(57)【要約】      （修正有）【課題】処理室内と大気との連通を遮断するシール部材の配置の適正化を図ったマイクロ波プラズマ処理装置、一体型スロット形成部材、マイクロ波プラズマ処理装置の製造方法および使用方法の提供。【解決手段】マイクロ波プラズマ処理装置は、マイクロ波をスロット３７ｂに通して伝播させるスロットアンテナ３０と、スロットアンテナ３０を伝播したマイクロ波により所定のガスをプラズマ化して被処理体Ｇをプラズマ処理する処理室とを備える。導波管３３の下部には、スロット３７ｂを嵌め込むための枠体３７ａに、誘電部材３７ｃが充填されたスロット３７ｂを嵌め込んだ状態で一体的に形成された一体型スロット形成部材３７が設けられている。金属で構成された枠体３７ａと蓋本体２１との間には、Ｏリング５０が配設される。【選択図】図３
2008091176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波をスロットに通して伝播させるスロットアンテナと、前記スロットアンテナを伝播したマイクロ波により所定のガスをプラズマ化して被処理体をプラズマ処理する処理室と、を備えたマイクロ波プラズマ処理装置であって、
前記スロットアンテナは、
前記スロットを嵌め込むための枠体に、誘電部材が充填されたスロットを嵌め込んだ状態で一体的に形成された一体型スロット形成部材を有し、前記一体型スロット形成部材のスロットからマイクロ波を通すマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記一体型スロット形成部材は、前記処理室の蓋体に設けられた凹みに装着され、
前記枠体と前記蓋体との間には、シール部材が設けられている請求項１に記載されたマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項３】
前記枠体は、非磁性金属体である導電性材料から形成されている請求項１または請求項２のいずれかに記載されたマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項４】
前記蓋体は、非磁性金属体である導電性材料から形成されている請求項１〜３のいずれかに記載されたマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項５】
前記蓋体に設けられた凹みには、前記一体型スロット形成部材が複数装着され、
前記複数の一体型スロット形成部材の間隔は、いずれも管内波長λｇの１／２である請求項１〜４のいずれかに記載されたマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項６】
前記蓋体の凹みには、さらに、マイクロ波を伝播させる導波管が装着されている請求項５に記載されたマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項７】
前記一体型スロット形成部材は、
前記枠体に前記スロットを嵌め込んだ状態で、外部加熱方式により一体的に接合されている請求項１〜６のいずれかに記載されたマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項８】
前記一体型スロット形成部材は、
前記枠体に前記スロットを嵌め込んだ状態で、誘電加熱方式により一体的に接合されている請求項１〜６のいずれかに記載されたマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項９】
前記一体型スロット形成部材は、
マイクロ波を前記スロットに通して、前記処理室に直接入射させる請求項１〜８のいずれかに記載されたマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項１０】
マイクロ波プラズマ処理装置は、さらに、
前記一体型スロット形成部材に隣接して設けられ、前記一体型スロット形成部材のスロットに通されたマイクロ波を透過して、前記処理室に入射させる誘電体窓を備える請求項１〜８のいずれかに記載されたマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項１１】
マイクロ波プラズマ処理装置のスロットアンテナに用いるために、スロットを嵌め込むための枠体に、誘電部材が充填されたスロットを嵌め込んだ状態で一体的に形成された一体型スロット形成部材。
【請求項１２】
前記一体型スロット形成部材の外周面には、段差が設けられている請求項１１に記載された一体型スロット形成部材。
【請求項１３】
マイクロ波をスロットに通して伝播させるスロットアンテナと、前記スロットアンテナを伝播したマイクロ波により所定のガスをプラズマ化して被処理体をプラズマ処理する処理室と、を備えたマイクロ波プラズマ処理装置の製造方法であって、
前記処理室の蓋体に設けられた凹みに、前記スロットを嵌め込むための枠体に誘電部材が充填されたスロットを嵌め込んだ状態で一体的に形成された一体型スロット形成部材を装着し、
前記枠体と前記蓋体との間に、シール部材を設けるマイクロ波プラズマ処理装置の製造方法。
【請求項１４】
前記蓋体に設けられた凹みに、前記一体型スロット形成部材を管内波長λｇの１／２の間隔で複数装着する請求項１３に記載されたマイクロ波プラズマ処理装置の製造方法。
【請求項１５】
前記蓋体の凹みに、さらに、マイクロ波を伝播させる導波管を装着する請求項１４に記載されたマイクロ波プラズマ処理装置の製造方法。
【請求項１６】
処理室とマイクロ波を伝播させるスロットアンテナとを備えたマイクロ波プラズマ処理装置を使用する方法であって、
前記スロットアンテナに設けられ、スロットを嵌め込むための枠体に誘電部材が充填されたスロットを嵌め込んだ状態で一体的に形成された一体型スロット形成部材のスロットにマイクロ波を通し、
前記スロットに通されたマイクロ波を処理室に入射させ、
前記処理室に入射されたマイクロ波によりガスをプラズマ化することによって、被処理体をプラズマ処理するマイクロ波プラズマ処理装置の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波のパワーによりガスをプラズマ化させて被処理体をプラズマ処理するマイクロ波プラズマ処理装置、その製造方法および使用方法、一体型スロット形成部材に関する。より詳細には、マイクロ波を伝播させるスロットアンテナの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、処理室内に供給されたガスをプラズマ化させて、基板等の被処理体をプラズマ処理する種々のプラズマ処理装置が開発されている。このうち、マイクロ波プラズマ処理装置は、マイクロ波のパワーによってガスを電離および解離させることによりプラズマを生成し、生成されたプラズマを用いて基板にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）処理やアッシング処理などのプラズマ処理を施す（たとえば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
プロセス処理中、処理室内で良好なプラズマを安定的に生成するためには、処理室の内部を真空状態に保つ必要がある。このことから、従来のマイクロ波プラズマ処理装置は、処理室の天井部を誘電体窓で塞ぐとともに、天井部と誘電体窓との隙間をＯリングにてシールすることにより、処理室内を大気から遮断して、処理室内の気密を保持していた。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１１１９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、Ｏリングは、天井部と誘電体窓との隙間に設けられているため、処理室内の影響を受けやすい。たとえば、Ｏリングは、天井部と誘電体窓との隙間から入り込んだプラズマや誘電体窓を透過したマイクロ波の電界エネルギーにより、Ｏリング近傍にて異常放電が生じ、Ｏリングが焼損する場合がある。
【０００６】
また、Ｏリングは、エラストマなど、ゴム的性質をもつ高分子材料から構成されていて、その内部では、分子が絡みあって隙間が生じている。このため、Ｏリングが劣化すると、Ｏリング内部の隙間を通って大気が入り込むことがある。このようにして入り込んだ大気中の酸素（Ｏ２）ガスや窒素（Ｎ２）ガスは、たとえば、シラン（ＳｉＨ４）ガスや水素（Ｈ２）ガス等の処理ガスと反応してＳｉＯ２やＳｉＮやＨ２Ｏとなり、被処理体上に形成された薄膜に混入等して膜の劣化を生じさせる。
【０００７】
また、Ｏリングは、プラズマ生成時の放熱や、サセプタを所定の温度に保持するために設けられたヒータ１１ｂからの放熱による影響を受けて劣化することがある。また、プラズマ処理時に使用される処理ガスから生成される反応生成物の性質や処理室内をクリーニングする際に使われるクリーニングガスの性質により、Ｏリングが腐食する場合もある。このため、Ｏリングは、耐熱性、耐食性に強いフッ素系のＯリングを使用する必要があるが、フッ素系のＯリングは非常に高価である。
【０００８】
さらに、上記放熱の影響を受けたＯリングは、被処理体の搬送時、急激に冷やされる。このようにして、被処理体を一枚一枚処理する度に加熱→冷却→加熱→冷却が繰り返されると、Ｏリングが劣化して、弾性体としての特性が落ち、特に、冷却時の塑性変形が大きくなって気密性を保持することができなくなる。
【０００９】
以上の理由から、従来、マイクロ波プラズマ処理装置の稼働に伴うＯリングの劣化を考慮して、Ｏリングを定期的に交換する必要があった。
【００１０】
上記問題を解消するために、本発明では、処理室内と大気との連通を遮断するシール部材の配置の適正化を図ったマイクロ波プラズマ処理装置、その製造方法および使用方法、一体型スロット形成部材が提供される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、マイクロ波をスロットに通して伝播させるスロットアンテナと、上記スロットアンテナを伝播したマイクロ波により所定のガスをプラズマ化して被処理体をプラズマ処理する処理室と、を備えたマイクロ波プラズマ処理装置が提供される。このスロットアンテナは、上記スロットを嵌め込むための枠体に、誘電部材が充填されたスロットを嵌め込んだ状態で一体的に形成された一体型スロット形成部材を有していて、その一体型スロット形成部材のスロットからマイクロ波を通す。
【００１２】
これによれば、スロットアンテナのスロット部分は、一体型スロット形成部材にて構成される。そして、その一体型スロット形成部材は、誘電部材が充填されたスロットを枠体に嵌め込んだ状態で一体的に密着して形成されている。これにより、スロットと枠体との間に大気が入り込むことを回避することができる（図７の一体型スロット形成部材３７参照）。
【００１３】
上記一体型スロット形成部材は、上記処理室の蓋体に設けられた凹みに装着され、上記枠体と上記蓋体との間に、シール部材を設けもよい。
【００１４】
これによれば、シール部材により処理室の蓋体と一体型スロット形成部材の枠体との間をシールすることによって（たとえば、図７のＯリング５０参照）、処理室内を大気から遮断し、これにより、処理室内の気密を保持することができる。また、Ｏリング５０は、蓋体内部に納められているので、プラズマ生成時の放熱や、サセプタ１１を所定の温度に保持するために設けられたヒータ１１ｂからの放熱による影響を受けにくい。
【００１５】
さらに、枠体および蓋体は、非磁性金属体である導電性材料から形成されていてもよく、この場合、枠体および蓋体は、熱伝導性がよいため、熱を外部へ逃がすことができる。この結果、枠体および蓋体に隣接したＯリングが高温になることを防ぐことができ、これにより、Ｏリングの劣化を防ぐことができる。さらに、この場合には、シール部材として、ゴム製のＯリングだけでなく、エッジが、ガスケットに食い込むことにより、真空封止する銅製のＩＣＦフランジを用いることもできる。ＩＣＦフランジにて真空封止すると、処理室内の真空度が上がる、劣化しない等の利点がある。
【００１６】
また、これによれば、処理室内に供給された処理ガスは、シール部材近傍まで入り込むことができない。これにより、シール部材近傍にて大気中のガスと反応性ガスとが反応して反応生成物が生成されることを回避することができる。この結果、生成された反応生成物がパーティクルとなって薄膜に混入し、膜の劣化を生じさせることを抑止することができる。
【００１７】
また、シール部材を処理室近傍に設けると、プラズマ処理時に使用される処理ガスから生成される反応生成物の性質や処理室内をクリーニングする際に使われるクリーニングガスの性質により、シール部材が腐食する場合がある。よって、この場合には、シール部材としては、耐熱性、耐食性に強いフッ素系のＯリングを使用する必要があるが、フッ素系のＯリングは非常に高価である。
【００１８】
しかし、かかる構成によれば、シール部材は、蓋体の内部に納められているので、シール部材として、必ずしも耐熱性、耐食性に強いフッ素系のシール部材を使用する必要がなく、たとえば、フッ素系でないＯリングなど、より安価なシール部材を使用することができる。この結果、装置の製造コストおよびメンテナンスコストを下げることができる。
【００１９】
また、Ｏリングが蓋体の内部に納められているため、プラズマは、Ｏリング近傍にまで入り込まない。これに加え、枠体および蓋体は、非磁性金属体であるのでマイクロ波を透過しない。この結果、マイクロ波は、枠体と蓋体との間に設けられたＯリングまで透過しないため、プラズマやマイクロ波の電界エネルギーにより、Ｏリングの近傍にて異常放電が生じ、Ｏリングが焼損することを防止することができる。以上により、一体型スロット形成部材近傍に設けられたＯリングの劣化を防ぎ、Ｏリングの定期的な交換を不要にすることができる。
【００２０】
上記蓋体に設けられた凹みには、上記一体型スロット形成部材が複数装着され、上記複数の一体型スロット形成部材の間隔は、いずれも管内波長λｇの１／２であってもよい。さらに、上記蓋体の凹みには、マイクロ波を伝播させる導波管が装着されていてもよい。
【００２１】
これによれば、一体型スロット形成部材のスロットは、管内波長λｇの１／２の間隔に設けられる。これにより、マイクロ波の定在波の腹を、各スロット中央に位置させることができる。この結果、導波管から各スロットを通して処理室に供給されるマイクロ波の電界エネルギーを、その位置における最大エネルギーとすることができる。これにより、各スロット位置にて最大値を持つマイクロ波の電界エネルギーにより、密度の高いプラズマを均一に生成することができる。
【００２２】
上記一体型スロット形成部材は、枠体にスロットを嵌め込んだ状態で、たとえば、熱間等方圧ＨＩＰ（Hot Isostatic Pressing）などの外部加熱方式により一体的に接合されていてもよく、上記枠体に上記スロットを嵌め込んだ状態で、ミリ波加熱などの誘電加熱方式により一体的に接合されていてもよい。
【００２３】
上記外部加熱方式によれば、枠体にスロットを嵌め込んで、枠体とスロットとの間に高温の接着剤を充填させた後、接着剤を加圧浸透させることにより、枠体とスロットとを一体的に形成する。
【００２４】
また、誘電加熱方式（自発熱方式）によれば、枠体にスロットを嵌め込んだ状態で、たとえば、ミリ波加熱装置により、周波数２８ＧＨｚ（波長約１２ｍｍ）のミリ波を照射し、ミリ波が物体を透過することにより、物体内の双極子を振動させ、その摩擦熱を利用して枠体とその内部に嵌め込まれた誘電部材のスロットとの表層を加熱密着させ、これにより枠体とスロットとを一体的に形成する。
【００２５】
このようにして製造された一体型スロット形成部材によれば、マイクロ波プラズマ処理装置のスロット部分において、スロットと枠体との接合面の気密性を保持することができ、スロット部分に大気が入り込むことを回避することができる。
【００２６】
なお、一体型スロット形成部材のスロットに充填される誘電部材としては、たとえば、酸化アルミニウム、クォーツ、サファイア、ルビーなどを用いることができる。また、一体型スロット形成部材の枠体としては、アルミニウム、銅、銀、金などを用いることができる。
【００２７】
上記一体型スロット形成部材は、マイクロ波を上記スロットに通して、上記処理室に直接入射させるようにしてもよい。これによれば、一体型スロット形成部材により処理室内を大気から遮断しながら、一体型スロット形成部材のスロットからマイクロ波を処理室内に直接入射させることができる。これにより、処理室の天井部に誘電体窓を設けなくても、処理室の内部と大気との連通を遮断しながら、マイクロ波を処理室内に供給することができる。
【００２８】
一方、上記一体型スロット形成部材に隣接して誘電体窓を設け、この誘電体窓にスロットに通したマイクロ波を透過して、上記処理室に入射させるようにしてもよい。これによれば、スロットに通されたマイクロ波は誘電体窓を等方向に透過して、処理室の天井面全体から均一に処理室内に入射される。これにより、天井面にて均一に入射されたマイクロ波の電界エネルギーによって均一なプラズマを生成することができる。
【００２９】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、マイクロ波プラズマ処理装置のスロットアンテナに用いるために、スロットを嵌め込むための枠体に、誘電部材が充填されたスロットを嵌め込んだ状態で一体的に形成された一体型スロット形成部材が提供される。
【００３０】
これによれば、マイクロ波プラズマ処理装置を構成するスロットアンテナのスロット部分に、一体型スロット形成部材を用いることができる。これにより、スロットと枠体との間に大気が入り込むことを回避することができる。また、マイクロ波の通り道であるスロット部分が破損した場合でも、一体型スロット形成部材のみを交換することができるため、マイクロ波プラズマ処理装置１００のメンテナンスを容易にすることができる。
【００３１】
一体型スロット形成部材の外周面には、段差が設けられていてもよい。これによれば、外周面の段差部分にシール部材を設け、これにより処理室の蓋体と枠体との間をシールすることによって、シール部材を、蓋本体の内部に納めることができる。これにより、処理容器の内部を大気から遮断するとともに、次のような効果を得ることができる。
【００３２】
すなわち、シール部材は、蓋本体の内部に納められているので、処理室内の影響を受けにくい。たとえば、処理室内に供給される処理ガスのほとんどは、シール部材近傍まで入り込まない。また、処理室内が高温になっても、シール部材はその影響を受けにくい。これにより、シール部材として、種々の部材を採用することができる。
【００３３】
さらに、プラズマは、シール部材の隙間に入り込まない。その上、枠体および蓋体が、非磁性金属体である導電性材料から形成されている場合、枠体および蓋体は、マイクロ波を透過しない。これにより、プラズマやマイクロ波の電界エネルギーにより、シール部材近傍にて異常放電が生じ、シール部材が焼損することを回避することができる。この結果、スロット近傍に設けられたシール部材の劣化を防ぐことができる。
【００３４】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、マイクロ波をスロットに通して伝播させるスロットアンテナと、上記スロットアンテナを伝播したマイクロ波により所定のガスをプラズマ化して被処理体をプラズマ処理する処理室と、を備えたマイクロ波プラズマ処理装置の製造方法が提供される。
【００３５】
この製造方法では、上記蓋体に設けられた凹みに、上記スロットを嵌め込むための枠体に誘電部材が充填されたスロットを嵌め込んだ状態で一体的に形成された一体型スロット形成部材を装着し、上記枠体と上記蓋体との間にシール部材を設け、上記枠体と上記蓋体との間の隙間をシール部材によりシールする。さらに、上記蓋体の凹みに、マイクロ波を伝播させる導波管を装着する。上記蓋体に設けられた凹みには、複数の一体型スロット形成部材を、その間隔がマイクロ波の管内波長λｇの１／２になるように装着してもよい。
【００３６】
これによれば、マイクロ波プラズマ処理装置のスロット部分に一体型スロット形成部材およびシール部材を配設し、これにより、シール部材を蓋体内部に納めながら、処理室内と大気との連通を遮断することができる。
【００３７】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、処理室とマイクロ波を伝播させるスロットアンテナとを備えたマイクロ波プラズマ処理装置を使用する方法であって、上記スロットアンテナに設けられ、スロットを嵌め込むための枠体に誘電部材が充填されたスロットを嵌め込んだ状態で一体的に形成された一体型スロット形成部材のスロットにマイクロ波を通し、上記スロットに通されたマイクロ波を処理室に入射させ、上記処理室に入射されたマイクロ波によりガスをプラズマ化することによって、被処理体をプラズマ処理するマイクロ波プラズマ処理装置の使用方法が提供される。
【発明の効果】
【００３８】
以上説明したように、本発明によれば、シール部材の配置の適正化を図ったマイクロ波プラズマ処理装置、マイクロ波プラズマ処理装置の製造方法および使用方法、一体型スロット形成部材を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
（第１実施形態）
以下に添付図面を参照しながら、本発明の第１実施形態にかかるマイクロ波プラズマ処理装置について、本装置を縦方向（ｙ軸に垂直な方向）に切断した断面図である図１、および、処理室の天井面を示した図２を参照しながら説明する。また、以下の説明では、本実施形態にかかるマイクロ波プラズマ処理装置を用いた、ゲート酸化膜形成プロセスを例に挙げて説明する。
【００４０】
なお、以下の説明及び添付図面において、同一の構成及び機能を有する構成要素については、同一符号を付することにより重複説明を省略する。また、本明細書中１ｍＴｏｒｒは（１０−３×１０１３２５／７６０）Ｐａ、１ｓｃｃｍは（１０−６／６０）ｍ３／ｓｅｃとする。
【００４１】
（マイクロ波プラズマ処理装置の構成）
マイクロ波プラズマ処理装置１００は、処理容器１０と蓋体２０とを備えている。処理容器１０は、その上部が開口された有底立方体形状を有している。処理容器１０と蓋体２０とは、蓋本体２１の下面外周部と処理容器１０の上面外周部との間に配設されたＯリング３２により密閉され、これにより、プラズマ処理を施す処理室Ｕが形成されている。処理容器１０および蓋体２０は、たとえば、アルミニウム等の金属からなり、電気的に接地されている。
【００４２】
処理容器１０には、その内部にてガラス基板（以下「基板」という）Ｇを載置するためのサセプタ１１（載置台）が設けられている。サセプタ１１は、たとえば窒化アルミニウムからなり、その内部には、給電部１１ａおよびヒータ１１ｂが設けられている。
【００４３】
給電部１１ａには、整合器１２ａ（たとえば、コンデンサ）を介して高周波電源１２ｂが接続されている。また、給電部１１ａには、コイル１３ａを介して高圧直流電源１３ｂが接続されている。整合器１２ａ、高周波電源１２ｂ、コイル１３ａおよび高圧直流電源１３ｂは、処理容器１０の外部に設けられている。また、高周波電源１２ｂおよび高圧直流電源１３ｂは、接地されている。
【００４４】
給電部１１ａは、高周波電源１２ｂから出力された高周波電力により処理容器１０の内部に所定のバイアス電圧を印加するようになっている。また、給電部１１ａは、高圧直流電源１３ｂから出力された直流電圧により基板Ｇを静電吸着するようになっている。
【００４５】
ヒータ１１ｂには、処理容器１０の外部に設けられた交流電源１４が接続されていて、交流電源１４から出力された交流電圧により基板Ｇを所定の温度に保持するようになっている。
【００４６】
処理容器１０の底面は筒状に開口され、その外部周縁にはベローズ１５の一端が装着されている。また、ベローズ１５の他端は昇降プレート１６に固着されている。このようにして、処理容器１０底面の開口部分は、ベローズ１５および昇降プレート１６により密閉されている。
【００４７】
サセプタ１１は、昇降プレート１６上に配設された筒体１７に支持されていて、昇降プレート１６および筒体１７と一体となって昇降し、これにより、サセプタ１１を処理プロセスに応じた高さに調整するようになっている。また、サセプタ１１の周囲には、処理室Ｕのガスの流れを好ましい状態に制御するためのバッフル板１８が設けられている。
【００４８】
処理容器１０の底部には、処理容器１０の外部に設けられた真空ポンプ（図示せず）が備えられている。真空ポンプは、ガス排出管１９を介して処理容器１０内のガスを排出することにより、処理室Ｕを所望の真空度まで減圧する。
【００４９】
蓋体２０には、蓋本体２１、６本の導波管３３、スロットアンテナ３０、および、誘電体窓（複数枚の誘電体パーツ３１から構成）が設けられている。
【００５０】
６本の導波管３３は、その断面形状が矩形状であり、蓋本体２１の内部にて平行に並べて設けられている。各導波管３３の内部は、フッ素樹脂（たとえばテフロン（登録商標））、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、石英などの誘電部材３４で充填されていて、その誘電部材３４により、λｇ１＝λｃ／（ε１）１／２の式に従って各導波管３３の管内波長λｇ１が制御される。ここで、λｃは自由空間の波長、ε１は誘電部材３４の誘電率である。
【００５１】
各導波管３３は、上部にて開口し、その開口には、可動部３５が昇降自在に挿入されている。可動部３５は、アルミニウムなどの非磁性金属体である導電性材料から形成されている。
【００５２】
蓋本体２１の外部であって、各可動部３５の上面には、昇降機構３６がそれぞれ設けられている。昇降機構３６は、誘電部材３４の上面までを限度として、可動部３５を昇降移動させるようになっている。これにより、導波管３３は、その高さを任意に変えることができる。
【００５３】
図１の誘電体窓近傍を拡大した断面図である図３を参照すると、各導波管３３下部のスロットアンテナ３０は、蓋本体２１の下方にて蓋本体２１に設けられたアンテナとして機能する。スロットアンテナ３０には、各導波管３３（たとえば、導波管３３ａ１，３３ａ２）の下面にて各導波管３３と当接した一体型スロット形成部材３７が設けられている。一体型スロット形成部材３７は、枠体３７ａと誘電部材３７ｃが充填されたスロット３７ｂとから形成されている。このようにして、図２に示したように、導波管３３毎に１３個、全部で７８個（＝１３×６）の一体型スロット形成部材３７が、それぞれ直列に並んで設けられている。
【００５４】
誘電体窓は、３９枚の誘電体パーツ３１から構成され、各誘電体パーツ３１はタイル状に形成されている。１３枚の誘電体パーツ３１は、１つのマイクロ波発生器４０に対してＹ分岐管４１を介して接続された２本の導波管３３を跨ぐように３列に設けられている。
【００５５】
各誘電体パーツ３１は、互いに隣接する２本の導波管３３（すなわち、Ｙ分岐管４１を介して同じマイクロ波発生器４０に接続された２本の導波管３３）の下面に設けられた２６個（＝１３個×２列）の一体型スロット形成部材３７のスロットのうち、ｙ座標が同一となる２つのスロットを跨ぐようにそれぞれ取り付けられている。以上の構成により、スロットアンテナ３０の下面には、全部で３９枚（＝１３枚×３列）の誘電体パーツ３１が取り付けられる。
【００５６】
各誘電体パーツ３１は、石英ガラス、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、サファイア、ＳｉＮ、セラミックスなどの誘電材料を用いて形成されている。各誘電体パーツ３１には、図１および図３に示したように基板Ｇと対向する面にて凹凸が形成されている。このように、各誘電体パーツ３１に凹部または凸部の少なくともいずれかを設けることによって、表面波が、各誘電体パーツ３１の表面を伝播する際の電界エネルギーの損失が増加し、これにより、表面波の伝播を抑止することができる。この結果、定在波の発生を抑制して、均一なプラズマを生成することができる。
【００５７】
なお、各導波管３３の下面に形成される一体型スロット形成部材３７の個数は任意であり、たとえば、各導波管３３の下面にそれぞれ１２個ずつの一体型スロット形成部材３７を設け、スロットアンテナ３０の下面に全部で３６枚（＝１２枚×３列）の誘電体パーツ３１を配設させてもよい。また、各誘電体パーツ３１の上面に設ける一体型スロット形成部材３７の個数も２つに限られず、１つ、または、３つ以上であってもよい。
【００５８】
スロットアンテナ３０の下面には、図２に示したように、３９枚の誘電体パーツ３１を、１３枚×３列に配列させた状態で支持するための梁２６が格子状に形成されている。梁２６は、アルミニウムなどの非磁性金属体である導電性材料にて形成されている。
【００５９】
梁２６の下面には、その一部にて複数の支持体２７が設けられている。各ガスパイプ２８の両端は、支持体２７により支持されていて、全部で４２本（＝１４×３）のガスパイプ２８が、天井面下方にて天井面全体につり下げられている。ガスパイプ２８は、アルミナなどの誘電体から形成される。
【００６０】
ガス供給源４３は、複数のバルブ４３ａ１、４３ａ３、４３ｂ１、４３ｂ３、４３ｂ５、４３ｂ７、複数のマスフローコントローラ４３ａ２、４３ｂ２、４３ｂ６、酸素ガス供給源４３ａ４、シランガス供給源４３ｂ４およびアルゴンガス供給源４３ｂ８から構成されている。
【００６１】
ガス供給源４３は、各バルブの開閉および各マスフローコントローラの開度をそれぞれ制御することにより、所望の濃度の酸素ガス、シランガスおよびアルゴンガスを処理容器１０内にそれぞれ供給するようになっている。
【００６２】
梁２６には、その内部にてガス導入管２９が貫通している。ガス導入管２９ａ、２９ｃには、第１の流路４２ａを介して酸素ガス供給源４３ａ４が接続されている。また、ガス導入管２９ｂ、２９ｄには、第２の流路４２ｂを介してシランガス供給源４３ｂ４およびアルゴンガス供給源４３ｂ８が接続されている。
【００６３】
冷却水配管４４には、マイクロ波プラズマ処理装置１００の外部に配置された冷却水供給源４５が接続されていて、冷却水供給源４５から供給された冷却水が冷却水配管４４内を循環して冷却水供給源４５に戻ることにより、蓋本体２１は、所望の温度に保たれるようになっている。
【００６４】
以上に説明した構成により、図２に示した３つのマイクロ波発生器４０から出力された、たとえば、２．４５ＧＨｚ×３のマイクロ波は、各Ｙ分岐管４１を経由して各導波管３３を伝播し、各一体型スロット形成部材３７を通り、各誘電体パーツ３１を透過して処理室Ｕ内に入射されるようになっている。
【００６５】
（プラズマ生成）
図１に示し、さらに、図３に一部拡大して示したように、酸素ガスは、たとえば、ガス導入管２９ａ、２９ｃを通って、図３に示したガス噴射孔Ａから各誘電体パーツ３１と各ガスパイプ２８との間の空間に噴射される。噴射された酸素ガスは、たとえば、導波管３３ａ１および導波管３３ａ２などの導波管３３を伝播し、一体型スロット形成部材３７のスロット３７ｂから漏れ出して、誘電体パーツ３１ａを透過したマイクロ波の電界エネルギーにより、電離および解離し、これにより、酸素ガスがプラズマ化される。
【００６６】
一方、シランガスおよびアルゴンガスの混合ガスは、酸素ガスがプラズマ着火後、たとえば、ガス導入管２９ｂ、２９ｄを通って、さらに、図３に示したように、支持体２７ｂの内部を貫通したガス管を介して、ガス管に連結された各ガスパイプ２８のガス噴射孔Ｂからサセプタ１１上の基板Ｇ側に噴射される。これにより、シランガスおよびアルゴンガスの混合ガスは、酸素ガスのプラズマ化にある程度のエネルギーを消費して弱められたマイクロ波の電界エネルギーによって、良質の膜を形成するためのプリカーサー（前駆体）であるＳｉＨ３ラジカルまで解離する（すなわち、ＳｉＨ２ラジカルまでは解離されない）。このようにして生成されたプラズマにより、基板Ｇ上に良質なゲート酸化膜が形成される。
【００６７】
（一体型スロット形成部材の内部構成および製造方法）
つぎに、上述した一体型スロット形成部材３７の内部構成および製造方法について、図４および図５を参照しながら説明する。
【００６８】
図４に示したように、一体型スロット形成部材３７は、枠体３７ａとスロット３７ｂとから形成されている。枠体３７ａは、アルミニウムなどの非磁性金属体である導電性材料から形成されている。枠体３７ａは、直方体の頭部Ｔと頭部Ｔより縦横の幅が小さい直方体の首部Ｂとから構成された逆凸状の形状を有していて、これにより、枠体３７ａの外周面には、段差が設けられている。枠体３７ａの中央には矩形状の空洞が設けられていて、頭部Ｔの空洞は、縦１６ｍｍ、横３０ｍｍであり、頭部Ｔの高さは、２０ｍｍである。
【００６９】
枠体３７ａの空洞には、誘電部材３７ｃが充填された、直方体のスロット３７ｂが嵌め込まれている。誘電部材３７ｃは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）により形成されていて、λｇ２＝λｃ／（ε２）１／２の式に従って一体型スロット形成部材３７の管内波長λｇ２が制御される。ここで、λｃは自由空間の波長、ε２は誘電部材３７ｃの誘電率である。誘電部材３７ｃは、アルミナに限られず、たとえば、フッ素樹脂や石英などであってもよい。
【００７０】
枠体３７ａとスロット３７ｂとは、接着剤３７ｄにより密着させて一体的に形成されている。以下に、図５を参照しながら、枠体３７ａとスロット３７ｂとが一体的に形成される製造工程について詳細に説明する。なお、以下では、一体型スロット形成部材３７の製造工程の一例としては、熱間等方圧ＨＩＰ（Hot Isostatic Pressing）を用いる。熱間等方圧ＨＩＰは、外部加熱方式の一例である。
【００７１】
（一体型スロット形成部材の製造工程）
（１）まず、スロット枠となる枠体３７ａをアルミニウムにて成型する。枠体３７ａの中央には、矩形状の空洞３７ａ１を空けておく。
（２）つぎに、スロット３７ｂをアルミナにて形成し、形成されたスロット３７ｂを枠体３７ａ中央の空洞３７ａ１に挿入する。
（３）溶解炉にて溶解した高温のスラリー（接着剤３７ｄ）をスロット３７ｂが挿入された空洞３７ａ１の隙間に充填する。
（４）充填後、プレス機６０にて高圧力を掛けることにより、接着剤３７ｄをスロット３７ｂおよび枠体３７ａ内に浸透させながら接合する。
（５）これにより、一体型スロット形成部材３７が完成する。
【００７２】
本実施形態の場合、一体型スロット形成部材３７を構成する枠体３７ａは、アルミニウムから形成されていて、アルミニウムの線膨張係数α１は、７．７×１０−５である。一方、スロット３７ｂ部分の誘電部材３７ｃは、アルミナから形成されていて、アルミナの線膨張係数α２は、２３．２×１０−６である。よって、アルミナの線膨張係数α２に対するアルミニウムの線膨張係数α１は、α１／α２＝３．３２（＝７．７×１０−５／２３．２×１０−６）となる。すなわち、温度変化に伴って枠体３７ａが変化（膨張または圧縮）する割合は、スロット３７ｂが変化する割合の約３倍程度と小さい。さらに、図４に示したように、一体型スロット形成部材３７のサイズ自体も小さい。以上から、一体型スロット形成部材３７を構成する枠体３７ａとスロット３７ｂとでは、熱膨張に対する変化にそれほど大きな差はなく、プラズマ処理時においても、枠体３７ａとスロット３７ｂとの間は、強固に密着した状態を保つことができる。
【００７３】
（一体型スロット形成部材の装着）
つぎに、このようにして完成した一体型スロット形成部材３７をマイクロ波プラズマ処理装置１００に装着する工程について、図６を参照しながら説明する。
【００７４】
蓋本体２１には、導波管３３の大きさに対応した凹部２１ａが６本、等間隔に設けられている。（ａ）に示したように、各凹部２１ａには、その底部にて枠体３７ａの首部Ｂの大きさに対応したサイコロ状の開口２１ｂが、管内波長λｇの１／２の間隔にて１３個設けられている。
【００７５】
まず、このように形成された凹部２１ａの開口２１ｂに、一体型スロット形成部材３７を嵌入する。このようにして、（ｂ）に示したように、一体型スロット形成部材３７は、その首部Ｂが開口２１ｂに嵌め込まれ、その頭部Ｔが凹部２１ａの底面に露出した状態で、管内波長λｇの１／２の間隔で各凹部２１ａに１３個ずつ、合計７８個（＝１３×６）装着される。
【００７６】
つぎに、６本の導波管３３を、６つの凹部２１ａにそれぞれ嵌め込む。各導波管３３には、その底部にて一体型スロット形成部材３７の枠体３７ａの頭部Ｔに対応した大きさの開口３３ａが、管内波長λｇの１／２の間隔にて１３個設けられている。この開口３３ａには、枠体３７ａの頭部Ｔが挿入される。このようにして、（ｃ）に示したように、枠体３７ａの頭部Ｔが導波管３３の開口３３ａに嵌め込まれ、枠体３７ａの首部Ｂの底面が、蓋本体２１の底部に露出した状態で一体型スロット形成部材３７および導波管３３が蓋本体２１に装着される。
【００７７】
（Ｏリングの位置）
なお、図示していないが、この工程中に、図３および図３を拡大した図７に示したＯリング５０が、一体型スロット形成部材３７の枠体３７ａの段差部分に設けられる。これにより、一体型スロット形成部材３７の枠体３７ａと蓋本体２１との間の隙間は、Ｏリング５０によりシールされる。
【００７８】
図１１に示したように、導波管３３の下部のスロットアンテナ３０に設けられたスロット（開口）１３７が、一体型スロット形成部材３７から形成されていない場合、図１２に示したように、マイクロ波プラズマ処理装置１００のスロット１３７の外周を介して大気が入り込む。
【００７９】
この場合、大気と処理室との連通を遮断して処理室内を気密に保つために、たとえば、誘電体パーツ３１と梁２６との間にＯリング１５０を配設する。この場合、処理室内に供給されるシランガスおよび水素ガスは、処理室Ｕから誘電体パーツ３１脇の隙間を介してＯリング１５０まで入り込む。Ｏリング１５０は、エラストマなど、ゴム的性質をもつ高分子材料から構成されていて、その内部では、分子が絡みあって隙間が生じている。このため、Ｏリング１５０が劣化すると、Ｏリング１５０の内部の隙間を通って大気が入り込むことがある。
【００８０】
このようにして入り込んだ大気中の酸素ガスや窒素ガスは、シランガスや水素ガスと反応してＳｉＯ２やＳｉＮやＨ２Ｏとなり、たとえば、基板Ｇ上に形成された薄膜に混入して膜の劣化を生じさせる。
【００８１】
また、Ｏリング１５０は、プラズマ生成時の放熱や、サセプタ１１を所定の温度に保持するために設けられたヒータ１１ｂからの放熱による影響を受けて劣化することがある。また、プラズマ処理時に使用される処理ガスから生成される反応生成物の性質や処理室内をクリーニングする際に使われるクリーニングガスの性質により、Ｏリング１５０が腐食する場合もある。このため、誘電体パーツ３１近傍に位置するＯリング１５０は、耐熱性、耐食性に強いフッ素系のＯリングを使用する必要があるが、フッ素系のＯリングは非常に高価である。
【００８２】
さらに、このようにして、Ｏリング１５０が、プラズマ処理時に生じる放熱の影響を受けた後、基板Ｇの搬送時に急激に冷やされ、基板Ｇを一枚一枚処理する度に加熱→冷却→加熱→冷却が繰り返されると、Ｏリング１５０が劣化して、弾性体としての特性が落ち、特に、冷却時の塑性変形が大きくなって処理室内の気密性を保持することができなくなる。
【００８３】
その上、Ｏリング１５０が、このように処理室近傍に位置すると、Ｏリング１５０の隙間に入り込んだプラズマや誘電体パーツ３１を透過したマイクロ波の電界エネルギーにより、Ｏリング１５０近傍にて異常放電が生じ、Ｏリング１５０が焼損する場合がある。以上の理由から、処理室近傍にＯリング１５０を設けると、Ｏリング１５０が短期間に劣化するため、Ｏリング１５０を定期的に交換する必要がある。
【００８４】
一方、上述したように製造された一体型スロット形成部材３７によれば、図７に示したように、枠体３７ａとスロット３７ｂとの間は緻密に接合されている。これにより、導波管３３下部のスロット部分の気密性を保持することにより、スロット外周部分から処理室内へ入り込もうとする大気をスロット３７ｂの外周にて遮断することができる。
【００８５】
また、枠体３７ａおよび蓋本体２１は、金属から形成されているため、枠体３７ａ外周部分からの大気の流入を遮断するためのシール部材としては、耐熱性、耐食性に強い高価なフッ素系のＯリングを使用する必要はなく、一般的なゴム製のＯリングを使用することができるだけでなく、エッジが、ガスケットに食い込むことにより、真空封止する銅製のＩＣＦフランジを用いることもできる。ＩＣＦフランジにて真空封止すると、処理室内の真空度が上がる、劣化しない等の利点がある。
【００８６】
また、Ｏリング５０を、誘電体パーツ３１の近傍ではなく、蓋本体２１と枠体３７ａとの間を設けることにより、処理室Ｕ内と大気との連通を遮断するだけでなく、次のような作用、効果を得ることができる。
【００８７】
すなわち、これによれば、Ｏリング５０は、誘電体パーツ３１に隣接されず、蓋本体２１の内部に納められている。よって、シランガスや水素ガスは、Ｏリング５０まで入り込むことができない。これにより、Ｏリング５０近傍にて大気中のガスと反応性ガスとが反応して反応生成物が生成されることを回避することができる。この結果、反応生成物が薄膜に混入して膜の劣化を生じさせることを防止することができる。
【００８８】
また、Ｏリング５０は、蓋体内部に納められているので、プラズマ生成時の放熱や、サセプタ１１を所定の温度に保持するために設けられたヒータ１１ｂからの放熱による影響を受けにくい。さらに、枠体３７ａおよび蓋本体２１は、いずれもアルミニウムから形成されていて熱伝導性がよいため、熱を外部へ逃がすことができる。この結果、枠体３７ａおよび蓋本体２１に隣接したＯリング５０が高温になることを防ぐことができ、これにより、Ｏリング５０の劣化を防ぐことができる。
【００８９】
これに加え、Ｏリング５０が蓋本体２１の内部に納められているため、プラズマは、Ｏリング５０近傍にまで入り込まない。さらに、枠体３７ａおよび蓋本体２１は、金属から形成されているため、マイクロ波を透過しない。
【００９０】
この結果、マイクロ波は、枠体３７ａと蓋本体２１との間に設けられたＯリング５０まで透過しない。これにより、プラズマやマイクロ波の電界エネルギーにより、Ｏリング５０の近傍にて異常放電が生じ、Ｏリング５０が焼損することを防止することができる。この結果、一体型スロット形成部材３７近傍に設けられたＯリング５０の劣化を防ぎ、Ｏリング５０の定期的な交換を不要にすることができる。
【００９１】
また、マイクロ波プラズマ処理装置１００を構成するスロットアンテナのスロット部分を一体型スロット形成部材３７にて形成することにより、スロット部分が破損した場合でも、スロット部分のみを交換することができ、導波管３３全体を交換する必要がない。これにより、マイクロ波プラズマ処理装置のメンテナンスを容易にすることができる。
【００９２】
以上、本実施形態によれば、一体型スロット形成部材３７を用いてＯリング５０の位置の適正化を図ることにより、Ｏリング５０の劣化を防止することができる。
【００９３】
（第２実施形態）
つぎに、第２実施形態にかかるマイクロ波プラズマ処理装置１００について説明する。第２実施形態にかかるマイクロ波プラズマ処理装置１００は、一体型スロット形成部材３８の枠体外周面に段差がない点で、一体型スロット形成部材３７の枠体外周面に段差がある第１実施形態と構造上相違する。よって、この相違点を中心に本実施形態にかかるマイクロ波プラズマ処理装置１００について、図８〜図１０を参照しながら説明する。
【００９４】
図８は、第２実施形態にかかるマイクロ波プラズマ処理装置１００を縦方向（ｙ軸に垂直な方向）に切断した断面図の一部拡大した図である。図９は、本実施形態にかかる一体型スロット形成部材３８の内部構成を示し、図１０は、本実施形態にかかる一体型スロット形成部材３８をマイクロ波プラズマ処理装置１００に使用したの場合のＯリング５０近傍の状態を示す。
【００９５】
図８に示したように、本実施形態においても、一体型スロット形成部材３８は、導波管３３の下部にて導波管３３に当接して設けられる。しかし、本実施形態においては、一体型スロット形成部材３８は、スロット３８ｂの下部にてスロット３８ｅと連結している。
【００９６】
図９に示したように、本実施形態にかかる一体型スロット形成部材３８は、直方体で中央に矩形状の空洞が設けられている枠体３８ａおよびスロット３８ｂから形成されている。スロットのサイズは、縦１６ｍｍ、横３０ｍｍ、高さ２０ｍｍである。スロット３８ｂは、アルミナ（誘電部材３８ｃの一例）から形成されている。
【００９７】
このような形状の一体型スロット形成部材３８によっても、第１実施形態と同様に、枠体３８ａとスロット３８ｂとは、接着剤３８ｄを用いて一体焼成されることにより、緻密に接合されている。これにより、導波管３３下部のスロット部分の気密性を保持して、図１０に示したように、スロット外周部分から処理室内に大気が入り込むことを回避することができる。
【００９８】
また、Ｏリング５０を蓋本体２１と枠体３８ａとの間に設けることにより、処理室Ｕの内部と大気との連通を遮断するだけでなく、第１実施形態と同様な作用、効果により、Ｏリング５０の劣化を防ぐことができる。この結果、Ｏリング５０の定期的な交換を不要にすることができる。
【００９９】
以上、上記各実施形態によれば、一体型スロット形成部材３７，３８を用いて、処理室Ｕの内部と大気との連通を遮断するＯリングの配置の適正化を図ることができる。
【０１００】
なお、上述したように、一体型スロット形成部材３７、３８の間隔は、管内波長λｇの１／２である。これは、マイクロ波の定在波の腹を、各スロット３７ｂの中央に位置させ、これにより、導波管３３から各スロット３７ｂを通るマイクロ波の電界エネルギーを、その位置における最大エネルギーとするためである。これにより、各スロット位置にて最大値を持つマイクロ波の電界エネルギーにより、密度の高いプラズマを均一に生成することができる。
【０１０１】
また、上記各実施形態にかかるマイクロ波プラズマ処理装置１００では、スロット３７ｂ、３８ｂに通されたマイクロ波は、誘電体パーツ３１を等方向に透過して、処理室Ｕの天井面全体から均一に処理室Ｕ内に入射される。これにより、均一に入射されたマイクロ波の電界エネルギーによって均一なプラズマを生成し、生成されたプラズマにより良質な薄膜を形成することができる。
【０１０２】
しかしながら、一体型スロット形成部材３７、３８により処理室Ｕ内を大気から遮断しながら、一体型スロット形成部材３７、３８のスロット３７ｂ、３８ｂからマイクロ波を処理室Ｕ内に直接入射させるようにしてもよい。これにより、処理室Ｕの天井部に誘電体パーツ３１を設けなくても、処理室内と大気との連通を遮断することができ、製造コストを低減することができる。
【０１０３】
なお、一体型スロット形成部材３７，３８のスロット３７ｂ、３８ｂは、酸化アルミニウム、クォーツ、サファイア、ルビーなどから形成されていてもよい。また、一体型スロット形成部材３７，３８の枠体３７ａ，３８ａは、アルミニウム、銅、銀、金などから形成されていてもよい。
【０１０４】
また、一体型スロット形成部材３７、３８の製造方法としては、上述した外部加熱方式に限られず、たとえば、誘電加熱方式（自発熱方式）を用いてもよい。誘電加熱方式の一例としては、ミリ波加熱が挙げられる。これによれば、枠体３７ａ，３８ａにスロット３７ｂ、３８ｂを嵌め込んだ状態で、ミリ波加熱装置により、たとえば、周波数２８ＧＨｚ（波長約１２ｍｍ）のミリ波を照射し、ミリ波が物体を透過することにより、物体内の双極子を振動させ、その摩擦熱を利用して枠体３７ａ，３８ａとその内部に嵌め込まれた誘電部材のスロット３７ｂ、３８ｂとの表層を加熱密着させ、これにより枠体３７ａ，３８ａとスロット３７ｂ、３８ｂとを一体的に形成する。
【０１０５】
このようにして製造された一体型スロット形成部材３７，３８によれば、マイクロ波プラズマ処理装置１００のスロット外周部分の気密性を保持することができ、スロット外周部分に大気が入り込むことを回避することができる。
【０１０６】
（ガス種）
なお、一般的には、上段のガス噴射孔Ａから噴射されるガス（第１のガス）は、下段の（すなわち、ガス噴射孔Ａより下方に位置する）ガス噴射孔Ｂから噴射されるガス（第２のガス）よりも結合エネルギーが大きいガスであることが好ましい。
【０１０７】
これによれば、前述したように、まず、結合エネルギーの大きい第１のガスが、比較的強いマイクロ波の電界エネルギーによってプラズマ化される。つぎに、供給されたガスがプラズマ着火した後、第１のガスより結合エネルギーの小さい第２のガスが、ガス噴射孔Ａの位置および梁２６が突出した位置より下方に設置されたガス噴射孔Ｂから噴射される。これにより、第２のガスは、第１のガスをプラズマ化するためにパワーを消費して弱められたマイクロ波の電界エネルギーによって、良質の膜を形成するためのプリカーサー（前駆体）まで解離する。この結果、良質のゲート酸化膜を形成することができる。
【０１０８】
この原則に基づけば、ＯとＯとの分子結合エネルギーは、５．２（ｅＶ）、ＳｉとＨとの分子結合エネルギーは、３．２（ｅＶ）、Ａｒのイオン化エネルギーは、１５．７５９（ｅＶ）であることから、本来的には、結合エネルギーが大きいアルゴンガスを上段から噴射させ、結合エネルギーが小さいシランガスおよび酸素ガスの混合ガスを下段から噴射させるほうがよい。
【０１０９】
しかし、シランガスと酸素ガスとを混合すると、混合ガスが過剰反応してしまうため、これらのガスを混合して供給することができない。このような特殊な理由により、本実施形態にかかるマイクロ波プラズマ処理装置１００では、酸素ガスを上段から噴射させ、シランガスを下段から噴射させる。
【０１１０】
また、本実施形態にかかるマイクロ波プラズマ処理装置１００では、下段から噴射されるシランガスの量が少ないため（具体的には、酸素ガス８３３ｓｃｃｍに対してシランガス１００ｓｃｃｍ）、シランガス１００ｓｃｃｍをアルゴンガス１５００ｓｃｃｍと混合させてガスの流量を多くしてから、その混合ガスを下段から噴射させる。このように、アルゴンガスを主体とした混合ガスを下段から噴射することにより、アルゴンガスが主体となって解離が生じ、より均一なプラズマが生成される。
【０１１１】
なお、ガラス基板のサイズは、７２０ｍｍ×７２０ｍｍ以上であればよく、たとえば、Ｇ３基板サイズで７２０ｍｍ×７２０ｍｍ（チャンバ内の径：４００ｍｍ×５００ｍｍ）、Ｇ４．５基板サイズで７３０ｍｍ×９２０ｍｍ（チャンバ内の径：１０００ｍｍ×１１９０ｍｍ）、Ｇ５基板サイズで１１００ｍｍ×１３００ｍｍ（チャンバ内の径：１４７０ｍｍ×１５９０ｍｍ）である。上記大きさの処理室内に１〜８Ｗ／ｃｍ２のパワーのマイクロ波が供給される。
【０１１２】
上記実施形態において、各部の動作はお互いに関連しており、互いの関連を考慮しながら、一連の動作として置き換えることができる。そして、このように置き換えることにより、マイクロ波プラズマ処理装置の発明の実施形態を、マイクロ波プラズマ処理装置の使用方法の実施形態とすることができる。
【０１１３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１１４】
たとえば、本発明にかかるプラズマ処理装置に設けられた誘電体窓は、タイル状の複数の誘電体（すなわち、誘電体パーツ３１）を有するマイクロ波プラズマ処理装置であってもよく、タイル状に分断されていない大面積の誘電体を有するマイクロ波プラズマ処理装置であってもよい。
【０１１５】
また、上記実施形態では、大型ディスプレイ装置製造において大型のガラス基板を処理するためのマイクロ波プラズマ処理装置について説明したが、本発明は半導体装置製造用のマイクロ波プラズマ処理装置にも適用できる。
【０１１６】
また、本発明にかかるマイクロ波プラズマ処理装置では、成膜処理に限られず、拡散処理、エッチング処理、アッシング処理などのあらゆるプラズマ処理を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の一実施形態にかかるマイクロ波プラズマ処理装置の縦断面図である。
【図２】同実施形態にかかる処理容器の天井面を示した図である。
【図３】同実施形態にかかる誘電体窓近傍を拡大した断面図である。
【図４】同実施形態にかかる一体型スロット形成部材の構成を示した図である。
【図５】ＨＩＰを用いた一体型スロット形成部材の製造方法を示した図である。
【図６】同実施形態において一体型スロット形成部材を蓋本体内部に嵌入する方法を示した図である。
【図７】同実施形態にかかるＯリング近傍の環境を示した図である。
【図８】第２実施形態にかかる誘電体窓近傍を拡大した断面図である。
【図９】同実施形態にかかる一体型スロット形成部材の構成を示した図である。
【図１０】同実施形態にかかるＯリング近傍の環境を示した図である。
【図１１】誘電体窓近傍にＯリングを配置した場合の誘電体窓近傍を拡大した断面図である。
【図１２】誘電体窓近傍にＯリングを配置した場合のＯリングへの影響を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１１              サセプタ
２０              蓋体
２１              蓋本体
２６              梁
２８              ガスパイプ
２９              ガス導入管
３１              誘電体パーツ
３３              導波管
３７、３８        一体型スロット形成部材
３７ａ、３８ａ    枠体
３７ｂ、３８ｂ、３８ｅ、１３７  スロット
３４、３７ｃ、３８ｃ  誘電部材
４０              マイクロ波発生器
４３              ガス供給源
３２、５０、１５０  Ｏリング
１００            マイクロ波プラズマ処理装置
Ｕ                処理室
【図１】
2008091176.tif 000003
【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】
2008091176.tif 000009
【図８】
2008091176.tif 000010
【図９】
2008091176.tif 000011
【図１０】
2008091176.tif 000012
【図１１】
2008091176.tif 000013
【図１２】
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