(57)【要約】【課題】大面積基板に対するプラズマプロセス処理において、処理室内を真空排気することにより処理室の一部である上蓋が変形した場合においても、高周波の漏洩・損失を防止でき、装置のメンテナンスが簡易で、長時間装置を稼動した場合においても電気的な接触を行う機構の劣化が生じないプラズマプロセス装置を提供する。【解決手段】プラズマを用いてプロセス処理を行う処理室１、２、１２と、処理室内部７に高周波を導入する高周波供給部材とを備えたプラズマプロセス装置において、処理室１、２、１２と高周波供給部材の一部である導波管３との接合部において隙間が形成された場合に、隙間をなくす、もしくは隙間への高周波の漏洩を防ぐことを可能とする機構を設ける。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁面の一部が高周波を通す誘電体窓で構成され、かつ内部にてプラズマを用いた処理を行なう処理室と、
前記処理室外部に設けられ、開口部を有し、前記開口部から前記誘電体窓を介して前記処理室内へ高周波を供給することができる高周波供給部材とを備えたプラズマプロセス装置において、
前記高周波供給部材の前記開口部外周を取囲むように所定の間隔以下毎に、前記処理室と前記高周波供給部材とを電気的に接触させ、かつその電気的接触を維持するための接触維持機構を備えた、プラズマプロセス装置。
【請求項２】
前記処理室と前記高周波供給部材との間に位置し、かつ前記処理室に電気的に導通する導電性部材をさらに備え、
前記接触維持機構は、前記導電性部材と接していることを特徴とする、請求項１に記載のプラズマプロセス装置。
【請求項３】
前記処理室と前記導電性部材との間に空間が発生することを阻止するための空間発生阻止部材をさらに備えたことを特徴とする、請求項２に記載のプラズマプロセス装置。
【請求項４】
前記処理室と前記導電性部材との間の電気的接触を、所定の間隔以下で維持するための第２の接触維持機構を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプラズマプロセス装置。
【請求項５】
前記接触維持機構は、前記高周波供給部材側または前記処理室側のいずれかに設けられ、かつ弾性を有するバルク状の導電性の部材を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のプラズマプロセス装置。
【請求項６】
前記接触維持機構は、導電性のピンとバネからなり、一方から他方側へ前記バネにより前記ピンを押し当てる機構からなることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のプラズマプロセス装置。
【請求項７】
前記接触維持機構は、導電性薄板のバネ状部材からなり、一方から他方側へ前記バネ状部材を押し当てる機構からなることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のプラズマプロセス装置。
【請求項８】
前記接触維持機構は、前記高周波供給部材の内部での高周波の波長の４分の１以下の間隔で設けられていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のプラズマプロセス装置。
【請求項９】
前記接触維持機構を、前記高周波供給部材の開口部の長辺方向における端部を基点に、前記高周波供給部材の内部での高周波の波長の４分の１の間隔で設けることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のプラズマプロセス装置。
【請求項１０】
壁面の一部が高周波を通す誘電体窓で構成され、かつ内部にてプラズマを用いた処理を行なう処理室と、
前記処理室外部に設けられ、開口部を有し、前記開口部から前記誘電体窓を介して前記処理室内へ高周波を供給することができる高周波供給部材とを備えたプラズマプロセス装置において、
前記高周波供給部材が、前記処理室との接続部において、前記処理室の変形に伴って変形可能とする弾性を有することを特徴とする、プラズマプロセス装置。
【請求項１１】
前記高周波供給部材が蛇腹構造を有することを特徴とする、請求項１０に記載のプラズマプロセス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体や液晶表示素子の製造などにおいて、マイクロ波などの高周波により励起されたプラズマを利用したエッチング処理、アッシング処理又は成膜処理などに用いられるプラズマプロセス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示装置や半導体装置などの製造工程においては、成膜工程、エッチング工程およびアッシング工程などにおいてプラズマを利用するプラズマプロセス装置が使用されている。このようなプラズマプロセス装置において、処理対象である基板の被処理面全体に対して均一な処理を行なうためには、被処理面全体に対して均一なプラズマを発生させる必要がある。
【０００３】
また、近年、半導体記憶装置などに代表される半導体デバイス、液晶などの分野でＳｉ（シリコン）ウェハやガラス基板の大型化が進んでいる。特に、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）液晶表示装置の場合、一枚のガラス基板上に複数の表示領域を形成し、これを切り分け複数の表示パネルを同時に製造するという方法により生産性が高められている。タクトタイム向上のため、より多くのパネルを同時に製造するためにガラス基板の大型化が図られており、今後は１ｍ角以上というような大きなサイズの矩形基板が用いられる。
【０００４】
このような大型矩形基板を処理するためにプラズマプロセス装置も大型化・大面積化が進んでおり、基板の被処理面全体に対して処理の均一性を向上させることが可能なプラズマプロセス装置が求められている。
【０００５】
図２１はマイクロ波励起によるプラズマプロセス装置の斜視図であり、図２２は図２１に示した装置のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線に沿う断面の部分拡大図である。また、図２３は図２２のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線に沿う断面の部分拡大図である。
【０００６】
図２１および図２２を参照して、チャンバー本体１０２上には上蓋１０１がＯリング（図示せず）を介して処理室１０７内を真空封止するように設置されている。上蓋１０１には、アルミナなどの誘電体から成る誘電体窓１０４が埋設されており、上蓋１０１と誘電体窓１０４との間にはＯリング１０５が処理室１０７内を真空封止するため設けられている。誘電体窓１０４と矩形導波管１０３との間には、複数のスロット１０９が形成された金属製のスロットアンテナ板１０６が設置されている。また、上蓋１０１上には、マイクロ波を処理室１０７内に供給する矩形導波管１０３が複数平行に並べて配置され、締結ネジ１１０により上蓋１０１の上面にスロットアンテナ板１０６を介して強固に固定されている。矩形導波管１０３の上部に設けられた上端開口部１０３ａは図示しない導波管を介してマイクロ波発振機１１１と接続されている。
【０００７】
この装置においては、マイクロ波発振器１１１により発振されたマイクロ波は、矩形導波管１０３の上端開口部１０３ａから入り、矩形導波管１０３内部に伝送されるとともに、矩形導波管１０３の下端開口部１０３ｂから、スロット１０９、誘電体窓１０４を介して処理室１０７内に供給される。処理室１０７内にマイクロ波が供給されることにより、処理室１０７の内部に供給されている反応ガスが励起されプラズマが生成され、処理室内の被処理物にプラズマプロセスが施される。
【０００８】
ここで、処理室１０７内を真空排気した際、図２２に示すように、上蓋１０１の面内中央部分が図中の矢印方向（図中下向き方向）に変形する。その際、図２３に示すように、スロットアンテナ板１０６の下面と上蓋１０１の上面との間に隙間１０８が生じる。このため、矩形導波管１０３の上端開口部１０３ａから供給されたマイクロ波は、この隙間１０８の下端開口部１０３ｂより外周にあたる周辺部分に矢印１１２に示すように漏洩するため、マイクロ波の損失が生じる。これにより、処理室１０７内にマイクロ波を所望の状態で供給できず、その結果、エッチングの面内均一性などプロセスの結果に影響を与えるという問題が発生する。
【０００９】
ここで、締結ネジ１１０による矩形導波管１０３と上蓋１０１との締結を強固にすると前記上蓋１０１の変形を抑制できると考えられるが、この構成では締結ネジ１１０による締結を強固にすることはできない。その理由を以下に説明する。
【００１０】
上蓋１０１はマイクロ波を通さないようにアルミニウム材から形成され、誘電体窓１０４はマイクロ波を通すようにアルミナなどセラミックス材料から形成されているので、両者の間で熱膨張率が異なる。このため、長時間の放電を行った場合、熱膨張率の大きい上蓋１０１が放電による熱の蓄積で膨張変形するため、上蓋１０１と矩形導波管１０３との間で挟まれている誘電体窓１０４の部分に大きな力が掛かることになる。よって、矩形導波管１０３と上蓋１０１との締結を強固に行なうと、上蓋１０１と矩形導波管１０３との間で挟まれている誘電体窓１０４の部分に掛かる力を他の部分へ逃すことができないため、その部分に破損が発生する。
【００１１】
上記の理由で、矩形導波管１０３と上蓋１０１との締結は、電気的な接触が行なわれる程度に、締結ネジ１１０の締結トルクを管理して行なわれていた。
【００１２】
また、マイクロ波の装置外部への漏洩を防止するため、図２１に示すように、マイクロ波の導波管管内波長λの４分の１以下の間隔で上蓋１と矩形導波管１０３とが多数のネジ１１０を用いて締結される。装置が大型化するとそれに伴い締結する固定箇所は増加し、Ｏリングの交換、誘電体窓１０４の交換などの装置のメンテナンスの際に多大な労力が必要になる。
【００１３】
また、上蓋１０１を厚くすることにより剛性を上げ、大気圧による変形を抑制するという方法も考えられる。しかし、マイクロ波を効率良く処理室１０７内に供給するためには誘電体窓１０４の厚さを厚くすることはできない。上蓋１０１のみ厚くした場合、誘電体窓１０４の下面の直下に上蓋１０１に囲まれた空間が形成され、プラズマを処理室全面に均一に形成するということができなくなる。以上の理由から、上蓋１０１の剛性を上げるために、上蓋１０１の厚さを厚くするということはできない。
【００１４】
また、プラズマプロセス装置の部材間において高周波の漏洩防止を目的とした電気的接触を維持するための技術として、特開平６−１１１９９５号公報（特許文献１）が開示されており、電気的接触を維持するための部材として、シリコーン状線材に金属メッシュを被覆させた線材を用いた実施例が紹介されている。しかしながら、フッ素系ゴムなどの有機物、シリコーンなどのエラストマー材は金属などの導電性材料と比較して、マイクロ波による損傷を非常に受けやすい。よって、シリコーンなどのエラストマー材を電磁波の漏洩防止部材の一部に使用するという構造では、長時間装置を稼動した場合に、損傷を起こす恐れがある。その結果、前記漏洩防止部材の弾性がなくなり、電気的接触を維持することができなくなる。
【００１５】
【特許文献１】
特開平６−１１１９９５号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、処理室内を真空排気することにより処理室の一部である上蓋が変形した場合においても、高周波の漏洩・損失を防止でき、装置のメンテナンスが簡易で、長時間装置を稼動した場合においても電気的な接触を行なう機構の劣化が生じないプラズマプロセス装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一の局面に従うプラズマプロセス装置は、壁面の一部が高周波を通す誘電体窓で構成され、かつ内部にてプラズマを用いた処理を行なう処理室と、処理室外部に設けられ、開口部を有し、開口部から誘電体窓を介して処理室内へ高周波を供給することができる高周波供給部材とを備えたプラズマプロセス装置において、高周波供給部材の開口部外周を取囲むように所定の間隔以下毎に、処理室と高周波供給部材とを電気的に接触させ、かつその電気的接触を維持するための接触維持機構を備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の一の局面に従うプラズマプロセス装置によれば、接触維持機構が、高周波供給部材の下端開口部外周を取囲むように、所定の間隔以下毎に処理室と高周波供給部材とを電気的に接触させ、かつその電気的接触を維持している。このため、処理室内を真空排気することにより処理室の変形が発生し、処理室と高周波供給部材との接続部に隙間が生じても、接触維持機構により処理室と高周波供給部材とを所定の間隔以下毎に電気的な接続を維持できるため、その隙間から高周波が外周側へ漏洩することによる損失を防ぐことができる。
【００１９】
上記のプラズマプロセス装置において好ましくは、処理室と高周波供給部材との間に位置し、かつ処理室に電気的に導通する導電性部材がさらに備えられている。接触維持機構は、導電性部材と接している。
【００２０】
このように処理室と高周波供給部材との間に、処理室と導通を持つ導電性部材を設けて、その導電性部材に対し、接触維持機構により電気的な接触を維持することにより、より効率的に処理室と高周波供給部材との接続部にできる隙間への高周波の漏洩および損失を防ぐことができる。
【００２１】
上記のプラズマプロセス装置において好ましくは、処理室と導電性部材との間に空間が発生することを阻止するための空間発生阻止部材がさらに備えられている。
【００２２】
この空間発生阻止部材により導電性部材と処理室との間に空間が発生することを阻止できるため、導電性部材と処理室との間で、隙間ができることをより確実に阻止でき、高周波の損失を防ぐことができる。
【００２３】
上記のプラズマプロセス装置において好ましくは、処理室と導電性部材との間の電気的接触を、所定の間隔以下で維持するための第２の接触維持機構が設けられている。
【００２４】
この第２の接触維持機構により導電性部材と処理室との間の電気的接触を、所定の間隔以下で維持することができるため、導電性部材と処理室との間に形成される隙間への高周波の漏洩および損失を防ぐことができる。
【００２５】
上記のプラズマプロセス装置において好ましくは、接触維持機構は、高周波供給部材側または処理室側のいずれかに設けられ、かつ弾性を有するバルク状の導電性の部材を有している。
【００２６】
このように接触維持機構を、高周波供給部材側もしくは処理室側に設けることにより、処理室と高周波供給部材との接続部に形成される隙間への高周波の漏洩および損失を防ぐことができる。また、長時間にわたり装置を稼動した場合においても接触維持機構の劣化を防ぐことが可能となる。
【００２７】
上記のプラズマプロセス装置において好ましくは、接触維持機構は、導電性のピンとバネからなり、一方から他方側へバネによりピンを押し当てる機構からなっている。
【００２８】
これにより簡易な構成で接触維持機構を実現することができる。
上記のプラズマプロセス装置において好ましくは、接触維持機構は、導電性薄板のバネ状部材からなり、一方から他方側へバネ状部材を押し当てる機構からなっている。
【００２９】
これにより簡易な構成で接触維持機構を実現することができる。
上記のプラズマプロセス装置において好ましくは、接触維持機構は、高周波供給部材の内部での高周波の波長の４分の１以下の間隔で設けられている。
【００３０】
このように接触維持機構による電気的接触部を、高周波供給部材内部での高周波の波長の４分の１以下の間隔で設けることにより、接触維持機構の存在していない箇所からの高周波の漏洩および損失を防ぐことが可能となる。
【００３１】
上記のプラズマプロセス装置において好ましくは、接触維持機構は、高周波供給部材の開口部の長辺方向における端部を基点に、高周波供給部材の内部での高周波の波長の４分の１の間隔で設けられている。
【００３２】
このように接触維持機構の電気的接触部を、高周波供給部材の開口部の長辺方向における端面を基点に、前記高周波供給部材の内部での高周波の波長の４分の１の間隔で設けることにより、さらに効率よく高周波の漏洩および損失を防ぐことを可能とした。
【００３３】
本発明の他の局面に従うプラズマプロセス装置は、壁面の一部が高周波を通す誘電体窓で構成され、かつ内部にてプラズマを用いた処理を行なう処理室と、処理室外部に設けられ、開口部を有し、開口部から誘電体窓を介して処理室内へ高周波を供給することができる高周波供給部材とを備えたプラズマプロセス装置において、高周波供給部材が、処理室との接続部において、処理室の変形に伴って変形可能とする弾性を有することを特徴とするものである。
【００３４】
本発明の他の局面に従うプラズマプロセス装置によれば、高周波供給部材は、処理室と接続される部分において処理室の変形に倣うことができる構造を有している。このため、処理室内を真空排気することにより処理室の変形が発生しても、処理室と高周波供給部材との接続部に隙間が生じることを防止することができる。よって、その隙間から高周波が漏洩することはなく、高周波の損失を防ぐことができる。
【００３５】
上記のプラズマプロセス装置において好ましくは、高周波供給部材が蛇腹構造を有している。
【００３６】
このような蛇腹構造にすることにより、処理室の変形に伴って変形する弾性を持つ高周波供給部材を容易に実現することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
【００３８】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について図１〜図６を用いて説明する。
【００３９】
図１は本発明の実施の形態１におけるプラズマプロセス装置の構成を示す矩形導波管の長辺方向の断面図であり、図２はプラズマプロセス装置の構成を示す矩形導波管の短辺方向の断面図であり、図３はスロットアンテナ板の概観斜視図である。また、図４は矩形導波管を下から見た斜視図であり、図５（ａ）、（ｂ）は図４中の点線で示した面における接触維持機構の部分拡大図であり、図６は図１と別形態のプラズマプロセス装置の矩形導波管長辺方向断面図である。ここで、図１、図２および図６は処理室内を真空引きしていない状態の図である。
【００４０】
図１を参照して、本実施の形態のプラズマプロセス装置は、上蓋１と、チャンバー本体２と、矩形導波管３と、ガス導入部５と、ガス導入口６と、基板ホルダー８と、Ｏリング１０、１１と、誘電体窓１２と、誘電体板１３と、誘電体保持部材１４と、スロットアンテナ板１５と、接触維持機構１７と、接触維持機構保持部２０と、マイクロ波発振器４０とを主に有している。
【００４１】
チャンバー本体２上には、上蓋１がＯリング１０を介して処理室内部７を真空封止するよう設置されている。チャンバー本体２の底面には、上蓋１と対向するように基板ホルダー８が設置されており、基板ホルダー８上には被処理基板９が載置可能である。上蓋１には、アルミナなどの誘電体から成る誘電体窓１２が埋設されており、上蓋１と誘電体窓１２との間には、Ｏリング１１が処理室内部７を真空封止するために設けられている。誘電体窓１２の下部には、誘電体板１３が設けられ、誘電体保持部材１４により上蓋１に固定されている。なお、ここで、処理室とは、上蓋１、チャンバー本体２、誘電体窓１２などからなるプラズマプロセス処理を行なう部分のことをいう。また、矩形導波管３は、誘電体窓１２を介して処理室内部７へ高周波を供給するための高周波供給部材に含まれるものである。
【００４２】
上蓋１には、処理室内部７にガスを供給するためのガス供給部５が設けられており、そのガス供給部５にはガス供給口６が接続されている。
【００４３】
また、図２に示すように上蓋１上には、複数のアルミニウム材からなる矩形導波管３が並べて配置されている。複数の矩形導波管３の各々は、その上端開口部３ａにマイクロ波発振器４０が図示しない分岐導波管などを介して接続されており、その上端開口部３ａから導入されたマイクロ波などの高周波が、下端開口部３ｂから誘電体窓１２を介して、処理室内部７に供給されるように構成されている。複数の矩形導波管３の各々は、上蓋１に対してネジにより締結されている。
【００４４】
また、図１に示すように誘電体窓１２と矩形導波管３との間には、アルミニウム材の薄板から成るスロットアンテナ板１５が設置されている。このスロットアンテナ板１５は、図３に示すような複数のスロット１６を有し、かつ矩形導波管３内に導入されたマイクロ波などの高周波を分配して処理室内部７に供給する機能を有する。また、本実施の形態においては、スロットアンテナ板１５は上蓋１に対して固定されていない。
【００４５】
接続維持機構１７は、図４に示すように矩形導波管３の下端開口部３ｂ外周を取囲むように所定の間隔（λ／４）以下の間隔で配置されており、その間隔毎に上蓋１と矩形導波管３とを電気的に接続し、その接続を維持するように設けられている。
【００４６】
この接続維持機構１７は、図５（ａ）に示すように、矢印で示すように図中上下方向に移動可能な導電性材料から成るピン１８と、そのピン１８を常に下向きに付勢する導電性材料から成るバネ１９とから構成されている。この接続維持機構１７は、アルミニウム材からなる接触維持機構保持部２０により矩形導波管３に保持された状態になっている。このようにピン１８がバネ１９により下向きに付勢されているため、図５（ｂ）に示すように矩形導波管３と処理室との間に空間が生じても、接続維持機構１７により矩形導波管３と処理室とは所定の間隔（λ／４）以下毎に電気的に導通される。
【００４７】
なお、図５（ａ）は、図５（ｂ）に図示しているスロットアンテナ板１５、上蓋１、誘電体窓１２などが矩形導波管３の直下に無い状態を示す。
【００４８】
次に、本実施の形態のプラズマプロセス装置の動作を説明する。
図１を参照して、まずマイクロ波発振器４０からマイクロ波が発振される。マイクロ波発振器４０で発振されたマイクロ波は、矩形導波管３、スロット開口部１６、誘電体窓１２および誘電体板１３を介して処理室内部７に供給される。処理室内部７にマイクロ波が供給されることにより、ガス供給口６から処理室内部７に供給されている反応ガスが励起されプラズマが生成し、基板ホルダー８上の被処理基板９に対してプラズマ処理が行なわれる。
【００４９】
プラズマ処理が行なわれる際、処理室内部７は真空排気されるため、上蓋１に図中下向きの変形が生じる。それにともない上蓋１の上面とスロットアンテナ板１５下面との間で隙間ができようとする。
【００５０】
しかし、図５（ｂ）に示すように、接触維持機構１７のピン１８およびバネ１９により、スロットアンテナ板１５は、上蓋１側に押さえつけられている。このため、従来装置において形成されていたスロットアンテナ板１５と上蓋１との間の隙間は生じない。なお、接触維持機構１７のバネ１９はスロットアンテナ板１５の下面が上蓋１の上面と接触する程度に押さえつけることができるように調整されている。
【００５１】
スロットアンテナ板１５が上蓋１に押さえつけられることにより、矩形導波管３の下面とスロットアンテナ板１５の上面との間に隙間が形成される。しかし、接触維持機構１７のピン１８およびバネ１９により、矩形導波管３とスロットアンテナ板１５とは、マイクロ波の矩形導波管３内の波長λの４分の１以下の間隔毎に矩形導波管３の下端開口部３ｂを取囲むように電気的に導通される。これにより、矩形導波管３の下端開口部３ｂから供給されたマイクロ波が、上蓋１の上面とスロットアンテナ板１５下面との間の隙間にて外周側へ漏洩することは防止できる。これにより、処理室内部７に所望の状態でマイクロ波を供給することができる。
【００５２】
ここで、上記の実施の形態では使用する高周波の周波数帯域をマイクロ波として説明したが、必ずしもこの周波数帯域に限らない。ＶＨＦ、ＵＨＦ、ミリ波などの周波数帯域の高周波を用いた場合も同様の効果を得ることができる。
【００５３】
また、処理室内部７の装置構成について、図１においては誘電体板１３を使用した構成を示しているが、誘電体板１３はマイクロ波が処理室内部７面内に均一に広がるようにするものであり、誘電体板１３を使用しなくてもマイクロ波が均一に広がるならば、図６に示すように誘電体板１３が無くてもよい。
【００５４】
上記のように導電性材料からなるピン１８およびバネ１９のようなバルク材を、接触維持機構１７の部材として用いることにより、長時間装置を稼動した場合においても高周波による部材の劣化を防ぐことが可能となる。その結果、接触維持機構１７の弾性性能が低下することがないので、スロットアンテナ板１５を抑え続けることができ、スロットアンテナ板１５下面と上蓋１上面との間に形成される隙間をなくすことができる。
【００５５】
また、導電性材料から成るピン１８およびバネ１９としてその大きさが非常に小さいものを用いれば、取り付ける位置が限定されていても、設置することができ高周波の漏洩・損失を防ぐことが可能となる。
【００５６】
ここで、本発明においては、導電性材料として、金属・合金・カーボンなどの高周波による損傷を受けにくい材料が使用される。特に、箔やこれに類する径の細線などよりもバルク材を用いるのが望ましいので、本実施の形態ではピン１８とバネ１９が用いられる。なぜならば、箔・細線はエラストマー材ほどではないが、非常に長時間マイクロ波を使用すると、異常放電などにより損傷する可能性があるが、バルク材を使用した場合は、異常放電が起きることがなく損傷する可能性が極めて少ないからである。
【００５７】
また、前記処理室と導通を持つ導電性を有する部材として、スロットアンテナ板を用いてもよいし、アンテナの機能を有さず接触維持機構との電気的接触を行なうためだけに使用する部材が用いられてもよい。
【００５８】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について図７および図８（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
【００５９】
図７および図８（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態２におけるプラズマプロセス装置の構成を示す矩形導波管短辺方向の部分断面図である。図７を参照して、実施の形態２の構成は、実施の形態１の構成と比較して、スロットアンテナ板１５が固定ネジ２１により上蓋１の上面に対して固定されているという点において異なる。
【００６０】
なお、これ以外の図７の構成については、実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６１】
本実施の形態によれば、図７に示すようにスロットアンテナ板１５は固定ネジ２１により上蓋１の上面に対して固定されている。このため、上蓋１が図中下向きに変形した場合においても、スロットアンテナ板１５の下面と上蓋１の上面との間に隙間は生じない。この場合、隙間は矩形導波管３の下面とスロットアンテナ板１５の上面との間にできる。しかし、接触維持機構１７のピン１８およびバネ１９により、矩形導波管３とスロットアンテナ板１５とは、マイクロ波の矩形導波管３内の波長λの４分の１以下の間隔毎に矩形導波管３の下端開口部３ｂを取囲むように電気的に導通される。これにより、矩形導波管３の下端開口部３ｂから供給されたマイクロ波が、上蓋１の上面とスロットアンテナ板１５下面との間の隙間にて外周側へ漏洩することは防止できる。これにより、処理室内部７に所望の状態でマイクロ波を供給することができる。
【００６２】
ここで、誘電体窓１２は、上蓋１とスロットアンテナ板１５とに挟まれて固定される状態となるので、上蓋１が加熱された際の膨張により、破損することが考えられる。しかし、矩形導波管３により挟まれている場合とは異なり、スロットアンテナ板１５は２次元平面的な部材であるので、上蓋１が膨張して誘電体窓１２が上方に押された場合においても、ある程度の変形を許容する余裕があるので、誘電体窓１２が破損することはない。
【００６３】
また、実施の形態２の別形態として、接触維持機構１７がスロットアンテナ板１５と接触するのではなく、上蓋１の上面と接触する構成も考えられる。この場合、接触維持機構１７は、図８（ａ）に示すようにスロットアンテナ板１５の外周側で接触する構成と、図８（ｂ）に示すようにスロットアンテナ板１５に設けられた貫通孔２２を貫通して接触する構成とが考えられる。いずれの構成のおいても、接触維持機構１７より外周へのマイクロ波の漏洩を防ぐことができる。
【００６４】
なお、これ以外の図８（ａ）、（ｂ）の構成については、実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６５】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３について図９を用いて説明する。
【００６６】
図９（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態３におけるプラズマプロセス装置の構成を示す矩形導波管短辺方向の部分断面図である。図９（ａ）、（ｂ）を参照して、本実施の形態の構成は、図８に示す実施の形態２の構成と比較して、接触維持機構１７と接触維持機構保持部２０とが上蓋１側に設置されている点において異なる。この場合、接触維持機構１７と接触維持機構保持部２０とは、誘電体窓１２の外周側に配置されており、かつ接触維持機構保持部２０はスロットアンテナ板１５を上蓋１に固定するための固定ネジ２１により上蓋１に固定されている。これにより、接触維持機構１７では、ピン１８はバネ１９により常に上向きに付勢されており、矩形導波管３に押しつけられている。
【００６７】
図９（ａ）の構成ではピン１８はスロットアンテナ板１５の外周側にて矩形導波管３に接触しており、図９（ｂ）の構成ではピン１８はスロットアンテナ板１５に設けられた貫通孔２２を貫通して矩形導波管３に接触している。いずれの構成においても、矩形導波管３の下端開口部３ｂから供給されたマイクロ波の、接触維持機構１７より外周への漏洩を防ぐことができる。
【００６８】
なお、これ以外の構成については、図８に示す実施の形態２の構成とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６９】
実施の形態２および３に記載したように、スロットアンテナ板１５を上蓋１に対して固定することにより、スロットアンテナ板１５下面と上蓋１の上面との間に形成される隙間を、より確実になくすことができる。また、実施の形態２および３における接触維持機構１７はスロットアンテナ板１５などの相手部材に接触する程度に押し付けられればよい。
【００７０】
ここで、処理室と導電性部材との間に空間が発生することを阻止するための空間発生阻止部材とは、実施の形態１に記載した接触維持機構１７のバネ１９により阻止する構成もあるし、実施の形態２および３に記載したネジ止めにより阻止する構成もある。前記ネジ止めを行なうための部品は、必ずしも導電性を有する必要はない。
【００７１】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４について図１０（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
【００７２】
図１０（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態４におけるプラズマプロセス装置の構成を示す矩形導波管短辺方向の部分断面図である。図１０（ａ）、（ｂ）を参照して、本実施の形態の構成は、実施の形態１の構成と比較して、スロットアンテナ板１５が無い点において異なる。図１０（ａ）の構成では、スロットアンテナ板がないため、接触維持機構１７は上蓋１の上面と直接接触している。また、図１０（ｂ）の構成では、スロットアンテナ板の代わりに導電性材料から成る接触板２３が配置されており、接触維持機構１７は接触板２３の上面と直接接触することにより上蓋１と電気的に導通している。このような接触板２３を用いることにより、図１０（ａ）の構成よりさらに効率的に隙間へのマイクロ波の漏洩を防ぐことができる。接触板２３はスロットアンテナ板１５とは開口部の形状が異なる。図３のように開口部が複数あるのではなく、下端開口部３ｂの形状と同一形状の開口部を有するものである。接触板２３を使用することにより、下端開口部３ｂの外周の直近より外側の隙間への漏洩を防ぐことが可能となる。
【００７３】
ここで、接触板２３は実施の形態２のスロットアンテナ板１５と同様に上蓋１の上面に固定される構成としてもよい。
【００７４】
また、図１０（ａ）、（ｂ）の各構成については、実施の形態３と同様に、接触維持機構１７が上蓋１側に設置されてもよい。
【００７５】
なお、これ以外の構成については、実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７６】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態について図１１および１２（ａ）〜（ｇ）を用いて説明する。
【００７７】
図１１は本発明の実施の形態５におけるプラズマプロセス装置の構成を示す導波管長辺方向断面の部分拡大図であり、図１２（ａ）〜（ｇ）の各々は接触維持機構の部品拡大図である。
【００７８】
図１１を参照して、本実施の形態の構成は、実施の形態１の構成と比較して、接触維持機構部１７の構成において異なる。本実施の形態では、矩形導波管３と上蓋１との電気的接触をとるための部材が、導電性材料の薄板から成る弾性を有する部材２４である。
【００７９】
矩形導波管３のスロットアンテナ板１５に対向する面には、薄板バネ状接触部材２４を取り付けるために下端開口部３ｂを取囲むように凹部２５が設けられている。薄板バネ状接触部材２４は接触部材固定ネジ２６などの部材により、凹部２５に固定されており、この薄板バネ状接触部材２４が、スロットアンテナ板１５を上蓋側に押さえつけることにより、矩形導波管３下面と上蓋１の上面との間で電気的な接触を維持することができ、矩形導波管３の下面とスロットアンテナ板１５の上面との間にできる隙間へのマイクロ波の漏洩を防ぐことができる。
【００８０】
ここで、薄板バネ状接触部材２４は図１１に示す形態とは限らない。薄板バネ状接触部材２４は図１２（ａ）〜（ｅ）に示すような形態であってもよく、図１２（ｆ）に示すようなスプリングワッシャー状のものであってもよく、また図１２（ｇ）に示すような薄板バネ状接触部材２４を複数枚重ねたものなどの形態が考えられ、いずれの形態の部材を用いたとしても、同様の効果が得られる。
【００８１】
また、上記の実施の形態では薄板バネ状接触部材２４を接触部材固定ネジ２６で固定する構成としたが、薄板バネ状接触部材２４の固定方法は必ずしもこれに限らない。凹部２５に、薄板バネ状接触部材２４が嵌め込まれ固定される構成が採用されてもよい。
【００８２】
また、上記の実施の形態では薄板バネ状接触部材２４を矩形導波管３側に設けた構成としたが、上蓋１側に設けた構成としても同様の効果を得ることができる。
【００８３】
なお、これ以外の構成については、実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８４】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６について図１３を用いて説明する。
【００８５】
図１３は、本発明の実施の形態６におけるプラズマプロセス装置の構成を示す導波管長辺方向の断面拡大図である。図１３を参照して、実施の形態６の構成は、実施の形態１の構成と比較して、接触維持機構１７の設置位置において異なっている。本実施の形態では、接触維持機構１７を導波管内部空間４の長辺方向における端面４ａを基点に、使用される高周波の導波管管内波長の４分の１の間隔で配置する構造が採用されている。
【００８６】
矩形導波管３内で定在波が形成された場合、導波管内部空間４の長辺方向における端面４ａを起点に、使用される高周波の導波管内での波長の４分の１の距離だけ離れた場所、およびその場所から前記波長の２分の１の距離間隔で離れた場所で高周波の電界強度の分布が最大となる。本実施の形態では、前記のように接触維持機構１７を配置することにより、より効果的に矩形導波管３の下面とスロットアンテナ板１５の上面との間にできる隙間へのマイクロ波の漏洩を防ぐことができる。
【００８７】
なお、これ以外の構成については、実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８８】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７について図１４〜図１８を用いて説明する。
【００８９】
図１４は本発明の実施の形態７におけるプラズマプロセス装置の蛇腹式導波管の概観を示す斜視図であり、図１５は図１４の蛇腹式導波管を使用したプラズマプロセス装置の構成を示す導波管長辺方向の断面図である。また、図１６は図１４の蛇腹式導波管の壁面の断面部分拡大斜視図であり、図１７は別形態の蛇腹式導波管の側面図であり、図１８はさらに別形態の弾性を有する導波管の側面図である。
【００９０】
図１４と図１５とを参照して、実施の形態７の構成は、実施の形態１の構成と比較して、導波管の構成において異なる。本実施の形態の蛇腹式導波管２７はその側壁面が導波管長辺方向に対し垂直に凹凸が形成された蛇腹構造となっており、図中下向きに弾性を有する構造となっている。また、蛇腹式導波管２７のフランジ部も図中上下方向に変形可能な薄さの板で構成され、そのフランジ部で上蓋１にネジにより締結される。
【００９１】
なお、これ以外の構成については、実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９２】
本実施の形態では、処理室内部７が真空排気されることにより上蓋１が図中下向きに変形した場合においても、蛇腹式導波管２７自体が弾性を有する構造となっているので、図１５に示すように上蓋１の変形に倣うことができる。ここで、図１５では、図中下向きの変形を強調して図示している。つまり、蛇腹式導波管２７と上蓋１との間ではスロットアンテナ板１５を介して下端開口部３ｂの外周全周にわたり電気的に接触することができるので、従来の装置では存在していたスロットアンテナ板１５下面と上蓋１上面との間にできる隙間をなくすことができ、高周波の漏洩・損失を防ぐことができる。
【００９３】
ここで、蛇腹式導波管２７の側壁に形成される蛇腹構造の起伏は、使用する高周波の周波数が２．４５ＧＨｚのＪＩＳ規格サイズの導波管では、図１６に示すように側壁の蛇腹構造の凹凸は奥行き・幅共に２ｍｍ程度の大きさの起伏とする。このとき、蛇腹導波管のＶＳＷＲ値は１．１で、高周波の伝送効率は９９．８％である。
【００９４】
また、蛇腹式導波管２７に必要な弾性と高周波の伝送効率を考慮し、蛇腹壁面の起伏形状は設計される。
【００９５】
上記実施の形態では、蛇腹式導波管２７の側壁面を全て蛇腹構造としたが、本実施の形態の導波管２７は、必ずしもこれに限らない。本実施の形態の導波管２７は、側壁面のうち、図中上部が蛇腹構造ではなく、図中上下方向に変形可能な厚さの板で構成されており、かつ図中下部のみが蛇腹構造となるような構造であってもよい。また本実施の形態の導波管２７は、図１７に示すように導波管長辺方向の側壁面のうち、数箇所を矩形平板から成る矩形平板部２８とし、その他の部分を蛇腹構造から成る蛇腹部２９とする構成であってもよい。
【００９６】
また本実施の形態の導波管２７は、図１８に示すように導波管の稜線部３０およびフランジ部３１のみが変形可能でかつ比較的剛性の高い導電性材料からなる部材で作成され、導波管の上面および側壁面は変形可能な網状部材３２からなる構成であってもよい。
【００９７】
上記実施の形態１〜７では、図２に示すように導波管内部空間４の短辺方向の幅が狭い状態であったが、必ずしもこの構成とする必要は無く、導波管内部空間４の幅が大きくなる構成にすることも考えられる。図１９は矩形導波管の開口部幅が大きい場合の上蓋上面の部分拡大斜視図であり、図２０は図１９中のＸＸ−ＸＸ線に沿う部分に対応する断面図である。
【００９８】
図１９と図２０とを参照して、導波管開口部３３の幅が大きい場合、下端開口部３３ｂの外周において、接触維持機構１７でスロットアンテナ板３４を上蓋３５に対して押さえつけた状態としていても、上蓋３５の上面長辺方向中央部３６において、図２０に示すように、スロットアンテナ板３４の下面と上蓋３５の上面との間で隙間が生じる可能性があり、この部分にマイクロ波が漏洩することも考えられる。上記のような場合は、上蓋３５側にも接触維持機構１７を所定の間隔（マイクロ波の導波管管内波長λの４分の１以下の間隔）ごとに設置し、上蓋３５の上面とスロットアンテナ板３４の下面の電気的接触をとることにより、この部分へのマイクロ波の漏洩を防ぐことができる。なお、上蓋３５側に設置する接触維持機構１７については、ピン１９がスロットアンテナ板３４の下面に接触する程度に押し付けられればよい。
【００９９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の１および他の局面に従うプラズマプロセス装置によれば、処理室内を真空排気することにより処理室の一部である上蓋が高周波供給部材とは逆側に変形した場合においても、高周波供給部材の下端開口部の外周全周にわたり、所定の間隔以下で電気的に接触することを可能とする手段を設けることにより、処理室と高周波供給部材との接続部に形成される隙間への高周波の漏洩および損失を防ぐことができる。その結果、処理室内に高周波を効率良く供給することができ、所望のプラズマプロセス結果を得ることが可能となる。また、プラズマプロセス装置が大型化した場合においても処理室と高周波供給部材とを接続するネジなどの締結部材の点数を少なくすることができ、メンテナンス性を向上することも可能となる。また、接触部材として導電性を有するバルク材から成る部品を用いることにより長時間装置が稼動した場合においても接触維持機構の劣化を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるプラズマプロセス装置の構成を示す矩形導波管の長辺方向の断面図である。
【図２】図１のプラズマプロセス装置の構成を示す矩形導波管の短辺方向の断面図である。
【図３】スロットアンテナ板の概観図である。
【図４】矩形導波管を下から見た斜視図である。
【図５】図４中の点線で示した面における接触維持機構の部分拡大図である。
【図６】本発明の実施の形態１における別形態のプラズマプロセス装置の構成を示す矩形導波管の長辺方向の断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２におけるプラズマプロセス装置の構成を示す矩形導波管短辺方向の部分断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２における別形態のプラズマプロセス装置の構成を示す矩形導波管短辺方向の部分断面図である。
【図９】本発明の実施の形態３におけるプラズマプロセス装置の構成を示す矩形導波管の短辺方向の部分拡大断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４におけるプラズマプロセス装置の構成を示す矩形導波管の短辺方向の部分拡大断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態５におけるプラズマプロセス装置の構成を示す矩形導波管の長辺方向の部分拡大断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態５におけるプラズマプロセス装置の接触維持機構の部品拡大図である。
【図１３】本発明の実施の形態６におけるプラズマプロセス装置の構成を示す矩形導波管の長辺方向の部分拡大断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態７におけるプラズマプロセス装置の蛇腹式導波管の構成を示す概観斜視図である。
【図１５】蛇腹式導波管を使用したプラズマプロセス装置の構成を示す矩形導波管の長辺方向の断面図である。
【図１６】蛇腹式導波管の壁面の断面部分拡大図である。
【図１７】本発明の実施の形態７におけるプラズマプロセス装置の別形態の蛇腹式導波管の構成を示す側面図である。
【図１８】本発明の実施の形態７におけるプラズマプロセス装置のさらに別形態の蛇腹式導波管の構成を示す側面図である。
【図１９】矩形導波管が本発明の実施の形態と別形態である時の上蓋上面の部分拡大斜視図である。
【図２０】矩形導波管が本発明の実施の形態と別形態であるプラズマプロセス装置の導波管短辺方向断面の部分拡大図である。
【図２１】従来のプラズマプロセス装置の構成を示す概観斜視図である。
【図２２】従来のプラズマプロセス装置の矩形導波管の長辺方向の部分断面図である。
【図２３】図２２のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線に沿う断面の部分拡大図である。
【符号の説明】
１　上蓋、２　チャンバー本体、３　矩形導波管、３ａ　上端開口部、３ｂ　下端開口部、４　導波管内部空間、４ａ　端面、５　ガス導入部、６　ガス導入口、７　処理室内部、８　基板ホルダー、９　被処理基板、１０　Ｏリング（チャンバー本体−上蓋間）、１１　Ｏリング（上蓋−誘電体窓間）、１２　誘電体窓、１３　誘電体板、１４　誘電体保持部材、１５　スロットアンテナ板、１６スロット開口部、１７　接触維持機構、１８　導電性材料から成るピン、１９導電性材料から成るバネ、２０　接触維持機構保持部、２１　固定ネジ、２２貫通孔、２３　接触板、２４　薄板バネ状接触部材、２５　凹部、２６　接触部材固定ネジ、２７　蛇腹式導波管、２８　矩形平板部、２９　蛇腹部、３０　稜線部、３１　フランジ部、３２　網状部材、３３　導波管開口部、３３ｂ　下端開口部、３４　スロットアンテナ板、３５　上蓋、３６　上蓋上面長辺方向中央部、４０　マイクロ波発振器。
【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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【図２２】
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【図２３】
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