(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバと、
前記チャンバ内で被処理体を載置する載置台と、
前記チャンバの天壁を介して前記チャンバ内にマイクロ波を導入し、前記チャンバ内に表面波プラズマを生成するプラズマ源と、
前記天壁から第１のガスを前記チャンバ内に導入する第１のガス導入部と、
前記天壁と前記載置台との間から第２のガスを前記チャンバ内に導入する第２のガス導入部と
を具備し、
前記第２のガス導入部は、複数のガス吐出孔が形成され、前記天壁と前記載置台との間の所定の高さ位置に位置するように設けられたリング状部材と、
前記天壁と前記リング状部材とを繋ぐ脚部と
を有し、
前記リング状部材への前記第２のガスの供給は、前記脚部を介して行われ、
前記プラズマ源は、前記チャンバにマイクロ波を導入する複数のマイクロ波放射機構を有し、前記マイクロ波放射機構は、前記天壁の中心に１個と、前記天壁の周縁部に円周状に複数個設けられており、
前記天壁は、前記マイクロ波放射機構に対応する位置に設けられたマイクロ波を透過させる誘電体窓と、前記誘電体窓が装着される金属部分とを有し、
前記脚部は、前記天壁の、複数の前記マイクロ波放射機構のうち中心に設けられたものと周縁部に設けられたものとの間の前記金属部分に接合され、
前記リング状部材は、前記天壁と同心状に設けられ、かつ中心に設けられた前記マイクロ波放射機構に対応する前記誘電体窓の外側に対応する位置に配置され、その径は被処理体の径よりも小さいことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記第１のガス導入部は、前記天壁の前記金属部分に形成され、前記脚部は、前記金属部分の前記第１のガス導入部が形成されていない部分に設けられてい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】
前記脚部は、前記載置台上の被処理体から前記天壁を垂直視した場合に、前記脚部は、前記第２のガス導入部の前記リング状部材にオーバーラップするように設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記脚部は複数設けられ、一部は前記リング状部材に第２のガスを供給するガス供給部材として機能し、他の一部は前記リング状部材を冷却する冷却部材として機能することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記第２のガス導入部の外側領域に設けられ、前記第２のガスを前記チャンバに導入する第３のガス導入部をさらに具備し、
前記第３のガス導入部は、複数のガス吐出孔が形成され、前記リング状部材の外側で、かつ前記天壁と前記載置台との間の高さ位置に位置するように設けられた第２のリング状部材を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記第３のガス導入部は、前記チャンバの側壁と前記第２のリング状部材とを繋ぐ梁部を有し、前記第２のリング状部材への前記第２のガスの供給は、前記梁部を介して行われ、前記梁部は平面視で前記載置台上の被処理体と重複しない領域に形成されていることを特徴とする請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
チャンバ内で載置台に載置された被処理体に対し、前記チャンバの天壁を介して前記チャンバ内に導入されたマイクロ波により前記チャンバ内で表面波プラズマを生成して被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置においてガスを導入するガス導入機構であって、
前記プラズマ処理装置は、前記チャンバにマイクロ波を導入する複数のマイクロ波放射機構を有するプラズマ源を有し、前記マイクロ波放射機構は、前記天壁の中心に１個と、前記天壁の周縁部に円周状に複数個設けられており、
前記天壁は、前記マイクロ波放射機構に対応する位置に設けられたマイクロ波を透過させる誘電体窓と、前記誘電体窓が装着される金属部分とを有し、
前記ガス導入機構は、
前記天壁から第１のガスを前記チャンバ内に導入する第１のガス導入部と、
前記天壁と前記載置台との間から第２のガスを前記チャンバ内に導入する第２のガス導入部と
を具備し、
前記第２のガス導入部は、複数のガス吐出孔が形成され、前記天壁と前記載置台との間の所定の高さ位置に位置するように設けられたリング状部材と、
前記天壁と前記リング状部材とを繋ぐ脚部と
を有し、
前記リング状部材への前記第２のガスの供給は、前記脚部を介して行われ、
前記脚部は、前記天壁の、前記マイクロ波放射機構のうち中心に設けられたものと周縁部に設けられたものとの間の前記金属部分に接合され、
前記リング状部材は、前記天壁と同心状に設けられ、かつ中心に設けられた前記マイクロ波放射機構に対応する前記誘電体窓の外側に対応する位置に配置され、その径は被処理体の径よりも小さいことを特徴とするガス導入機構。
【請求項８】
前記第１のガス導入部は前記天壁の前記金属部分に形成され、前記脚部は、前記金属部分の前記第１のガス導入部が形成されていない部分に設けられていることを特徴とする請求項７に記載のガス導入機構。
【請求項９】
前記脚部は、前記載置台上の被処理体から前記天壁を垂直視した場合に、前記脚部は、前記第２のガス導入部の前記リング状部材にオーバーラップするように設けられていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のガス導入機構。
【請求項１０】
前記脚部は複数設けられ、一部は前記リング状部材に第２のガスを供給するガス供給部材として機能し、他の一部は前記リング状部材を冷却する冷却部材として機能することを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか１項に記載のガス導入機構。
【請求項１１】
前記第２のガス導入部の外側領域に設けられ、前記第２のガスを前記チャンバに導入する第３のガス導入部をさらに具備し、
前記第３のガス導入部は、複数のガス吐出孔が形成され、前記リング状部材の外側で、かつ前記天壁と前記載置台との間の高さ位置に位置するように設けられた第２のリング状部材を有することを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載のガス導入機構。
【請求項１２】
前記第３のガス導入部は、前記チャンバの側壁と前記第２のリング状部材とを繋ぐ梁部を有し、前記第２のリング状部材への前記第２のガスの供給は、前記梁部を介して行われ、前記梁部は平面視で前記載置台上の被処理体と重複しない領域に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のガス導入機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置およびそれに用いるガス導入機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理は、半導体デバイスの製造に不可欠な技術であるが、近時、ＬＳＩの高集積化、高速化の要請からＬＳＩを構成する半導体素子のデザインルールが益々微細化され、また、半導体ウエハが大型化されており、それにともなって、プラズマ処理装置においてもこのような微細化および大型化に対応するものが求められている。
【０００３】
プラズマ処理装置としては、従来から平行平板型や誘導結合型のプラズマ処理装置が用いられているが、大型の半導体ウエハを均一かつ高速にプラズマ処理することは困難である。
【０００４】
そこで、高密度で低電子温度の表面波プラズマを均一に形成することができるＲＬＳＡ（登録商標）マイクロ波プラズマ処理装置が注目されている（例えば特許文献１）。
【０００５】
ＲＬＳＡ（登録商標）マイクロ波プラズマ処理装置は、表面波プラズマを発生させるためのマイクロ波を放射するマイクロ波放射アンテナとしてチャンバの上部に所定のパターンで複数のスロットが形成された平面スロットアンテナを設け、マイクロ波発生源から導かれたマイクロ波を、アンテナのスロットから放射させるとともに、チャンバの天壁を構成する誘電体からなるマイクロ波透過板を介して真空に保持されたチャンバ内に放射し、このマイクロ波電界によりチャンバ内で表面波プラズマを生成し、これにより半導体ウエハ等の被処理体を処理するものである。
【０００６】
一方、特許文献２には、マイクロ波を複数に分配し、上記のような平面アンテナとインピーダンス整合を行うチューナとを有するマイクロ波放射機構をチャンバの上面に複数設け、それらから放射されたマイクロ波をチャンバ内に導きチャンバ内でプラズマを空間合成するプラズマ源が開示されている。このように複数のマイクロ波放射機構を用いてプラズマを空間合成することにより、各マイクロ波放射機構から導入されるマイクロ波の位相や強度を個別に調整することができ、プラズマ分布の調整を比較的容易に行うことができる。
【０００７】
特許文献１、２に記載された装置では、チャンバの側壁から処理ガスが供給されている。そのため、チャンバ内での処理ガスの流れの制御性が悪く、処理ガスを均一に導入することが困難である。このような問題に対し、特許文献３には、チャンバの天壁からガスを導入する技術が開示されている。
【０００８】
ところで、この種のマイクロ波プラズマ処理装置においては、プラズマ処理の際に、Ａｒガスのような励起用ガスと処理ガスをチャンバ内に導入するが、この際にガスの特性に応じた適切な解離状態が必要である。例えば、処理ガスとしてＳｉＨ４とＮ２ガスやＮＨ３ガス等の窒化ガスを用いてプラズマＣＶＤによりＳｉＮ膜を形成する場合、ＡｒガスやＮ２ガス、ＮＨ３等の窒化ガスは励起・解離のために十分なエネルギーを必要とするが、ＳｉＨ４ガスは過剰解離を防ぐ必要がある。しかし、特許文献３のようにチャンバの天壁からガスを導入する場合は、電子温度が高い領域にガスを導入せざるを得ず、ＳｉＨ４ガス等の過剰解離させたくないガスも過剰解離してしまい、気相パーティクルやノズルの目詰まりが発生してしまう。
【０００９】
これに対し、特許文献４には、マイクロ波を導入する天壁に上段シャワープレートを有し、上段シャワープレートと被処理基板との間に下段シャワープレートを有し、上段シャワープレートからはＡｒガス等の励起用ガスや積極的に解離したいガスを導入し、下段シャワープレートからはＳｉＨ４ガス等の過剰解離させたくないガスを導入することが記載されている。すなわち、マイクロ波プラズマ処理装置は、天壁からマイクロ波をチャンバ内に導入して表面波プラズマを生成するが、このようなプラズマの電子温度は天壁直下部分が最も高く、天壁から離れた拡散プラズマ領域で急激に電子温度が低下する特徴があるため、このようなチャンバの位置による電子温度の違いを利用してガスの特性に応じた適切な解離状態を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−２９４５５０号公報
【特許文献２】国際公開第２００８／０１３１１２号パンフレット
【特許文献３】特開２０１２−２１６５２５号公報
【特許文献４】特開２００８−４７８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献４のマイクロ波プラズマ処理装置においては、下段シャワープレートはガス流路と、プラズマを通過させるための多数の開口部とが形成され、処理ガスはチャンバの側壁に設けられたガス供給ポートから導入されるようになっており、ガス供給ポートおよびガス流路がプラズマ拡散の障害物となる。このため、プラズマ密度が不十分になって所望のレートや膜質制御性が得られなくなり、また、プラズマの均一性が不十分になって、所望のプラズマ処理の面内均一性が得られないことがある。
【００１２】
したがって、本発明は、処理ガスをガスの特性に応じた適切な解離状態で解離させることができ、かつ、プラズマ密度を維持しつつ、処理ガスの導入均一性および所望のプラズマ均一性を両立させることができるプラズマ処理装置およびそれに用いるガス導入機構を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点は、チャンバと、前記チャンバ内で被処理体を載置する載置台と、前記チャンバの天壁を介して前記チャンバ内にマイクロ波を導入し、前記チャンバ内に表面波プラズマを生成するプラズマ源と、前記天壁から第１のガスを前記チャンバ内に導入する第１のガス導入部と、前記天壁と前記載置台との間から第２のガスを前記チャンバ内に導入する第２のガス導入部とを具備し、前記第２のガス導入部は、複数のガス吐出孔が形成され、前記天壁と前記載置台との間の所定の高さ位置に位置するように設けられたリング状部材と、前記天壁と前記リング状部材とを繋ぐ脚部と
を有し、前記リング状部材への前記第２のガスの供給は、前記脚部を介して行われ、前記プラズマ源は、前記チャンバにマイクロ波を導入する複数のマイクロ波放射機構を有し、前記マイクロ波放射機構は、前記天壁の中心に１個と、前記天壁の周縁部に円周状に複数個設けられており、前記天壁は、前記マイクロ波放射機構に対応する位置に設けられたマイクロ波を透過させる誘電体窓と、前記誘電体窓が装着される金属部分とを有し、前記脚部は、前記天壁の、複数の前記マイクロ波放射機構のうち中心に設けられたものと周縁部に設けられたものとの間の前記金属部分に接合され、前記リング状部材は、前記天壁と同心状に設けられ、かつ中心に設けられた前記マイクロ波放射機構に対応する前記誘電体窓の外側に対応する位置に配置され、その径は被処理体の径よりも小さいことを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【００１４】
本発明の第２の観点は、チャンバ内で載置台に載置された被処理体に対し、前記チャンバの天壁を介して前記チャンバ内に導入されたマイクロ波により前記チャンバ内で表面波プラズマを生成して被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置においてガスを導入するガス導入機構であって、前記プラズマ処理装置は、前記チャンバにマイクロ波を導入する複数のマイクロ波放射機構を有するプラズマ源を有し、前記マイクロ波放射機構は、前記天壁の中心に１個と、前記天壁の周縁部に円周状に複数個設けられており、前記天壁は、前記マイクロ波放射機構に対応する位置に設けられたマイクロ波を透過させる誘電体窓と、前記誘電体窓が装着される金属部分とを有し、前記ガス導入機構は、前記天壁から第１のガスを前記チャンバ内に導入する第１のガス導入部と、前記天壁と前記載置台との間から第２のガスを前記チャンバ内に導入する第２のガス導入部とを具備し、前記第２のガス導入部は、複数のガス吐出孔が形成され、前記天壁と前記載置台との間の所定の高さ位置に位置するように設けられたリング状部材と、前記天壁と前記リング状部材とを繋ぐ脚部とを有し、前記リング状部材への前記第２のガスの供給は、前記脚部を介して行われ、前記脚部は、前記天壁の、複数の前記マイクロ波放射機構のうち中心に設けられたものと周縁部に設けられたものとの間の前記金属部分に接合され、前記リング状部材は、前記天壁と同心状に設けられ、かつ中心に設けられた前記マイクロ波放射機構に対応する前記誘電体窓の外側に対応する位置に配置され、その径は被処理体の径よりも小さいことを特徴とするガス導入機構を提供する。
【００１５】
本発明において、前記第１のガス導入部は、前記天壁の前記金属部分に形成され、前記脚部は、前記金属部分の前記第１のガス導入部が形成されていない部分に設けられていることが好ましい。
【００１６】
前記脚部は、前記載置台上の被処理体から前記天壁を垂直視した場合に、前記脚部は、前記第２のガス導入部の前記リング状部材にオーバーラップするように設けられていることが好ましい。
【００１７】
前記脚部は複数設けられ、一部は前記リング状部材に第２のガスを供給するガス供給部材として機能し、他の一部は前記リング状部材を冷却する冷却部材として機能する構成とすることができる。
【００１８】
前記第２のガス導入部の外側領域に設けられ、前記第２のガスを前記チャンバに導入する第３のガス導入部をさらに具備し、前記第３のガス導入部は、複数のガス吐出孔が形成され、前記リング状部材の外側で、かつ前記天壁と前記載置台との間の高さ位置に位置するように設けられた第２のリング状部材を有する構成をとることもできる。この場合に、前記第３のガス導入部は、前記チャンバの側壁と前記第２のリング状部材とを繋ぐ梁部を有し、前記第２のリング状部材への前記第２のガスの供給は、前記梁部を介して行われ、前記梁部は平面視で前記載置台上の被処理体と重複しない領域に形成する構成をとることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、天壁から第１のガスを前記チャンバ内に導入する第１のガス導入部と、天壁と載置台との間から第２のガスをチャンバ内に導入する第２のガス導入部とを設けたので、処理ガスをガスの特性に応じた適切な解離状態で解離させることができる。また、第２のガス導入部は、複数のガス吐出孔が形成され、天壁と載置台との間の所定の高さ位置に位置するように設けられたリング状部材と、天壁とリング状部材とを繋ぐ脚部とを有し、リング状部材への第２のガスの供給を脚部を介して行うようにしたので、プラズマ密度を維持しつつ、処理ガスの導入均一性および所望のプラズマ均一性を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１のプラズマ処理装置に用いられるマイクロ波プラズマ源の構成を示すブロック図である。
【図３】図２のマイクロ波プラズマ源におけるマイクロ波放射機構の配置を示す図である。
【図４】図１のプラズマ処理装置のマイクロ波プラズマ源におけるマイクロ波放射機構を示す断面図である。
【図５】図１のプラズマ処理装置の水平断面図である。
【図６】図１のプラズマ処理装置のガス導入部の一部を拡大して示す断面図である。
【図７】第２のガスシャワー部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
＜プラズマ処理装置の構成＞
図１は本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図、図２は図１のプラズマ処理装置に用いられるマイクロ波プラズマ源の構成を示すブロック図、図３は図２のマイクロ波プラズマ源におけるマイクロ波放射機構の配置を示す図である。
【００２３】
プラズマ処理装置１００は、マイクロ波により表面波プラズマを形成してウエハに対して所定のプラズマ処理を行うものである。プラズマ処理としては、成膜処理またはエッチング処理等が例示される。
【００２４】
プラズマ処理装置１００は、気密に構成されたアルミニウムまたはステンレス鋼等の金属材料からなる略円筒状の接地されたチャンバ１と、チャンバ１内にマイクロ波を導入して表面波プラズマを形成するためのマイクロ波プラズマ源２とを有している。チャンバ１の天壁１０は金属製の本体部に、後述する複数のマイクロ波放射機構の誘電体部材が嵌め込まれて構成されており、マイクロ波プラズマ源２は天壁１０の複数の誘電体部材を介してチャンバ１内にマイクロ波を導入するようになっている。
【００２５】
また、プラズマ処理装置１００は全体制御部３を有している。全体制御部３は、プラズマ処理装置１００の各構成部を制御するコンピュータ（ＣＰＵ）を有する主制御部と、プラズマ処理装置１００のプロセスシーケンスおよび制御パラメータであるプロセスレシピ等を記憶する記憶装置と、入力装置と、出力装置と、表示装置とを有している。主制御部は、記憶装置の記憶媒体から呼び出されたプロセスレシピに基づいて、所定のプラズマ処理を実行させる。
【００２６】
チャンバ１内には被処理体である半導体ウエハＷ（以下ウエハＷと記述する）を水平に支持するためのサセプタ（載置台）１１が、チャンバ１の底部中央に絶縁部材１２ａを介して立設された筒状の支持部材１２により支持された状態で設けられている。サセプタ１１および支持部材１２を構成する材料としては、表面をアルマイト処理（陽極酸化処理）したアルミニウム等の金属や内部に高周波用の電極を有した絶縁性部材（セラミックス等）が例示される。
【００２７】
また、図示はしていないが、サセプタ１１には、温度制御機構、ウエハＷの裏面に熱伝達用のガスを供給するガス流路、およびウエハＷを搬送するために昇降する昇降ピン等が設けられている。また、ウエハＷを静電吸着するための静電チャックが設けられていてもよい。
【００２８】
さらに、サセプタ１１には、整合器１３を介して高周波バイアス電源１４が電気的に接続されている。この高周波バイアス電源１４からサセプタ１１に高周波電力が供給されることにより、ウエハＷ側にプラズマ中のイオンが引き込まれる。なお、高周波バイアス電源１４はプラズマ処理の特性によっては設けなくてもよい。この場合は、サセプタ１１としてＡｌＮのようなセラミックス等からなる絶縁性部材を用いる場合でも電極は不要である。
【００２９】
チャンバ１の底部には排気管１５が接続されており、この排気管１５には真空ポンプを含む排気装置１６が接続されている。そしてこの排気装置１６を作動させることによりチャンバ１内を排気するようになっており、チャンバ１内を減圧して所定の圧力に設定することが可能となっている。また、チャンバ１の側壁には、ウエハＷの搬入出を行うための搬入出口１７と、この搬入出口１７を開閉するゲートバルブ１８とが設けられている。
【００３０】
また、プラズマ処理装置１００は、チャンバ１の天壁１０からチャンバ１内に所定のガスを吐出するための第１のガスシャワー部２１と、チャンバ１内の天壁１０とサセプタ１１の間でガスを導入する第２のガスシャワー部２２と、ウエハＷの外側で、第２のガスシャワー部２２と同じ高さ位置にガスを導入する第３のガスシャワー部２３とを有している。これら第１のガスシャワー部２１、第２のガスシャワー部２２、第３のガスシャワー部２３は、ガス導入機構を構成する。ガス導入機構の詳細については後述する。
【００３１】
第１のガスシャワー２１には、第１のガス供給部８１から配管８３を介して励起用ガス例えばＡｒガスや、処理ガスのうち高エネルギーで解離させたいガスからなる第１のガスが供給され、これらをチャンバ１内に吐出する。また、第２のガスシャワー２２および第３のガスシャワー２３には、第２のガス供給部８２から、それぞれ配管８４および配管８５を介して、処理ガスのうち、過剰解離を防ぎたいガスである第２のガスが供給され、これらをチャンバ１内に吐出する。
【００３２】
例えば、プラズマＣＶＤによりＳｉＮ膜を形成する場合、第１のガス供給部８１からは、第１のガスとして、励起用のＡｒガスおよび高い解離エネルギーが必要な窒化ガスであるＮ２ガスまたはＮＨ３が第１のガスシャワー２１へ供給され、それらがチャンバ１内へ吐出される。また、第２のガス供給部８２からは、第２のガスとして、過剰解離を防ぐ必要があるＳｉＨ４ガスが第２のガスシャワー２２および第３のガスシャワー２３へ供給され、それらがチャンバ１内へ吐出される。
【００３３】
マイクロ波プラズマ源２は、複数経路に分配してマイクロ波を出力するマイクロ波出力部３０と、マイクロ波出力部３０から出力されたマイクロ波を伝送するマイクロ波伝送部４０とを有する。
【００３４】
図２に示すように、マイクロ波出力部３０は、マイクロ波電源３１と、マイクロ波発振器３２と、発振されたマイクロ波を増幅するアンプ３３と、増幅されたマイクロ波を複数に分配する分配器３４とを有している。
【００３５】
マイクロ波発振器３２は、所定周波数（例えば、８６０ＭＨｚ）のマイクロ波を例えばＰＬＬ発振させる。分配器３４では、マイクロ波の損失ができるだけ起こらないように、入力側と出力側のインピーダンス整合を取りながらアンプ３３で増幅されたマイクロ波を分配する。なお、マイクロ波の周波数としては、８６０ＭＨｚの他に、９１５ＭＨｚ等、７００ＭＨｚから３ＧＨｚの範囲の種々の周波数を用いることができる。
【００３６】
マイクロ波伝送部４０は、複数のアンプ部４２と、アンプ部４２に対応して設けられた複数のマイクロ波放射機構４３とを有する。マイクロ波放射機構４３は、例えば、図３に示すように、天壁１０の周縁部に円周状に６個およびその中心に１個、合計７個、等間隔に配置されている。
【００３７】
マイクロ波伝送部４０のアンプ部４２は、分配器３４にて分配されたマイクロ波を各マイクロ波放射機構４３に導く。アンプ部４２は、位相器４６と、可変ゲインアンプ４７と、ソリッドステートアンプを構成するメインアンプ４８と、アイソレータ４９とを有している。
【００３８】
位相器４６は、マイクロ波の位相を変化させることができるように構成されており、これを調整することにより放射特性を変調させることができる。例えば、マイクロ波放射機構毎に位相を調整することにより指向性を制御してプラズマ分布を変化させることができる。また、隣り合うマイクロ波放射機構において９０°ずつ位相をずらすようにして円偏波を得ることができる。また、位相器４６は、アンプ内の部品間の遅延特性を調整し、チューナ内での空間合成を目的として使用することができる。ただし、このような放射特性の変調やアンプ内の部品間の遅延特性の調整が不要な場合には位相器４６は設ける必要はない。
【００３９】
可変ゲインアンプ４７は、メインアンプ４８へ入力するマイクロ波の電力レベルを調整し、プラズマ強度を調整するためのアンプである。可変ゲインアンプ４７を各アンプ部４２毎に変化させることによって、発生するプラズマに分布を生じさせることもできる。
【００４０】
ソリッドステートアンプを構成するメインアンプ４８は、例えば、入力整合回路と、半導体増幅素子と、出力整合回路と、高Ｑ共振回路とを有する構成とすることができる。
【００４１】
アイソレータ４９は、後述する平面アンテナで反射してメインアンプ４８に向かう反射マイクロ波を分離するものであり、サーキュレータとダミーロード（同軸終端器）とを有している。サーキュレータは、反射したマイクロ波をダミーロードへ導き、ダミーロードはサーキュレータによって導かれた反射マイクロ波を熱に変換する。
【００４２】
マイクロ波放射機構４３は、アンプ部４２から出力されたマイクロ波をチャンバ１内に放射する機能およびインピーダンスを整合する機能を有している。
【００４３】
マイクロ波放射機構４３は、図４に示すように、筒状をなす外側導体５２および外側導体５２内に外側導体５２と同軸状に設けられた内側導体５３を有し、それらの間にマイクロ波伝送路を有する同軸管５１と、アンプ部４２で増幅されたマイクロ波を、同軸ケーブル５５を介して同軸管５１に給電する給電アンテナ（図示せず）と、負荷のインピーダンスをマイクロ波電源３１の特性インピーダンスに整合させるチューナ５４と、同軸管５１からのマイクロ波をチャンバ１内に放射するアンテナ部５６とを有する。
【００４４】
外側導体５２の上端部の側方から同軸ケーブル５５により給電されたマイクロ波が、給電アンテナから放射され、外側導体５２と内側導体５３との間のマイクロ波伝送路にマイクロ波電力が給電されてアンテナ部５６に向かって伝播する。
【００４５】
アンテナ部５６は、同軸管５１の下端部に設けられており、チャンバ１の天壁１０の金属部分に嵌め込まれている。アンテナ部５６は、内側導体５３の下端部に接続された円板状をなす平面アンテナ６１と、平面アンテナ６１の上面側に配置された遅波材６２と、平面アンテナ６１の下面側に配置された誘電体窓６３とを有している。
【００４６】
平面アンテナ６１には、その厚さ方向に貫通するようにスロット６１ａが形成されている。スロット６１ａの形状は、マイクロ波が効率良く放射されるように適宜設定される。スロット６１ａには誘電体が挿入されていてもよい。
【００４７】
遅波材６２は、真空よりも大きい誘電率を有する誘電体によって形成されており、マイクロ波の波長を短くしてアンテナを小さくする機能を有している。遅波材６２は、その厚さによりマイクロ波の位相を調整することができ、平面アンテナ６１の接合部が定在波の「はら」になるように厚さを調整することにより、マイクロ波の放射エネルギーが最大となるようにすることができる。
【００４８】
誘電体窓６３も同様の誘電体で構成され、天壁１０の金属部分に嵌め込まれており、その下面はチャンバ１の内部空間に露出している。誘電体窓６３は、マイクロ波をＴＥモードで効率的に放射することができるような形状をなしている。そして、誘電体窓６３を透過したマイクロ波は、チャンバ１内の誘電体窓６３の直下部分に表面波プラズマを生成する。
【００４９】
遅波材６２および誘電体窓６３を構成する材料としては、例えば、石英やセラミックス、ポリテトラフルオロエチレン樹脂等のフッ素系樹脂、ポリイミド樹脂等を挙げることができる。
【００５０】
チューナ５４は、スラグチューナを構成しており、同軸管５１のアンテナ部５６よりも基端部側（上端部側）の部分に配置された２つのスラグ７１ａ、７１ｂと、これら２つのスラグをそれぞれ独立して駆動するアクチュエータ７２と、このアクチュエータ７２を制御するチューナコントローラ７３とを有している。
【００５１】
スラグ７１ａ，７１ｂは、板状かつ環状をなし、セラミックス等の誘電体材料で構成され、同軸管５１の外側導体５２と内側導体５３の間に配置されている。また、アクチュエータ７２は、例えば、内側導体５３の内部に設けられた、それぞれスラグ７１ａ，７１ｂが螺合する２本のねじを回転させることによりスラグ７１ａ，７１ｂを個別に駆動する。そして、チューナコントローラ７３からの指令に基づいて、アクチュエータ７２によって、スラグ７１ａ，７１ｂを上下方向に移動させる。２つのスラグのうち一方のみを動かすと、スミスチャートの原点を通る軌跡を描き、両方同時に動かすと位相のみが回転する。チューナコントローラ７３は、終端部のインピーダンスが５０Ωになるように、スラグ７１ａ，７１ｂの位置を制御することによりインピーダンス整合を行う。
【００５２】
メインアンプ４８と、チューナ５４と、平面アンテナ６１とは近接配置している。そして、チューナ５４と平面アンテナ６１とは集中定数回路を構成し、かつ共振器として機能する。平面アンテナ６１の取り付け部分には、インピーダンス不整合が存在するが、チューナ５４によりプラズマ負荷に対して直接チューニングするので、プラズマを含めて高精度でチューニングすることができ、平面アンテナ６１における反射の影響を解消することができる。
【００５３】
次に、ガス導入機構について、図１および図５〜７を参照して説明する。
図５は図１のプラズマ処理装置の水平断面図、図６は図１のプラズマ処理装置のガス導入部の一部を拡大して示す断面図、図７は、第２のガスシャワー部を示す断面図である。
【００５４】
ガス導入部は、図１および図５に示すように、第１のガスシャワー部２１と、第２のガスシャワー部２２と、第３のガスシャワー部２３とを有している。第１のガスシャワー部２１は、チャンバ１の天壁１０からガスを吐出し、第２のガスシャワー部２２は、天壁１０とサセプタ１１の間に設けられた第１リング部材１１０からガスを吐出し、第３のガスシャワー部２３は第１リング部材１１０の外側に同心状に設けられた第２リング部材１３０からガスを吐出するようになっている。
【００５５】
図６に示すように、第１のガスシャワー部２１は、天壁１０の金属部分に形成されたガス拡散空間１４１と、ガス拡散空間１４１の上面に設けられたガス導入孔１４２と、ガス拡散空間１４１からチャンバ１に至る複数のガス吐出孔１４３とを有している。ガス導入孔１４２には配管８３が接続されている。したがって、第１のガス供給部８１から配管８３を経て供給された、励起用ガス例えばＡｒガスや、処理ガスのうち高エネルギーで解離させたいガスである第１のガスがチャンバ１の天壁１０から供給される。図５に示すように、ガス吐出孔１４３は、外周のマイクロ波放射機構４３の間の位置に複数（図では４つ）ずつ設けられている。なお、ガス吐出孔１４３の位置および数は図示の例に限定されない。
【００５６】
図５〜７に示すように、第２のガスシャワー部２２は、天壁１０とサセプタ１１との間の中央部に設けられた第１のリング状部材１１０と、天壁１０と第１のリング状部材１１０とを繋ぐ３つの第１の脚部１１１ａおよび３つの第２の脚部１１１ｂとを有する。第１の脚部１１１ａおよび第２の脚部１１１ｂは、天壁１０の金属部分で、第１のガスシャワー部２１が設けられていない部分に設けられている。
【００５７】
第１のリング状部材１１０は、ＳｉＨ４等の処理ガスのうち過剰解離を抑制したい第２のガスをチャンバ１のプラズマの電子温度が相対的に低い領域に吐出するためのものである。本例では第１のリング状部材１１０は、ウエハＷの中央部に対応する位置に配置されている。第１のリング状部材１１０は、プラズマ着火時のマイクロ波侵入を防ぐため金属等の導電体で作製することが好ましく、特に導電性が高い金属、例えばアルミニウムが好ましい。第１のリング状部材１１０は母材無垢であってもよいが、汚染制御のため、Ｙ２Ｏ３等のセラミックスの溶射、アルマイト処理（陽極酸化処理）、ブラスト処理等を施してもよい。ただし、異常放電が起きない条件であれば、第１のリング状部材１１０を誘電体で作製してもよい。
【００５８】
第１のリング状部材１１０の内部にはガス流路となるリング状の空間部１１５が形成されている。また、第１のリング状部材１１０には、空間部１１５から下方に向けてガスを吐出する複数のガス吐出孔１１６が形成されている。なお、空間部１１５から鉛直方向に対してある程度角度をもたせてガス吐出孔１１６を設けてもよい。
【００５９】
ガス吐出孔１１６の径は、プラズマの侵入を防ぐ観点から０．５ｍｍ以下にすることが好ましい。例えば、０．１ｍｍ、０．３ｍｍ、０．５ｍｍとされる。ガス吐出孔１１６の径は、さらに小さくてもよく、加工限界と考えられる５μｍ程度であってもよい。ガス吐出孔１１６の数は、第１のリング状部材１１０の径、目標とするガスの均一性、ガス流量等に応じて最適化される。このとき、ガス吐出孔１１６の数は、第１のリング状部材１１０内の圧力がチャンバ１内の圧力の２倍以上となるような数とすることが好ましい。実際のガス吐出孔１１６の数は６〜２００個程度の範囲に設定され、１２〜７２個の範囲が好ましい。
【００６０】
第１のリング状部材１１０の内部に形成される空間部１１５は、ガス吐出孔１１６にガスを供給するガス流路となるが、圧力勾配を少なくして複数のガス吐出孔１１６から均一にガスを吐出する観点から、空間部１１５の径を、その中のガスの流速がガス吐出孔１１６の流速の１／２０以下となるような径とすることが好ましい。これにより、第２のガス供給部８２から供給されたガスが空間部１１５で適切にバッファ・拡散され、各ガス吐出孔１１６からチャンバ１内に均一にガスを導入することができる。
【００６１】
第１のリング状部材１１０の径は、処理ガスの均一導入のため、処理ガスのガス種、圧力、チャンバ形状に応じて最適化することが好ましい。第１のリング状部材１１０の径は３０〜５０５ｍｍの範囲で変化させることができる。第１のリング状部材１１０の径はウエハ径よりも小さいことが好ましく、例えば、プラズマＣＶＤによりＳｉＮ膜を形成する場合には、第２のシャワー部材２２からＳｉＨ４ガスが吐出されるが、その場合には第１のリング状部材１１０の径は８０〜３２０ｍｍ程度、例えば１６０ｍｍに設定される。
【００６２】
第１のリング状部材１１０の断面形状に関しては、本例では長方形の例を示しているがこれに限らない。第１のリング状部材１１０はプラズマの遮蔽を抑制することが好ましく、そのような観点から、断面形状が下向き三角形や円形であることが好ましい。また。第１のリング状部材１１０の断面角部に電界集中を緩和する観点から、断面角部にＲを形成することが好ましい。ＲはＲ１以上であることが好ましい。
【００６３】
なお、図では、第１のリング状部材１１０の形状を円環状に示しているが、リング状であれば円環状に限らず多角形等であってもよい。
【００６４】
第１の脚部１１１ａおよび第２の脚部１１１ｂは、第１のリング部材１１０を所望の高さ位置に支持する機能を有している。また、第１の脚部１１１ａは第１のリング部材１１０にガスを供給する機能を有しており、第２の脚部１１１ｂは第１のリング状部材１１０を冷却して、吐出するガスを冷却（温度制御）するための冷却部材としての機能を有している。第１の脚部１１１ａと第２の脚部１１１ｂは交互に設けられている。
【００６５】
第１の脚部１１１ａおよび第２の脚部１１１ｂの材質は金属が好ましく、熱伝導性が良いもの、例えばアルミニウムが特に好ましい。また、第１の脚部１１１ａおよび第２の脚部１１１ｂも母材無垢であってもよいが、第１のリング状部材１１０と同様の表面処理を施してもよい。
【００６６】
第１の脚部１１１ａおよび第２の脚部１１１ｂは、垂直に設けられ、ウエハから天壁側を垂直視した場合に、第１のリング状部材１１０とオーバーラップするように配置されている。
【００６７】
第１のリング状部材１１０には第１の接続部１１０ａが形成されており、第１の脚部１１１ａは第１の接続部１１０ａに接続されている。第１の脚部１１１ａ内には、配管８４から天壁１０内の流路１１２を介して供給されたガスを垂直に通流させる垂直流路１１３が形成されている。第１の接続部１１０ａおよび第１のリング状部材１１０には、垂直流路１１３の下端から水平に延びる水平流路１１４が形成されており、水平流路１１４は空間部１１５に接続されている。したがって、第２のガス供給部８２から配管８４および流路１１２を経て供給された過剰解離を防ぎたい処理ガスである第２のガスが、垂直流路１１３、水平流路１１４を経て空間部１１５に至り、複数のガス吐出孔１１６から下方へ吐出される。
【００６８】
第１の脚部１１１ａおよび第２の脚部１１１ｂは、第１のリング状部材１１０と完全にオーバーラップする位置関係であることが好ましいが、第１の脚部１１１ａおよび第２の脚部１１１ｂをそのような位置関係に配置できないこともあり、本例では、そのような場合を考慮して、第１の脚部１１１ａおよび第２の脚部１１１ｂを第１のリング状部材１１０と部分的にオーバーラップさせた例を示している。このため、本例では、垂直流路１１３と空間部１１５との間に水平流路１１４が必要となるが、第１の脚部１１１ａおよび第２の脚部１１１ｂが第１のリング状部材１１０と完全にオーバーラップする位置関係の場合には、水平流路１１４は不要となる。なお、図１には、第２のガスシャワー部２２は概略的に示されており、第１の脚部１１１ａおよび第２の脚部１１１ｂが第１のリング状部材１１０と完全にオーバーラップし、水平流路１１４が存在しない状態が描かれている。
【００６９】
一方、リング状部材１１０には第２の接続部１１０ｂが形成されており、第２の脚部１１１ｂは第２の接続部１１０ｂに接続されている。第２の脚部１１１ｂにはガス流路は形成されておらず、中実部材として形成されていて、熱伝導によりリング状部材１１０を冷却するようになっている。
【００７０】
なお、第２の脚部１１１ｂに冷却ガス流路を設け、冷却ガスにより冷却するようにしてもよい。また、ガス供給用の第１の脚部１１１ａに冷却機能を持たせてもよい。また、冷却の必要がない場合には第２の脚部１１１ｂは不要である。さらに、ガス供給用の脚部の数は限定されず、一つ以上であればよい。脚部の本数が多いほど、また脚部の間隔が狭いほどプラズマの均一性が悪化する傾向にあるので、脚部の数および間隔は、要求されるプラズマの均一性を確保できるように設定することが好ましい。また、要求されるプラズマの均一性が確保される限りにおいて、プラズマを意図的に遮断するために、脚部の間隔を狭く、本数を多く設定することもできる。脚部の間隔は、内接円がφ３０ｍｍ以上となる間隔であることが好ましく、例えばφ８０ｍｍに設定される。
【００７１】
また、第１の脚部１１１ａおよび第２の脚部１１１ｂの径はプラズマの均一性の観点からは極力細いほうが好ましいが、第１のリング状部材１１０を支持可能な構造的な観点、ガス供給のための垂直流路を設ける観点、熱伝導性を確保する観点からはある程度の径が必要であり、５〜２０ｍｍが好ましく、例えばφ１５ｍｍに設定される。
【００７２】
第１の脚部１１１ａおよび第２の脚部１１１ｂの長さは、第１のリング状部材１１０の位置、すなわちガスの吐出高さ位置を決定する。したがって、これらの長さは、吐出するガスが所望の解離度になるように最適化され、天壁１０の内面から２０〜２００ｍｍの範囲で適宜設定される。供給する処理ガスがＳｉＨ４ガスの場合、第１の脚部１１１ａおよび第２の脚部１１１ｂの長さは３０〜１５０ｍｍの範囲が好ましく、例えば８０ｍｍに設定される。
【００７３】
第１の脚部１１１ａおよび第２の脚部１１１ｂの天壁１０への接続箇所は、プラズマ源２により形成される表面波電界の節に対応する箇所であることが好ましい。
【００７４】
第１の脚部１１１ａおよび第２の脚部１１１ｂは、チャンバ１の天壁１０と一体で作製しても別体としてもよい。別体とする場合には、天壁１０と確実に締結して電気的に同電位とすること、およびガスの漏洩を確実に防止できる構造であることが必要である。
【００７５】
なお、第２のガスシャワー部材２２は、第１の脚部１１１ａおよび第２の脚部１１１ｂに相当する脚部を径方向外側または内側に設けることで、同心状に複数設けてもよい。
【００７６】
図５、図６に示すように、第３のガスシャワー部２３は、ウエハＷの外側部分へ、過剰解離を抑制したい処理ガスである第２のガスを吐出するものである。第３のガスシャワー部２３は、第１のリング状部材１１０の外側で、かつウエハＷの外側に、第１のリング状部材１１０と同心状に設けられた第２のリング状部材１３０と、チャンバ１の側壁と第２のリング状部材１３０とを繋ぐ複数の梁部１３１とを有している。梁部１３１は、平面視でウエハＷに重複しない領域に形成されている。
【００７７】
第２のリング状部材１３０の内部にはリング状の空間部１３４が形成されている。また、第２のリング状部材１３０には、空間部１３４から下方に向けてガスを吐出する複数のガス吐出孔１３６が形成されている。なお、空間部１３４から鉛直方向に対してある程度角度を持たせてガス吐出孔１３６を設けてもよく、水平方向に設けてもよい。
【００７８】
一方、梁部１３１の一部または全部の内部には、配管８５からチャンバ１の側壁内の流路１３２を介して供給されたガスを通流させるガス供給路１３３が形成されている。ガス供給路１３３と空間部１３４とは接続流路１３５により接続されている。
【００７９】
したがって、第２のガス供給部から配管８５および流路１３２を経て供給された過剰解離を防ぎたい第２のガスが、ガス供給路１３３、接続流路１３５を経て空間部１３４に至り、複数のガス吐出孔１３６から下方へ吐出される。
【００８０】
第３のガスシャワー部材２３の第２のリング状部材１３０の材質、空間部１３４の径、ガス吐出孔１３６の径や数等は、上述した第２のガスシャワー部材２３に準じて適宜設定される。
【００８１】
なお、第２のリング状部材１３０は、ガス吐出孔１３６から吐出されるガスの過剰解離を防止できる高さ位置に配置されていればよく、必ずしも第１のリング状部材１１０と同じ高さ位置でなくてもよい。また、第２のリング状部材１３０は、リング状であれば円環状に限らず多角形等の他の形状であってもよい。
【００８２】
＜プラズマ処理装置の動作＞
次に、以上のように構成されるプラズマ処理装置１００における動作について説明する。
【００８３】
まず、ウエハＷをチャンバ１内に搬入し、サセプタ１１上に載置する。そして、排気装置１６によりチャンバ１内を排気し、チャンバ１内の圧力を所定の圧力に調整し、その後、第１のガス供給部８１から配管８３を介して天壁１０に形成された第１のガスシャワー部２１にプラズマを生成するための励起用ガス、例えばＡｒガスや、処理ガスのうち解離のために高いエネルギーを必要とするガスである第１のガスを供給し、これらガスを第１のガスシャワー部２１からチャンバ１内へ吐出する。
【００８４】
一方、マイクロ波プラズマ源２のマイクロ波出力部３０から、マイクロ波伝送部４０の複数のアンプ部４２および複数のマイクロ波放射機構４３の伝送路を伝送されてきたマイクロ波を、天壁１０に嵌め込まれたアンテナ部５６の遅波材６２、平面アンテナ６１のスロット６１ａおよび誘電体窓６３を介してチャンバ１内に放射する。このとき、チューナ５４のスラグ７１ａおよびスラグ７１ｂによりインピーダンスが自動整合され、電力反射が実質的にない状態で、マイクロ波が供給される。各マイクロ波放射機構４３から放射されたマイクロ波は空間合成され、形成されたマイクロ波電界により、天壁１０の誘電体窓６３の表面部分で表面波プラズマを生成する。このとき、天壁１０の近傍では表面波プラズマの電子温度は高く、第１のガスは高エネルギーで解離される。
【００８５】
また、第２のガス供給部８２から、配管８４および８５を介して第２のガスシャワー部２２および第３のガスシャワー部２３に、処理ガスのうち、過剰解離を防ぎたいガスである第２のガスを供給し、そのガスを第２のガスシャワー部２２および第３のガスシャワー部２３からチャンバ１内に吐出する。第２のガスシャワー部２２および第３のガスシャワー部２３から吐出された第２のガスは、第１のガスのプラズマにより励起される。このとき、第２のガスシャワー部２２のガス吐出孔１１６が形成された第１のリング状部材１１０、および第３のガスシャワー部２３のガス吐出孔１３６が形成された第２のリング状部材１３０の配置位置は、マイクロ波が放射される天壁１０の表面から離れたよりエネルギーが低い位置であるため、第２のガスは過剰解離が抑制された状態で励起される。そして、第１のガスおよび第２のガスのプラズマによりウエハＷにプラズマ処理を施す。
【００８６】
例えば、プラズマＣＶＤによりＳｉＮ膜を形成する場合、第１のガス供給部８１からは、第１のガスとして、励起用のＡｒガスおよび高い解離エネルギーが必要な窒化ガスであるＮ２ガスまたはＮＨ３が第１のガスシャワー２１へ供給され、それらがチャンバ１内へ吐出されプラズマが生成される。また、第２のガス供給部８２からは、第２のガスとして、過剰解離を防ぐ必要があるＳｉＨ４ガスが第２のガスシャワー２２および第３のガスシャワー２３へ供給され、第２のガスがチャンバ１内へ吐出され、過剰解離が抑制された状態で励起される。
【００８７】
これにより、チャンバの位置による電子温度の違いを利用してガスの特性に応じてガスの解離を制御することができ、ＳｉＨ４ガス等の過剰解離しやすい処理ガスである第２のガスの過剰解離による気相反応パーティクルの発生や、ノズル（ガス吐出孔）の目詰まりを抑制することができる。
【００８８】
また、第２のガスシャワー部２２は、リング状をなす第１のリング状部材１１０に形成されたガス吐出孔１１６からガスを吐出するので、第１のリング状部材１１０自体がプラズマの周方向の均一性を高く維持することができ、また径方向の均一性に与える影響は限定的である。また、第１のシャワー部材１１０へのガス供給は天壁１０と第１のシャワー部材１１０とを繋ぐ第１の脚部１１１ａにより行われるため、第１の脚部１１１ａのプラズマの均一性に与える影響も限定的である。そして、第２の脚部１１１ｂを含めた脚部の本数を適切に調整することにより、所望のプラズマ均一性を得ることができる。特に、本実施形態では、ウエハからチャンバ１の天壁側を垂直視した場合に、脚部１１１ａ，１１１ｂが第１のリング状部材１１０にオーバーラップするように設けたので、脚部１１１ａ，１１１ｂがプラズマの均一性に与える影響を小さくすることができる。さらに、第１のリング状部材１１０の外形はそのままに、ガス吐出孔１１６の数を最適化することにより、所望のガス導入の均一性（周方向均一性）を得ることができるので、プラズマの均一性を保持しつつ、処理ガスの導入の均一性を得ることができる。
【００８９】
すなわち、本実施形態により、処理ガスをガスの特性に応じた適切な解離状態で解離させることができ、かつ、処理ガスの導入均一性および所望のプラズマ均一性を両立させることができる。
【００９０】
また、脚部を複数設け、ガスを供給する第１の脚部１１１ａの他に、一部を冷却部材として機能する第２の脚部１１１ｂとしたので、第２の脚部１１１ｂにより第１のリング状部材１１０を介して吐出するガスの温度制御を行うことができる。
【００９１】
さらに、第２のガスシャワー部２２の外側に、第３のガスシャワー部２３を設け、第２のガスを第３のガスシャワー部２３の第２のリング状部材１３０に設けられた複数のガス吐出孔１３６から吐出するようにしたので、第２のガスの均一性をより高めることができる。
【００９２】
この場合に、第３のガスシャワー部２３の第２のリング状部材１３０は、梁部１３１によりチャンバ１の側壁に接続され、梁部１３１を介してガスが導入されるように構成されているが、梁部１３１は、平面視でウエハＷの外側に設けられているので、梁部１３１はプラズマの均一性にほとんど影響を与えない状態とすることができる。
【００９３】
さらにまた、本実施形態では、天壁１０は、金属製の本体に、複数のマイクロ波放射機構４３の誘電体窓６３を嵌め込んだ構造を有しているので、第２のガスシャワー部２２の脚部１１１ａ，１１１ｂを天壁１０の金属部分に溶接等により容易に接合することができる。また、天壁１０の金属部分と脚部１１１ａ，１１１ｂと一体に構成する場合にも加工が容易である。
【００９４】
このように、複数のマイクロ波放射機構４３を用いてプラズマを空間合成することにより、各マイクロ波放射機構４３から導入されるマイクロ波の位相や強度を個別に調整することができ、プラズマ分布の調整を比較的容易に行うことができ、制御性の良いプラズマ処理を行うことができる。
【００９５】
＜他の適用＞
以上、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、本発明の思想の範囲内において種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、マイクロ波放射機構を７本設けた例を示したが、マイクロ波放射機構の数はこれに限らず、プラズマの均一性を確保することができる数であればよい。
【００９６】
また、上記実施形態では、複数のマイクロ波放射機構からマイクロ波を放射するタイプのプラズマ処理装置を用い、天壁における、複数のマイクロ波放射機構の誘電体窓が設けられていない金属部分に第２のガスシャワー部の脚部を設けた例を示したが、天壁に金属部分が存在し脚部が設けられれば、一つのマイクロ波放射機構から誘電体窓を介してマイクロ波を導入するものであってもよい。また、天壁の誘電体部分に脚部を設けるようにしてもよい。
【００９７】
さらに、上記実施形態においては、プラズマ処理としてＳｉＨ４ガスと窒化ガス（Ｎ２ガスまたはＮＨ３ガス）とを用いてＳｉＮ膜を成膜するプラズマＣＶＤを例示したが、これに限らず、過剰解離を防ぎたいガスと高エネルギーで解離させたいガスとを含むガスによるプラズマ処理であれば適用可能であり、ＳｉＣＮ膜、ＣＦ膜、ＢＮ膜、ＳｉＯ２膜、ＳｉＯＮ膜等の成膜や、成膜処理以外のエッチング処理等にも適用可能である。
【００９８】
さらにまた、被処理体は半導体ウエハに限定されず、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）用基板に代表されるＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）基板や、セラミックス基板等の他の基板であってもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１；チャンバ
２；マイクロ波プラズマ源
３；全体制御部
１０；天壁
１１；サセプタ
１２；支持部材
１５；排気管
１６；排気装置
１７；搬入出口
２１；第１のガスシャワー部
２２；第２のガスシャワー部
２３；第３のガスシャワー部
３０；マイクロ波出力部
３１；マイクロ波電源
３２；マイクロ波発振器
４０；マイクロ波伝送部
４２；アンプ部
４３；マイクロ波放射機構
５１；同軸管
５２；外側導体
５３；内側導体
５４；チューナ
５６；アンテナ部
６１；平面アンテナ
６１ａ；スロット
６２；遅波材
６３；誘電体窓
８１；第１のガス供給部
８２；第２のガス供給部
８３，８４，８５；配管
１００；プラズマ処理装置
１１０；第１のリング状部材
１１１ａ；第１の脚部
１１１ｂ；第２の脚部
１１３；垂直流路
１１４；水平流路
１１５；空間部
１１６；ガス吐出孔
Ｗ；半導体ウエハ
【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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