生器を用いてプラズマ励起用のマイクロ波を発生する。そして、マイクロ波を利用したプラズマ処理装置は、処理空間を塞ぐように処理容器の側壁に取り付けられた誘電体窓によって、マイクロ波を処理空間に導入し、処理ガスを電離してプラズマを励起させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−３９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した技術では、処理容器の側壁と、該側壁によって支持される誘電体窓との間で放電が発生することがあるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
開示するプラズマ処理装置は、１つの実施態様において、底部及び側壁を有し、処理空間を画成する導電体製の処理容器と、プラズマ励起用のマイクロ波を発生するマイクロ波発生器と、前記処理空間を塞ぐように前記処理容器の側壁に取り付けられ、前記マイクロ波を前記処理空間に導入する誘電体窓と、を備え、前記誘電体窓は、前記側壁の上端部に形成された支持面又は前記側壁の上端部に配置される導電体部材に形成された支持面によって支持され、かつ、前記処理空間に対向しない非対向部を有し、前記非対向部の表面には、前記マイクロ波が反射されて得られる定在波の節の位置を固定させる複数の角部が形成され、前記側壁の支持面又は前記導電体部材の支持面と、前記側壁又は前記導電体部材の前記処理空間と対向する内面とで形成される角部である側壁角部から、前記複数の角部の少なくとも一つの角部までの距離は、前記定在波の他の節の位置を前記側壁角部の位置に重合させる距離である。
【発明の効果】
【０００７】
開示するプラズマ処理装置の１つの態様によれば、処理容器の側壁と、該側壁によって支持される誘電体窓との間の放電を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、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２は、図１に示すプラズマ処理装置に含まれるスロットアンテナ板を下方側から見た図である。
【図３】図３は、一実施形態に係る導電体部材及び誘電体窓を拡大して示す断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、誘電体窓の形状の第１実施例を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａに示した誘電体窓に対応する定在波の他の節の位置を説明するための図である。
【図５Ａ】図５Ａは、誘電体窓の形状の第２実施例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａに示した誘電体窓に対応する定在波の他の節の位置を説明するための図である。
【図６Ａ】図６Ａは、誘電体窓の形状の第３実施例を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａに示した誘電体窓に対応する定在波の他の節の位置を説明するための図である。
【図７】図７は、誘電体窓の形状に応じた電界強度のシミュレーション結果を示す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、誘電体窓の材質が石英である場合の電界強度のシミュレーション結果を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、誘電体窓の材質がアルミナである場合の電界強度のシミュレーション結果を示す図である。
【図９】図９は、誘電体窓の形状の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本願の開示するプラズマ処理装置の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付すこととする。
【００１０】
図１は、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は、図１に示すプラズマ処理装置に含まれるスロットアンテナ板を下方側、すなわち、図１中の矢印ＩＩの方向から見た図である。なお、図１において、理解の容易の観点から、部材の一部のハッチングを省略している。また、一実施形態においては、図１中の矢印ＩＩで示す方向又はその逆の方向で示される図１における紙面上下方向を、プラズマ処理装置における上下方向としている。
【００１１】
図１及び図２に示すように、プラズマ処理装置１１は、被処理対象物である被処理基板Ｗに対して、プラズマを用いて処理を行う。具体的には、エッチングやＣＶＤ、スパッタリング等の処理を行う。被処理基板Ｗとしては、例えば、半導体素子の製造に用いられるシリコン基板が挙げられる。
【００１２】
プラズマ処理装置１１は、その内部で被処理基板Ｗに対してプラズマにより処理を行う処理容器１２と、処理容器１２内にプラズマ励起用のガスやプラズマ処理用のガスを供給するガス供給部１３と、処理容器１２内に設けられ、その上で被処理基板Ｗを保持する円板状の保持台１４と、マイクロ波を用い、処理容器１２内にプラズマを発生させるプラズマ発生機構１９と、プラズマ処理装置１１全体の動作を制御する制御部１５とを備える。制御部１５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、プラズマ処理装置１１全体の制御を行う。
【００１３】
処理容器１２は、導電体により形成される。処理容器１２は、保持台１４の下方側に位置する底部２１と、底部２１の外周から上方向に延びる側壁２２とを含む。側壁２２は、略円筒状である。処理容器１２の底部２１には、その一部を貫通するように排気用の排気孔２３が設けられている。処理容器１２は、側壁２２と底部２１とによって、プラズマ処理を行うための処理空間Ｓを画成している。側壁２２の上端部は開口している。
【００１４】
側壁２２の上端部には、導電体部材２４が設けられている。導電体部材２４は、側壁２２の上端部の一部を構成する。導電体部材２４の詳細については、後述する。導電体部材２４、誘電体窓１６、及び誘電体窓１６と導電体部材２４との間に介在するシール部材としてのＯリング２５によって、処理容器１２は密封可能に構成されている。
【００１５】
ガス供給部１３は、被処理基板Ｗの中央に向かってガスを吹付ける第一のガス供給部２６と、被処理基板Ｗの外側からガスを吹付ける第二のガス供給部２７とを含む。第一のガス供給部２６においてガスを供給するガス供給孔３０ａは、誘電体窓１６の径方向中央であって、保持台１４と対向する対向面となる誘電体窓１６の下面２８よりも誘電体窓１６の内方側に後退した位置に設けられている。第一のガス供給部２６は、第一のガス供給部２６に接続されたガス供給系２９により流量等を調整しながらプラズマ励起用の不活性ガスやプラズマ処理用のガスを供給する。第二のガス供給部２７は、側壁２２の上部側の一部において、処理容器１２内にプラズマ励起用の不活性ガスやプラズマ処理用のガスを供給する複数のガス供給孔３０ｂを設けることにより形成されている。複数のガス供給孔３０ｂは、周方向に等しい間隔を開けて設けられている。第一のガス供給部２６及び第二のガス供給部２７には、同じガス供給源から同じ種類のプラズマ励起用の不活性ガスやプラズマ処理用のガスが供給される。なお、要求や制御内容等に応じて、第一のガス供給部２６及び第二のガス供給部２７から別のガスを供給することもでき、それらの流量比等を調整することもできる。
【００１６】
保持台１４には、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）バイアス用の高周波電源３８がマッチングユニット３９を介して保持台１４内の電極に電気的に接続されている。この高周波電源３８は、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波を所定の電力（バイアスパワー）で出力可能である。マッチングユニット３９は、高周波電源３８側のインピーダンスと、主に電極、プラズマ、処理容器１２といった負荷側のインピーダンスとの間で整合をとるための整合器を収容しており、この整合器の中に自己バイアス生成用のブロッキングコンデンサが含まれている。必要に応じて、プラズマ処理時にこの保持台１４へのバイアス電圧が印加される。このバイアス電圧の印加については、制御部１５による制御により行われる。この場合、制御部１５は、バイアス電圧印加機構として作動する。
【００１７】
保持台１４は、静電チャック（図示せず）によりその上に被処理基板Ｗを保持可能である。また、保持台１４は、加熱のためのヒータ（図示せず）等を備え、保持台１４の内部に設けられた温度調整機構３３により所望の温度に設定可能である。保持台１４は、底部２１の下方側から垂直上方に延びる絶縁性の筒状支持部３１に支持されている。上記した排気孔２３は、筒状支持部３１の外周に沿って処理容器１２の底部２１の一部を貫通するように設けられている。環状の排気孔２３の下方側には排気管（図示せず）を介して排気装置（図示せず）が接続されている。排気装置は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有している。排気装置により、処理容器１２内を所定の圧力まで減圧することができる。
【００１８】
プラズマ発生機構１９は、処理容器１２外に設けられており、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４１を含む。また、プラズマ発生機構１９は、保持台１４と対向する位置に配置された誘電体窓１６を含む。また、プラズマ発生機構１９は、複数のスロット２０が設けられており、誘電体窓１６の上方側に配置され、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１７を含む。また、プラズマ発生機構１９は、スロットアンテナ板１７の上方側に配置され、後述する同軸導波管３６により導入されたマイクロ波を径方向に伝播する誘電体部材１８を含む。
【００１９】
マイクロ波発生器４１は、導波管３５及びモード変換器３４を介して、マイクロ波を導入する同軸導波管３６の上部に接続されている。例えば、マイクロ波発生器４１で発生させたＴＥモードのマイクロ波は、導波管３５を通り、モード変換器３４によりＴＥＭモードへ変換され、同軸導波管３６を伝播する。
【００２０】
誘電体窓１６は、略円板状であって、誘電体で構成されている。誘電体窓１６は、処理空間Ｓを塞ぐように導電体部材２４を介して処理容器１２の側壁２２に取り付けられる。
マイクロ波発生器４１により発生させたマイクロ波を処理容器１２内の処理空間Ｓに導入する。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。誘電体窓１６の詳細については、後述する。
【００２１】
スロットアンテナ板１７は、薄板状であって、円板状である。複数のスロット２０については、図２に示すように、それぞれ所定の間隔を開けて直交するように２つのスロット２０が一対となるように設けられており、一対をなしたスロット２０が周方向に所定の間隔を開けて設けられている。また、径方向においても、複数の一対のスロット２０が所定の間隔を開けて設けられている。
【００２２】
マイクロ波発生器４１により発生させたマイクロ波は、同軸導波管３６を通って、誘電体部材１８に伝播される。内部に冷媒等を循環させる循環路４０を有し誘電体部材１８等の温度調整を行う冷却ジャケット３２とスロットアンテナ板１７との間に挟まれた誘電体部材１８の内部を径方向外側に向かって、マイクロ波は放射状に広がり、スロットアンテナ板１７に設けられた複数のスロット２０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。
【００２３】
プラズマ処理装置１１においてマイクロ波プラズマを発生させた場合、誘電体窓１６の下面２８の直下、具体的には、誘電体窓１６の下面２８の数ｃｍ程度下に位置する領域においては、プラズマの電子温度が比較的高いいわゆるプラズマ生成領域が形成される。そして、その下側に位置する領域には、プラズマ生成領域で生成されたプラズマが拡散するいわゆるプラズマ拡散領域が形成される。このプラズマ拡散領域は、プラズマの電子温度が比較的低い領域であり、この領域でプラズマ処理を行う。そうすると、プラズマ処理時における被処理基板Ｗに対するいわゆるプラズマダメージを与えず、かつ、プラズマの電子密度が高いので、効率的なプラズマ処理を行うことができる。
【００２４】
プラズマ発生機構１９は、図示しない高周波発振器としてのマグネトロンにより発生させた高周波を処理容器１２内へ透過させる誘電体窓１６と、複数のスロット２０が設けられており、高周波を誘電体窓１６に放射するスロットアンテナ板１７とを含むよう構成されている。また、プラズマ発生機構１９により発生させるプラズマは、ラジアルラインスロットアンテナにより生成されるよう構成されている。
【００２５】
次に、図１に示した導電体部材２４及び誘電体窓１６の詳細について説明する。図３は、一実施形態に係る導電体部材及び誘電体窓を拡大して示す断面図である。
【００２６】
図３に示すように、導電体部材２４には、支持面２４ａが形成されている。導電体部材２４の支持面２４ａと、導電体部材２４の処理空間Ｓと対向する内面とで角部ＣＷが形成される。以下では、導電体部材２４の支持面２４ａと、導電体部材２４の処理空間Ｓと対向する内面とで形成される角部ＣＷを、「側壁角部ＣＷ」と表記するものとする。
【００２７】
誘電体窓１６は、導電体部材２４の支持面２４ａによって支持され、かつ、処理空間Ｓに対向しない非対向部１６１と、導電体部材２４の支持面２４ａによって支持されず、かつ、処理空間Ｓに対向する対向部１６２とを有する。
【００２８】
非対向部１６１の表面には、角部Ｃ１及び角部Ｃ２が形成される。角部Ｃ１及び角部Ｃ２は、誘電体窓１６を伝播するマイクロ波が非対向部１６１の周囲の導電性部材によって反射されて得られる定在波の節の位置を固定させる。非対向部１６１の周囲の導電性部材とは、例えば、導電体部材２４である。
【００２９】
一実施形態では、側壁角部ＣＷから、角部Ｃ１及び角部Ｃ２の少なくとも一つの角部までの距離は、定在波の他の節の位置を側壁角部ＣＷの位置に重合させる距離である。ここで、定在波の他の節とは、誘電体窓１６を伝播するマイクロ波が非対向部１６１の周囲の導電性部材によって反射されて得られる定在波の節のうち、角部Ｃ１又は角部Ｃ２によって固定された節以外の節である。具体的には、誘電体窓１６を伝播するマイクロ波の波長をλとすると、側壁角部ＣＷから、角部Ｃ１及び角部Ｃ２の少なくとも一つの角部までの距離は、ｎ・λ／２±λ／１６（ただし、ｎは、自然数）の範囲内である。以下、誘電体窓１６の非対向部１６１の形状に応じた、定在波の他の節の位置の制御例について説明する。
【００３０】
（第１実施例）
図４Ａは、誘電体窓の形状の第１実施例を示す図である。図４Ａに示すように、第１実施例の誘電体窓１６では、非対向部１６１の表面のうち、角部Ｃ１又は角部Ｃ２を構成する２つの表面は、２つの平面を組み合わせることによって、形成される。具体的には、非対向部１６１の表面のうち、角部Ｃ１を構成する２つの表面は、導電体部材２４の支持面２４ａに接する平面と、導電体部材２４の支持面２４ａに垂直な平面とを組み合わせることによって、形成される。また、非対向部１６１の表面のうち、角部Ｃ２を構成する２つの表面は、導電体部材２４の支持面２４ａに平行な平面と、導電体部材２４の支持面２４ａに垂直な平面とを組み合わせることによって、形成される。そして、導電体部材２４の側壁角部ＣＷから、角部Ｃ２までの距離Ｌ１は、λである。
【００３１】
図４Ｂは、図４Ａに示した誘電体窓に対応する定在波の他の節の位置を説明するための図である。導電体部材２４の側壁角部ＣＷから、角部Ｃ２までの距離Ｌ１が、λである場合、角部Ｃ２によって節Ｎ１の位置が固定された定在波の他の節Ｎ２の位置は、図４Ｂに示すように、側壁角部ＣＷの位置に重合される。これにより、側壁角部ＣＷ付近における誘電体窓１６の電界強度が低減され、結果として、処理容器１２の側壁２２と、側壁２２によって支持される誘電体窓１６との間の放電が抑制される。
【００３２】
（第２実施例）
図５Ａは、誘電体窓の形状の第２実施例を示す図である。図５Ａに示すように、第２実施例の誘電体窓１６では、非対向部１６１の表面のうち、角部Ｃ１又は角部Ｃ２を構成する２つの表面は、平面と該平面に垂直な方向に対して傾斜する傾斜面とを組み合わせることによって、形成される。具体的には、非対向部１６１の表面のうち、角部Ｃ１を構成する２つの表面は、導電体部材２４の支持面２４ａに接する平面と、該平面に垂直な方向に対して傾斜する傾斜面とを組み合わせることによって、形成される。また、非対向部１６１の表面のうち、角部Ｃ２を構成する２つの表面は、導電体部材２４の支持面２４ａに平行な平面と、該平面に垂直な方向に対して傾斜する傾斜面とを組み合わせることによって、形成される。そして、導電体部材２４の側壁角部ＣＷから、角部Ｃ２までの距離Ｌ１は、λであり、かつ、導電体部材２４の側壁角部ＣＷから、角部Ｃ１までの距離Ｌ２は、λ／２である。
【００３３】
図５Ｂは、図５Ａに示した誘電体窓に対応する定在波の他の節の位置を説明するための図である。導電体部材２４の側壁角部ＣＷから、角部Ｃ２までの距離Ｌ１が、λである場合、角部Ｃ２によって節Ｎ１の位置が固定された定在波の他の節Ｎ２の位置は、図５Ｂに示すように、側壁角部ＣＷの位置に重合される。また、導電体部材２４の側壁角部ＣＷから、角部Ｃ１までの距離Ｌ２が、λ／２である場合、角部Ｃ１によって節Ｎ３の位置が固定された定在波の他の節Ｎ４の位置は、図５Ｂに示すように、側壁角部ＣＷの位置に重合される。これにより、側壁角部ＣＷ付近における誘電体窓１６の電界強度が低減され、結果として、処理容器１２の側壁２２と、側壁２２によって支持される誘電体窓１６との間の放電が抑制される。
【００３４】
（第３実施例）
図６Ａは、誘電体窓の形状の第３実施例を示す図である。図６Ａに示すように、第３実施例の誘電体窓１６では、非対向部１６１の表面のうち、角部Ｃ１又は角部Ｃ２を構成する２つの表面は、平面と曲面とを組み合わせることによって、形成される。具体的には、非対向部１６１の表面のうち、角部Ｃ１を構成する２つの表面は、導電体部材２４の支持面２４ａに接する平面と、曲率半径がλである曲面とを組み合わせることによって、形成される。また、非対向部１６１の表面のうち、角部Ｃ２を構成する２つの表面は、導電体部材２４の支持面２４ａに平行な平面と、曲率半径がλである曲面とを組み合わせることによって、形成される。そして、導電体部材２４の側壁角部ＣＷから、角部Ｃ２までの距離Ｌ１及び導電体部材２４の側壁角部ＣＷから、角部Ｃ１までの距離Ｌ２は、いずれも、λである。
【００３５】
図６Ｂは、図６Ａに示した誘電体窓に対応する定在波の他の節の位置を説明するための図である。導電体部材２４の側壁角部ＣＷから、角部Ｃ２までの距離Ｌ１が、λである場合、角部Ｃ２によって節Ｎ１の位置が固定された定在波の他の節Ｎ２の位置は、図６Ｂに示すように、側壁角部ＣＷの位置に重合される。また、導電体部材２４の側壁角部ＣＷから、角部Ｃ１までの距離Ｌ２が、λである場合、角部Ｃ１によって節Ｎ３の位置が固定された定在波の他の節Ｎ４の位置は、図６Ｂに示すように、側壁角部ＣＷの位置に重合される。これにより、側壁角部ＣＷ付近における誘電体窓１６の電界強度が低減され、結果として、処理容器１２の側壁２２と、側壁２２によって支持される誘電体窓１６との間の放電が抑制される。
【００３６】
（誘電体窓の形状に応じた電界強度のシミュレーション結果）
図７は、誘電体窓の形状に応じた電界強度のシミュレーション結果を示す図である。図７において、「第１実施例」は、誘電体窓１６の形状の第１実施例に対応する誘電体窓１６内の電界強度のシミュレーション結果を示す図である。「第２実施例」は、誘電体窓１６の形状の第２実施例に対応する誘電体窓１６内の電界強度のシミュレーション結果を示す図である。「第３実施例」は、誘電体窓１６の形状の第３実施例に対応する誘電体窓１６内の電界強度のシミュレーション結果を示す図である。一方、「比較例」は、側壁角部ＣＷから、角部Ｃ１及び角部Ｃ２の少なくとも一つの角部までの距離が、ｎ・λ／２±λ／１６の範囲外である場合の誘電体窓１６内の電界強度のシミュレーション結果を示す図である。
【００３７】
図７のシミュレーション結果から明らかなように、側壁角部ＣＷから、角部Ｃ１及び角部Ｃ２の少なくとも一つの角部までの距離が、ｎ・λ／２±λ／１６の範囲内である実施例では、側壁角部ＣＷから、角部Ｃ１及び角部Ｃ２の少なくとも一つの角部までの距離が、ｎ・λ／２±λ／１６の範囲外である比較例と比較して、側壁角部ＣＷ付近における誘電体窓１６の電界強度が低減された。
【００３８】
（誘電体窓の材質に応じた電界強度のシミュレーション結果）
図８Ａは、誘電体窓の材質が石英である場合の電界強度のシミュレーション結果を示す図である。図８Ａに示したシミュレーションにおける誘電体窓１６の形状は、誘電体窓１６の形状の第１実施例であるものとする。また、図８Ａに示したシミュレーションにおける誘電体窓１６の厚みは、２ｍｍであるものとする。また、図８Ａに例示したグラフにおいて、横軸は、導電体部材２４の側壁角部ＣＷから、角部Ｃ１までの距離Ｌ２［ｍｍ］を示し、縦軸は、最大値で規格化された誘電体窓１６内の電界強度を示している。なお、誘電体窓１６が石英である場合、誘電体窓１６を伝播するマイクロ波の波長λは、約６２．８ｍｍである。
【００３９】
図８Ａに示すように、距離Ｌ２が３１．２ｍｍ±４ｍｍの範囲内である場合（すなわち、距離Ｌ２がλ／２±λ／１６の範囲内である場合）、誘電体窓１６内の電界強度が、１．００から約０．１７に変化した。すなわち、距離Ｌ２がλ／２±λ／１６の範囲内である場合、誘電体窓１６内の電界強度を約８３％低減させることができることが分かった。
【００４０】
図８Ｂは、誘電体窓の材質がアルミナである場合の電界強度のシミュレーション結果を示す図である。図８Ｂに示したシミュレーションにおける誘電体窓１６の形状は、誘電体窓１６の形状の第１実施例であるものとする。また、図８Ｂに示したシミュレーションにおける誘電体窓１６の厚みは、２ｍｍであるものとする。また、図８Ｂに例示したグラフにおいて、横軸は、導電体部材２４の側壁角部ＣＷから、角部Ｃ１までの距離Ｌ２［ｍｍ］を示し、縦軸は、最大値で規格化された誘電体窓１６内の電界強度を示している。なお、誘電体窓１６がアルミナである場合、誘電体窓１６を伝播するマイクロ波の波長λは、約３９ｍｍである。
【００４１】
図８Ｂに示すように、距離Ｌ２が１９．６ｍｍ±２．５ｍｍの範囲内又は３９．２ｍｍ±２．５ｍｍの範囲内である場合（すなわち、距離Ｌ２がλ／２±λ／１６の範囲内又はλ±λ／１６である場合）、誘電体窓１６内の電界強度が、１．００から約０．２５に変化した。すなわち、距離Ｌ２がλ／２±λ／１６の範囲内又はλ±λ／１６である場合、誘電体窓１６内の電界強度を約７５％低減させることができることが分かった。
【００４２】
以上、一実施形態のプラズマ処理装置１１によれば、処理容器１２の側壁２２の上端部に配置される導電体部材２４の側壁角部ＣＷから、誘電体窓１６の非対向部１６１の表面に形成された複数の角部の少なくとも一つまでの距離が、定在波の他の節の位置を側壁角部ＣＷの位置に重合させる距離である。これにより、側壁角部ＣＷ付近における誘電体窓１６の電界強度が低減され、結果として、処理容器１２の側壁２２と、側壁２２によって支持される誘電体窓１６との間の放電が抑制される。
【００４３】
なお、上記した実施形態では、誘電体窓１６の非対向部１６１は、処理容器１２の側壁２２の上端部に配置される導電体部材２４に形成された支持面２４ａによって支持されるが、開示の技術はこれには限られない。例えば、誘電体窓１６の非対向部１６１は、処理容器１２の側壁２２の上端部に形成された支持面によって支持されてもよい。この場合、側壁２２の支持面と、側壁２２の処理空間Ｓと対向する内面とで形成される角部である側壁角部から、誘電体窓１６の非対向部１６１の表面に形成された複数の角部の少なくとも一つの角部までの距離が、定在波の他の節の位置を側壁角部ＣＷの位置に重合させる距離となる。
【００４４】
また、上記した実施形態では、誘電体窓１６の非対向部１６１の表面に２つの角部（角部Ｃ１及び角部Ｃ２）が形成されるが、開示の技術はこれには限られない。例えば、誘電体窓１６の非対向部１６１の表面は、図９に示すように、３つ以上の角部（角部Ｃ１〜角部Ｃ４）を含む段差形状に形成されてもよい。この場合、導電体部材２４の側壁角部ＣＷから、誘電体窓１６の非対向部１６１の表面に形成された角部Ｃ１〜角部Ｃ４の少なくとも一つまでの距離が、定在波の他の節の位置を側壁角部ＣＷの位置に重合させる距離となる。なお、図９は、誘電体窓の形状の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１１  プラズマ処理装置
１２  処理容器
１６  誘電体窓
１７  スロットアンテナ板
１９  プラズマ発生機構
２１  底部
２２  側壁
２４  導電体部材
２４ａ  支持面
４１  マイクロ波発生器
１６１  非対向部
１６２  対向部
Ｃ１  角部
Ｃ２  角部
ＣＷ  側壁角部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
0006486207.tif 000008
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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