(57)【要約】【課題】マイクロ波によってプラズマを発生させてプラズマ処理する際に，プラズマ密度の均一性を向上させると共に，所望の領域でのプラズマ密度を変更することができ，しかもプラズマの発生による温度上昇があっても，安定したプロセスを実現する。【解決手段】処理容器２の上部開口に誘電体としての石英ガラス板２２が気密に配置され，石英ガラス板２２の内部には拡散板２３が配置され，周縁部も石英ガラス板２２によって覆われている。石英ガラス板２２の下面には，処理空間Ｓに面した部分に，誘電体材料からなる凸部３１，３２が設けられている。マイクロ波供給装置２６からのマイクロ波は同軸導波管２５によって，石英ガラス板２２の上部中心に伝搬される。【選択図】  図１
2004186303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波の供給によって発生したプラズマによって，処理容器内の基板に対して処理を施すプラズマ処理装置であって，
処理容器の上部開口部を気密に覆う誘電体と，
マイクロ波供給装置からのマイクロ波を前記誘電体の上方に伝搬させる導波管と，
前記誘電体内に設けられかつその周縁部が前記誘電体に覆われた，誘電体内を伝搬するマイクロ波を周辺方向に拡散させる拡散板と，
を有することを特徴とする，プラズマ処理装置。
【請求項２】
マイクロ波の供給によって発生したプラズマによって，処理容器内の基板に対して処理を施すプラズマ処理装置であって，
処理容器の上部開口部を気密に覆う誘電体と，
マイクロ波供給装置からのマイクロ波を前記誘電体の上方に伝搬させる導波管と，
前記誘電体の上面に設けられかつその周縁部が前記誘電体の周縁部よりも内側に位置し，前記マイクロ波を周辺方向に拡散させる拡散板と，
を有することを特徴とする，プラズマ処理装置。
【請求項３】
前記誘電体の下面であって，かつ前記処理容器内のプラズマが発生している空間に面した部分には，誘電体材料からなる凸部が形成されてい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】
マイクロ波の供給によって発生したプラズマによって，処理容器内の基板に対して処理を施すプラズマ処理装置であって，
処理容器内の上部開口部を気密に覆う誘電体と，
マイクロ波供給装置からのマイクロ波を前記誘電体の上方に伝搬させる，外管と内側導体を有する同軸型の導波管と，
前記内側導体に電気的に導通し，かつ前記誘電体内に設けられた円推形の一部を構成する導電性を持ったバンプと，を有し，
前記バンプの底面は前記誘電体の下面に露出し，
前記誘電体の下面であって，かつ前記バンプ底面の外周の前記処理容器内のプラズマが発生している空間に面した部分には，誘電体材料からなる凸部が形成されていることを特徴とする，プラズマ処理装置。
【請求項５】
マイクロ波の供給によって発生したプラズマによって，処理容器内の基板に対して処理を施すプラズマ処理装置であって，
処理容器内の上部開口部を気密に覆う誘電体と，
マイクロ波供給装置からのマイクロ波を前記誘電体の上方に伝搬させる，外管と内側導体を有する同軸型の導波管と，
前記誘電体の下面中央部分に設けられかつ前記誘電体の平面形態よりも小さい形状の平面形態を持った，前記内側導体と電気的に導通する円偏波アンテナ部材とを有し，
前記誘電体の下面であって，かつ前記円偏波アンテナ部材の外周の前記処理容器内のプラズマが発生している空間に面した部分には，誘電体材料からなる凸部が形成されていることを特徴とする，プラズマ処理装置。
【請求項６】
前記凸部は，前記誘電体と同じ材質からなることを特徴とする，請求項３，４又は５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記凸部は複数設けられていることを特徴とする，請求項３，４又は５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記凸部の平面形態は，前記誘電体と同心円状の環状であることを特徴とする，請求項３，４，５，６又は７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記凸部の平面形態は，少なくとも一部が円弧形状であることを特徴とする，請求項３，４，５，６又は７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
マイクロ波の供給によって発生したプラズマによって，処理容器内の基板に対して処理を施すプラズマ処理装置であって，
処理容器内の上部開口部を気密に覆う誘電体と，
マイクロ波供給装置からのマイクロ波を前記誘電体の上方に伝搬させる，外管と内側導体を有する同軸型の導波管と，
前記内側導体に電気的に導通し，かつ前記誘電体内に設けられた円推形の一部を構成する導電性を持ったバンプと，を有し，
前記バンプの底面は前記誘電体の下面に露出し，
前記誘電体の下面は，周縁部から中心部へと向かうにつれて誘電体の厚さが次第に厚くなるテーパ形状であることを特徴とする，プラズマ処理装置。
【請求項１１】
マイクロ波の供給によって発生したプラズマによって，処理容器内の基板に対して処理を施すプラズマ処理装置であって，
処理容器内の上部開口部を気密に覆う誘電体と，
マイクロ波供給装置からのマイクロ波を前記誘電体の上方に伝搬させる，外管と内側導体を有する同軸型の導波管と，
前記内側導体に電気的に導通し，かつ前記誘電体内に設けられた円推形の一部を構成する導電性を持ったバンプと，を有し，
前記バンプの底面は前記誘電体の下面に露出し，
前記誘電体の下面は，周縁部から中心部へと向かうにつれて誘電体の厚さが次第に薄くなるテーパ形状であることを特徴とする，プラズマ処理装置。
【請求項１２】
マイクロ波の供給によって発生したプラズマによって，処理容器内の基板に対して処理を施すプラズマ処理装置であって，
処理容器内の上部開口部を気密に覆う誘電体と，
マイクロ波供給装置からのマイクロ波を前記誘電体の上方に伝搬させる導波管と，
前記誘電体とは誘電率が異なった材質で構成され，かつ前記誘電体を貫通して，その下面が前記誘電体よりも下方に突出している誘電体アンテナ部材を有することを特徴とする，プラズマ処理装置。
【請求項１３】
前記誘電体アンテナ部材の誘電率は，前記誘電体よりも大きいことを特徴とする，請求項１２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】
前記上部開口部を気密に覆う誘電体を，導電性を有する材料で構成したことを特徴とする，請求項１２又は１３に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，マイクロ波を利用したプラズマ処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から，処理容器内にプラズマを発生させて処理容器内の基板に対してエッチング，アッシング，成膜等の処理を施す技術が数多く開示され，さらに電極を不要とし，しかも高密度のプラズマを得ることができる，ＲＦ（ラジオ高周波）よりも高い周波数のマイクロ波を用いてプラズマを発生させてこれらの処理を行う，マイクロ波プラズマ処理装置も提案されている。かかる場合，従来は，処理容器の上部に石英ガラスの封止体を設け，さらにその上方にエアギャップを介して誘電体からなる誘電体線路を配置し，この誘電体線路の側面に設けた矩形の入射ポートに対してたとえば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を供給し，それによって処理容器内にプラズマを発生させるようにしていた（例えば，特許文献１参照。）。
また前記封止体の上方に誘電体を配置すると共に，その下面にスロットアンテナと呼ばれる，スロットや穴が多数形成された金属板を設け，マイクロ波を前記誘電体の上方に供給し，前記スロットや穴からリークさせたマイクロ波によって処理容器内にプラズマを発生する方法も提案されている（例えば，特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３２９７８９号公報
【特許文献２】
国際公開ＷＯ−０１−７６３２９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前記従来の技術では，誘電体線路の側面一方向からマイクロ波が供給されているため，誘電体線路内のマイクロ波の伝搬，進行に伴ってパワーが減衰し，その結果処理容器内に発生するプラズマの密度が，径方向において漸次異なるおそれがあった。そのため処理の均一性に問題があり，またそれを是正するための手法が困難であった。
またスロットアンテナを配置する方法では，プラズマの発生による温度上昇に伴ってスロットアンテナ自体の電気的な特性が変化し，プラズマ密度やプラズマの均一性が影響を受けるおそれがあった。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり，マイクロ波の供給によってプラズマを発生させてプラズマ処理する際に，プラズマ密度の均一性を向上させたり，所望の領域でのプラズマ密度を変更することができ，しかもプラズマの発生による温度上昇があっても，安定したプロセスを実現することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため，本発明は，マイクロ波の供給によって発生したプラズマによって，処理容器内の基板に対して処理を施すプラズマ処理装置であって，処理容器の上部開口部を気密に覆う誘電体と，マイクロ波供給装置からのマイクロ波を前記誘電体の上方に伝搬させる，たとえば円筒導波管や同軸導波管などの導波管と，前記誘電体内に設けられかつその周縁部が前記誘電体に覆われた，誘電体内を伝搬するマイクロ波を周辺方向に拡散させる拡散板とを有している。
【０００７】
本発明によれば，誘電体の上側に供給されたマイクロ波は，誘電体内の拡散板によって周辺方向へと拡散され，さらに誘電体の端部から拡散板の下側へと伝搬する。そして拡散板下側の誘電体から放出され，処理容器内の基板の上方でプラズマが発生する。このとき処理容器内の誘電体の周縁部から放出され始めていくため，中心部にいくほどパワーは減衰するが，全体としてみたとき，単位面積あたりの放出量は領域によって差が無く，その結果均一な密度のプラズマが処理容器内に形成される。しかも従来のようにスロットアンテナを持たないため，発生したプラズマによって誘電体の温度が上昇しても，安定したプロセスを実施できる。
【０００８】
前記誘電体において，拡散板の上部は誘電体に覆われていなくともよい。すなわち大気側に通じていてもよい。したがって，前記拡散板は，前記誘電体の上面に設けられかつその周縁部が前記誘電体の周縁部よりも内側に位置して，前記マイクロ波を周辺方向に拡散させるものであってもよい。
【０００９】
これらの場合，前記誘電体の下面であって，かつ前記処理容器内のプラズマが発生している空間に面した部分に，誘電体材料からなる凸部が形成されていてもよい。かかる凸部との境界部では，マイクロ波の放出が他よりも大きく，その結果，凸部近傍のプラズマ密度を高くすることができる。したがって，凸部の数，形態，配置を適宜選択することで，目的に応じた密度分布を有するプラズマを発生させることが可能である。
【００１０】
拡散板自体の形状は，誘電体と相似形のものが適しており，またその材質は，導電性を有するものが適しており，たとえば金属，より具体的に言えば，たとえばＡｌ，Ｃｕを用いることができる。
【００１１】
本発明によれば，処理容器内の上部開口部を気密に覆う誘電体と，外管と内側導体を有する同軸型の導波管と，前記内側導体に電気的に導通し，かつ前記誘電体内に設けられた円推形の一部を構成し導電性を持ったバンプとを有し，このバンプの底面を前記誘電体の下面に露出し，前記誘電体の下面であって，かつ前記バンプ底面の外周の前記処理容器内のプラズマが発生している空間に面した部分には，誘電体材料からなる凸部が形成されているプラズマ処理装置が提供される。
かかる場合には，バンプの底面からはマイクロ波の放出が起こらず，前記凸部近傍からの放出特性と組み合わせて，所望の密度分布を有するプラズマを発生させることが可能である。
【００１２】
また誘電体の下面中央部分に，前記誘電体の平面形態よりも小さい形状の平面形態を持った導電性を有する円偏波アンテナ部材，たとえばパッチアンテナを設け，この円偏波アンテナ部材を前記同軸型導波管の内側導体に電気的に接続し，この円偏波アンテナ部材の周囲でかつ誘電体上に前記凸部を形成してもよい。かかる場合には，円偏波アンテナ部材の下方では，マイクロ波の放出が起こらず，前記凸部からの放出特性と組み合わせて，所望の密度分布を有するプラズマを発生させることが可能である。
【００１３】
前記凸部自体は，前記誘電体と同じ材質であってもよい。また複数設けられていてもよい。前記凸部の平面形態としては，たとえば前記誘電体と同心円状の環状としたり，少なくとも一部が円弧形状をもった形態とすることが提案できる。
【００１４】
また本発明によれば，マイクロ波の供給によって発生したプラズマによって，処理容器内の基板に対して処理を施すプラズマ処理装置であって，処理容器内の上部開口部を気密に覆う誘電体と，マイクロ波供給装置からのマイクロ波を前記誘電体の上方に伝搬させる，外管と内側導体を有する同軸型の導波管と，前記内側導体に電気的に導通し，かつ前記誘電体内に設けられた円推形の一部を構成する導電性を持ったバンプと，を有し，前記バンプの底面は前記誘電体の下面に露出し，前記誘電体の下面は，周縁部から中心部へと向かうにつれて誘電体の厚さが次第に厚くなるテーパ形状であることを特徴とする，プラズマ処理装置が提供される。
【００１５】
このように，誘電体の下面を，周縁部から中心部へと向かうにつれて誘電体の厚さが次第に厚くなるテーパ形状とすることで，誘電体下面からのマイクロ波の放出をコントロールして，周辺部の方をより強く，中心部に向かうほど次第に弱く放出させることができる。これによって，基板の周辺部側のプラズマ密度を濃くし，中心部側の密度を薄くさせることが可能になる。
【００１６】
またテーパを逆にして，前記誘電体の下面を，周縁部から中心部へと向かうにつれて誘電体の厚さが次第に薄くなるテーパ形状とすれば，周辺部の方をより弱く，逆に中心部に向かうほど次第に強くして基板の周辺部側のプラズマ密度を薄く，中心部側の密度を濃くさせることが可能になる。
さらに同様に，誘電体の下面であって，バンプ底面の外周の処理容器内に面した部分に，誘電体材料からなる凸部を形成してもよい。
【００１７】
また本発明によれば，マイクロ波の供給によって発生したプラズマによって，処理容器内の基板に対して処理を施すプラズマ処理装置であって，処理容器内の上部開口部を気密に覆う誘電体と，マイクロ波供給装置からのマイクロ波を前記誘電体の上方に伝搬させる導波管と，前記誘電体とは誘電率が異なった材質，たとえば，前記誘電体よりも誘電率が大きい材質で構成され，かつ前記誘電体を貫通して，その下面が前記誘電体よりも下方に突出している誘電体アンテナ部材を有するプラズマ処理装置が提供される。
【００１８】
かかる構成のプラズマ処理装置によれば，誘電体アンテナ部材の突出した部分を通じてマイクロ波を処理容器内の処理空間に放出して，プラズマを発生させることができる。したがってその大きさ，配置，数を適宜選択することで，プラズマ密度の均一性を改善したり，所望の密度分布を有するプラズマを発生させることが可能である。しかもプラズマによる温度上昇があっても，特性が変化しない。なお前記上部開口部を気密に覆う誘電体を，導電性を有する材料で構成しても構わない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は，本実施の形態にかかるプラズマ処理装置１の縦断面の様子を示しており，このプラズマ処理装置１は例えばアルミニウムからなる，上部が開口した有底円筒状の処理容器２を備えている。なお前記処理容器２は接地されている。この処理容器２の底部には，基板として例えば半導体ウエハ（以下ウエハという）Ｗを載置するためのサセプタ３が設けられている。このサセプタ３は例えばアルミニウムからなり，処理容器２外部に設けられた交流電源４から，バイアス用の高周波が供給されるようになっている。
【００２０】
処理容器２の底部には，真空ポンプなどの排気装置１１によって処理容器２内の雰囲気を排気するための排気管１２が設けられている。また処理容器２の側壁には，処理ガス供給源１３からの処理ガスを供給するための供給管１４が設けられている。
【００２１】
処理容器２の上部開口には，気密性を確保するためのＯリングなどのシール材２１を介して，本発明の誘電体としての石英ガラス板２２が設けられている。これによって，処理容器２内に，処理空間Ｓが形成される。石英ガラス板２２は平面形態が円形であり，その内部には，たとえばＡｌ，Ｃｕなどの金属からなる，円盤状の拡散板２３が設けられている。この拡散板２３は，その上下面，周縁部がすべて誘電体としての石英ガラスで覆われ，サセプタ３と対向するように配置されている。石英ガラス板２２に代えて，他の誘電体材料，たとえばセラミックスからなる板材を使用してもよい。
【００２２】
石英ガラス板２２内における拡散板２３の上面側には，導電性を有する材質，たとえば金属によって構成された円錐形の一部を構成する形状のバンプ２４が配置されている。このバンプ２４は，内側導体２５ａと外管２５ｂとによって構成される同軸導波管２５の当該内側導体２５ａと電気的に導通している。同軸導波管２５は，マイクロ波供給装置２６で発生させた，たとえば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を，前記石英ガラス板２２の上方中央部分に伝搬させるようになっている。なお導波管２５と石英ガラス板２２の接続部は，導波管カバー２７で覆われている。
【００２３】
石英ガラス板２２の底面であって，かつ処理容器２内の処理空間Ｓに面した部分には，凸部３１，３２が形成されている。この凸部３１，３２は，図２に示したように，円形の石英ガラス板２２の中心Ｐを中心とした同心円状の環状形態を有し，その材質は石英ガラスからなっている。
【００２４】
なおそのような環状形態の凸部３１，３２に代えて，図３に示したような，円弧状形態を有する凸部３３ａ〜３３ｄ，３４ａ〜３４ｄを用いてもよい。これら円弧状の凸部は，図３の例では，凸部３３，３４とも各々空隙ｄ１，ｄ２を介して均等に四分割した円弧形状の凸部３３ａ〜３３ｄ，３４ａ〜３４ｄであるが，分割数，空隙ｄ１，ｄ２の大きさは任意に選択できる。
【００２５】
本実施の形態にかかるプラズマ処理装置１は，以上の構成を有しており，プラズマ処理する際には，処理容器２内のサセプタ３上にウエハＷを載置し，供給管１４から所定の処理ガスを処理容器２２内に供給しつつ，排気管１２から排気することで，処理空間Ｓ内を所定の圧力にする。そして交流電源４によってウエハＷにバイアス高周波を印加すると共に，マイクロ波供給装置２６によってマイクロ波を発生させて，これを同軸導波管２５によって石英ガラス板２２の上部中心に伝搬させると，処理空間Ｓにおいてプラズマが発生して，ウエハＷに対して所定のプラズマ処理が実施できる。
【００２６】
より詳述すると，図４に示したように，石英ガラス板２２の上部中心に伝搬したマイクロ波は，バンプ２４によって径方向に均等に伝搬し，進行波となって拡散板２３によって周縁部へと進行する。そして拡散板２３の周縁部外方から拡散板２３の下側へと潜り込んでさらに進行し，石英ガラス板２２の下面側で放出され，ウエハＷの上方の処理空間で処理ガスをプラズマ化させる。
【００２７】
このとき拡散板２３の下側へと進行した進行波は，石英ガラス板２２の周縁部から中心方向に向かって進行する際に，徐々に下面側から放出され，進行に伴って次第にそのエネルギが減衰していく。したがって周縁部の方が放出電磁界のエネルギーは大きいが，中心部に近いほど放出面積が小さいので石英ガラス板２２の下面全体としてみれば，単位面積あたりほぼ均一エネルギが放出され，その結果発生したプラズマの密度は，図４におけるプラズマ密度の高低曲線Ｄ１で示したように，処理空間Ｓにおいてほぼ均一にものとなっている。図中，ＣはウエハＷのセンター部分，Ｅは同じくエッジ部分を示している。
【００２８】
しかも本実施の形態では，従来のようなスロットアンテナのように金属板に形成したスロット，穴からリークさせるという構成を有していないので，プラズマの発生によって誘電体としての石英ガラス板２２の温度が上昇しても，電気的特性が変化せず，安定したプロセスを実施することが可能である。
【００２９】
ところで，装置の特性などによって，結果として得られたウエハＷ上の処理が均一に行われない場合がある。このときには，たとえばウエハＷの周縁部や中心部のプラズマ密度を高くしたり，あるいは逆に低くしたりする必要がある。本実施の形態によれば，石英ガラス板２２の下面に，凸部３１，３２を設けたので，これら凸部３１，３２近傍からの放出は，他の部分よりも活発である。したがって，図４の高低曲線Ｄ２に示したように，その分これら凸部３１，３２近傍のプラズマ密度を他の領域よりも高くすることが可能である。これによって，処理空間のプラズマ密度の補正，制御が可能になるのである。
【００３０】
なお図１に示したプラズマ処理装置１では，導波管として同軸導波管２５を使用したが，これに限らず各種の導波管を使用することができる。また処理容器２上部開口を気密に覆う誘電体として，石英ガラス板２２を使用したが，もちろんこれに限らずセラミックスなど，マイクロ波の透過性を有する種々の誘電体材料を使用することができる。
【００３１】
前記実施の形態では，拡散板２３の上下面，周縁部がすべて誘電体としての石英ガラスで覆われていて，いわば拡散板２３が石英ガラス板２２の中に密閉された構成を有していたが，これに代えて図５に示した第２の実施の形態のように，拡散板２３が石英ガラス板２２の上面に設けられ，拡散板２３の上面が，導波管カバー２７内，すなわち大気側に開放していても良い（以下の第２の実施の形態以降の各実施の形態についても同様）。
【００３２】
すなわち図５に示した例では，拡散板２３は石英ガラス板２２の上面に設けられ，拡散板２３の周縁部は，石英ガラス板２２の周縁部よりも内側に位置する大きさ，形状を有している。かかる例によっても，石英ガラス板２２の上部中心に伝搬したマイクロ波は，バンプ２４によって径方向に均等に伝搬し，進行波となって拡散板２３によって周縁部へと進行する。そして拡散板２３の周縁部上方から拡散板２３の下側へと潜り込んでさらに進行し，石英ガラス板２２の下面側で放出され，ウエハＷの上方の処理空間で処理ガスをプラズマ化させることが可能である。
【００３３】
さらに他の実施の形態について説明する。図６に示した第３の実施の形態では，誘電体としての石英ガラス板２２内に拡散板２３を設けず，バンプ２４の底面を石英ガラス板２２の底面側に露出させた構造を有している。なお処理容器２をはじめとする他の構成は，図１に示した第１の実施の形態にかかるプラズマ処理装置１と同様である
【００３４】
かかる第３の実施の形態によれば，石英ガラス板２２の底面中心には，同軸導波管２５の内側導体２５ａと電気的に導通したバンプ２４の底面が位置しているので，石英ガラス板２２の底面中心部分でのマイクロ波の放出は起こらず，逆に既述したように，凸部３１，３２近傍からの放出が他の領域よりも活発となる。その結果，図６のプラズマ密度の高低曲線Ｄ３に示したように，前記した図４のプラズマ密度の高低曲線Ｄ２よりもさらに中心部分で密度の低い，プラズマ特性を得ることが可能である。なお露出したバンプ２４の底面をエッチング等から保護するために，たとえばシリコン等で覆うようにしてもよい。あるいは，バンプ２４を金属シリコンで構成してもよい。
【００３５】
前記第３の実施の形態における凸部３１，３２を設けず，石英ガラス板２２の下面の形状をテーパ形状として，石英ガラス板２２からのマイクロ波の放出エネルギーをコントロールしてもよい。
【００３６】
図７に示した第４の実施の形態は，誘電体としての石英ガラス板２２の下面を，周縁部から中心部に向かうにつれて石英ガラス板２２厚さが次第に厚くなるテーパ形状としたものである。かかる構成の例によれば，石英ガラス板２２の下面からのマイクロ波の放出エネルギをコントロールして，周辺部の方をより強く，中心部に向かうほど次第に弱く放出させることができる。これによって，図７のプラズマ密度の高低曲線Ｄ４に示したように，基板の周辺部側のプラズマ密度を薄くし，中心部側の密度を濃くさせることが可能になる。
【００３７】
また図８に示した第５の実施の形態のように，テーパを逆にして，石英ガラス板２２前記誘電体の下面を，周縁部から中心部へと向かうにつれて誘電体の厚さが次第に薄くなるテーパ形状とすれば，図８のプラズマ密度の高低曲線Ｄ５に示したように，周辺部の方をより弱く，逆に中心部に向かうほど次第に強くして基板の周辺部側のプラズマ密度を薄く，中心部側の密度を濃くさせることが可能になる。
【００３８】
次に第６の実施の形態について説明する。図９に示した例は，図６に示したバンプ２４の底面に，さらに導電性を有する円盤状の円偏波アンテナ部材４１を取り付けた構造を有している。かかる第３の実施の形態によれば，図９のプラズマ密度の高低曲線Ｄ６に示したように，前記した図６のプラズマ密度の高低曲線Ｄ３よりも，中心部分の密度の低い領域が，さらに広がったプラズマ密度特性を得ることができる。円偏波アンテナ部材としては，方形あるいは楕円形のパッチアンテナ，あるいは２点給電方式の円形パッチアンテナを用いることができる。
【００３９】
次に第７の実施の形態について説明する。図１０に示した例は，石英ガラス板２２を貫通する４本の円柱状の誘電体アンテナ部材５１を同一円周上に等間隔で配置し，誘電体アンテナ部材５１の下部を，石英ガラス板２２の下面よりも下方に突出させた構成を有している。この誘電体アンテナ部材５１は，石英ガラス板２２よりも誘電率の高い材質で構成されている。かかる場合，逆に，石英ガラス板２２に代えて，導電性のある材質，たとえばシリコンや金属を用いてもよい。また誘電体アンテナ部材５１の材質には，石英ガラス板２２とは誘電率が異なったものを使用してもよい。
【００４０】
さらに前記４本の誘電体アンテナ部材５１の上面は，石英ガラス板２２の上面よりも上に突き出ており，その端面には，分岐導波管５２の分岐部５２ａが接続されている。この分岐導波管５２は，図１１にも示したように，４つの分岐部５２ａを十字型に備えており，主部５２ｂは導波管２５に接続されている。導波管２５の内側導体２５ａは，電力結合部５３において分岐部５２ａに対応して分岐されて各々分岐導体５２ｃが構成され，各分岐導体５２ｃの端部は，各誘電体アンテナ部材５１内に進入している。
【００４１】
かかる第４の実施の形態によれば，同軸導波管２５から分岐導波管５２を経て各誘電体アンテナ部材５１に伝搬されたマイクロ波は，これら誘電体アンテナ部材５１から放出される。したがってたとえば図１０のプラズマ密度の高低曲線Ｄ７に示したように，誘電体アンテナ部材５の近傍でプラズマ密度が高くなったプラズマ密度特性を得ることができる。しかもプラズマの発生によって温度が上昇しても，誘電体アンテナ部材５１の電気的特性は変化しないので，安定したプロセスを実施することができる。
【００４２】
なお誘電体アンテナ部材５１の材質としては，石英ガラス，ガラス，セラミックスなどの材質を用いることができ，またその形状，配置数は，希望するプラズマ密度特性に応じて任意に選択することができる。また同軸導波管２５に代えて，円筒導波管，並びにそれに対応した分岐導波管を使用してもよい。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば，マイクロ波の供給によってプラズマを発生させてプラズマ処理する際に，プラズマ密度の均一性が従来よりも向上し，しかも所望の密度分布を有するプラズマを発生させることが可能である。そのうえプラズマによる温度上昇があっても従来より特性が変化せず，安定したプロセスが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるプラズマ処理装置の断面説明図である。
【図２】図１のプラズマ処理装置で使用した石英ガラス板の底面図である。
【図３】円弧状の凸部を有する石英ガラス板の底面図である。
【図４】図１のプラズマ処理装置によるプラズマ密度特性を示す説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態にかかるプラズマ処理装置の主要部の構成及びプラズマ密度特性を示す説明図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態にかかるプラズマ処理装置の主要部の構成及びプラズマ密度特性を示す説明図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態にかかるプラズマ処理装置の主要部の構成及びプズマ密度特性を示す説明図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態にかかるプラズマ処理装置の主要部の構成及びプズマ密度特性を示す説明図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態にかかるプラズマ処理装置の主要部の構成及びプラズマ密度特性を示す説明図である。
【図１０】本発明の第７の実施の形態にかかるプラズマ処理装置の主要部の構成及びプラズマ密度特性を示す説明図である。
【図１１】図１１におけるＡ−Ａ先断面図である。
【符号の説明】
１    プラズマ処理装置
２    処理容器
３    サセプタ
２２    石英ガラス板
２３    拡散板
２４    バンプ
２５    同軸導波管
２５ａ  内側導体
２６    マイクロ波供給装置
Ｓ    処理空間
Ｗ    ウエハ
【図１】
2004186303.tif 000003
【図２】
2004186303.tif 000004
【図３】
2004186303.tif 000005
【図４】
2004186303.tif 000006
【図５】
2004186303.tif 000007
【図６】
2004186303.tif 000008
【図７】
2004186303.tif 000009
【図８】
2004186303.tif 000010
【図９】
2004186303.tif 000011
【図１０】
2004186303.tif 000012
【図１１】
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