(57)【要約】【課題】  特定の形状を有する専用の容器を必要とすることなく、プラズマ生成容器内のプラズマ密度を均一化できるようにしたプラズマ処理装置を提供すること。【解決手段】  プラズマ装置は、少なくとも１つの開口を有しプラズマが生成される容器（１２）と、開口を気密に覆うように設けられた誘電性部材（１４）と、容器の外部に一端側が誘電性部材に対向するように設けられた少なくとも１つの導波管（１６）と、この導波管の他端側に設けられた電磁波源（２０）と、導波管の誘電性部材との対向面に設けられた複数の穴（３８、４０、４２、４４、４６、）と、穴の少なくとも１つの前記穴に該穴の開口面積を調整するように設けられた穴面積調整手段（１８）とを含む。【選択図】  図１
2004153240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの開口を有しプラズマが生成される容器と、
前記開口を気密に覆うように設けられた誘電性部材と、
前記容器の外部に一端側が前記誘電性部材に対向するように設けられた少なくとも１つの導波管と、
この導波管の他端側に設けられた電磁波源と、
前記導波管の前記誘電性部材との対向面に設けられた複数の穴と、
前記穴の少なくとも１つの前記穴に該穴の開口面積を調整するように設けられた穴面積調整手段と
を含む、プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記穴面積調整手段を有する前記穴は、他の穴の穴面積より大きい穴面積である、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記穴面積の最も大きい穴は、前記導波管の終端側に位置する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記導波管は、複数の導波管からなる、請求項１から３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記穴のうち少なくとも１つは、前記誘電性部材の周縁の近傍に位置する、請求項１から４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記導波管は長方形の横断面形状を有し、前記穴は長方形の四辺を有し、また、前記誘電性部材は長方形の四辺を有し、前記穴の長辺はこれに近接する前記誘電性部材の一辺と平行である、請求項１から５のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記容器の側壁面側の前記穴の穴面積を最も大きい穴面積にし、この穴に前記穴面積調整手段を設けてなる、請求項１から６のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記穴面積調整手段は、金属からなる板状部を往復動させて前記穴の開口面積を調整するように設けてなる、請求項１から７のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
少なくとも１つの開口を有しプラズマが生成される容器と、
前記開口を気密に覆うように設けられた、長方形の四辺を有する誘電性部材と、
長方形の横断面形状を有する導波管であって前記容器の外部に、前記誘電性部材に対向して設けられた少なくとも１つの導波管と、
前記導波管の前記誘電性部材に対向する面に設けられた長方形の四辺を有する複数個の穴とを含み、
前記穴のうち前記容器の側壁面側の穴の面積を他の穴の面積より大きくする、プラズマ処理装置。
【請求項１０】
少なくとも１つの開口を有しプラズマが生成される容器と、
前記開口を気密に覆うように設けられた、長方形の四辺を有する誘電性部材と、
長方形の横断面形状を有する導波管であって前記容器の外部に、前記誘電性部材に対向して設けられた少なくとも１つの導波管と、
長方形の四辺を有する穴であって前記導波管に形成された、前記誘電性部材に対向して設けられた少なくとも１つの穴とを含み、
前記穴の一辺と前記誘電性部材の一辺とは平行である、プラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記誘電性部材の互いにとなり合う二辺の一方の近傍に位置する少なくとも１つの穴と、前記二辺の他方の近傍に位置する少なくとも１つの穴とを含み、前記二辺の一方の近傍に位置する穴の長辺は前記一方と平行であり、前記二辺の他方の近傍に位置する穴の長辺は前記他方と平行である、請求項１０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】
本発明は、プラズマ処理装置に関し、特に、半導体装置、液晶表示装置等の製造過程において施される、膜堆積、表面改質、エッチング等のためのプラズマ処理を施すための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理装置として、電磁波発振器で生じさせた電磁波、特にマイクロ波を導波管により伝播し誘電体窓を通してプラズマ生成容器に導き容器内に供給された処理ガスの分子を励起してプラズマを発生させ、被処理体をプラズマ処理するようにしたものがある。プラズマ生成容器壁部に対接する導波管の管壁には、マイクロ波をプラズマ生成容器内に導くための複数の穴が等間隔に形成されている。
【０００３】
プラズマ生成容器内では、マイクロ波が導入されたのち、プラズマが生成される。各穴からの電磁波エネルギの放出量を等しくして、プラズマ生成容器内に一様な分布のプラズマを生じさせるべく、例えば、予め導波管の終端側の穴を他の穴より穴面積が大きいように形成し、これにより、導波管の終端側での電磁波の反射によって各穴からの電磁波エネルギの放出量が不均等になることを抑制するようにしたものがある（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開平８−１１１２９７号公報（第３〜６頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、実際には、各穴からの電磁波エネルギの放出が等量であっても、プラズマ生成容器内のプラズマの分布は一様ではないという問題があった。これは、プラズマ生成容器の中心付近でのプラズマ密度とその内壁近傍でのプラズマ密度とが等しくないこと、また、プラズマ生成容器に導入される気体元素の種類によって各穴からの電磁波エネルギの放出量の変動の程度が異なることに起因する。
【０００５】
プラズマ生成容器の内壁近傍では、その中心付近と比べて、プラズマの発生量に対してプラズマの消滅量が大きく、プラズマ密度が小さい。このため、プラズマ生成容器内のプラズマ密度にばらつきを生じる。また、このばらつきの程度は、導入気体元素の種類に依存する各穴からの電磁波エネルギの放出量の変動によっても異なる。
【０００６】
この問題の解決には、プラズマ生成容器内のプラズマ密度のばらつきを解消し得る特定形状の容器や導入気体の元素の種類に合わせた複数の専用容器を準備する必要があった。
【０００７】
本発明の目的は、特定の形状を有する専用の容器を必要とすることなく、プラズマが生成される容器内のプラズマ密度を均一化できるようにしたプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るプラズマ装置は、少なくとも１つの開口を有しプラズマが生成される容器と、前記開口を気密に覆うように設けられた誘電性部材と、前記容器の外部に一端側が前記誘電性部材に対向するように設けられた少なくとも１つの導波管と、この導波管の他端側に設けられた電磁波源と、前記導波管の前記誘電性部材との対向面に設けられた複数の穴と、前記穴の少なくとも１つの前記穴に該穴の開口面積を調整するように設けられた穴面積調整手段とを含む。
【０００９】
好ましくは、前記穴面積調整手段を有する前記穴は、他の穴の穴面積より大きい穴面積である。
【００１０】
前記穴面積の最も大きい穴は、前記導波管の終端側に位置するようにしてもよい。
【００１１】
好ましくは、前記導波管は、複数の導波管からなる。
【００１２】
前記穴のうち少なくとも１つは、前記誘電性部材の周縁の近傍に位置するようにすることができる。
【００１３】
前記導波管は長方形の横断面形状を有し、前記穴は長方形の四辺を有し、また、前記誘電性部材は長方形の四辺を有し、前記穴の長辺はこれに近接する前記誘電性部材の一辺と平行であるものとすることができる。
【００１４】
好ましくは、前記容器の側壁面側の前記穴の穴面積を最も大きい穴面積にし、この穴に前記穴面積調整手段を設けてなる。
【００１５】
好ましくは、前記穴面積調整手段は、金属からなる板状部を往復動させて前記穴の開口面積を調整するように設けてなる。
【００１６】
本発明に係る他のプラズマ装置は、少なくとも１つの開口を有しプラズマが生成される容器と、前記開口を気密に覆うように設けられた、長方形の四辺を有する誘電性部材と、長方形の横断面形状を有する導波管であって前記容器の外部に、前記誘電性部材に対向して設けられた少なくとも１つの導波管と、前記導波管の前記誘電性部材に対向する面に設けられた長方形の四辺を有する複数個の穴とを含み、前記穴のうち前記容器の側壁面側の穴の面積を他の穴の面積より大きくする。
【００１７】
本発明に係るさらに他のプラズマ装置は、少なくとも１つの開口を有しプラズマが生成される容器と、前記開口を気密に覆うように設けられた、長方形の四辺を有する誘電性部材と、長方形の横断面形状を有する導波管であって前記容器の外部に、前記誘電性部材に対向して設けられた少なくとも１つの導波管と、長方形の四辺を有する穴であって前記導波管に形成された、前記誘電性部材に対向して設けられた少なくとも１つの穴とを含み、前記穴の一辺と前記誘電性部材の一辺とは平行である。
【００１８】
好ましくは、前記誘電性部材の互いにとなり合う二辺の一方の近傍に位置する少なくとも１つの穴と、前記二辺の他方の近傍に位置する少なくとも１つの穴とを含み、前記二辺の一方の近傍に位置する穴の長辺は前記一方と平行であり、前記二辺の他方の近傍に位置する穴の長辺は前記他方と平行である。
【発明の効果】
【００１９】
プラズマが生成される容器内のプラズマ密度を均一化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１（ａ）及び図１（ｂ）を参照するに、本発明に係るプラズマ処理装置が全体に符号１０で示されている。プラズマ処理装置１０は、プラズマの生成容器１２と、誘電性部材１４と、導波管１６と、穴面積調整手段１８とを含む。プラズマ処理装置１０は、さらに、電磁波源例えばマイクロ波発振器２０と、ガス導入装置２２と、ガス排出装置２４と、試料支持装置２６とを含むものとすることができる。
【００２１】
プラズマ処理装置１０は、例えば、プラズマ生成用ガスとして気体酸素を用いた、酸素プラズマによるアッシングを行うための装置として用いられる。生成容器１２に生成された酸素プラズマにより、例えば、液晶パネル用の基板上のホトレジストの分解や剥離すなわちアッシングを施すことができる。また、プラズマ処理装置１０は、モノシランガス、アンモニアガス、メタンガス等を用いたプラズマＣＶＤ、塩素ガス、フロンガス等を用いたエッチング等のための装置として用いられる。
【００２２】
プラズマが生成される容器である生成容器１２は、好ましくは、その内部を真空に維持することが可能なものからなる。生成容器１２は、この容器１２の壁面例えば上蓋部を電磁波窓としての少なくとも一つの開口２８を有する。開口２８を規定する窓枠３０が生成容器１２に一体的に、例えば溶接によって取り付けられている。また、生成容器１２は、ガス導入用の開口３２と、ガス排出用の開口３４とを有する。
【００２３】
誘電性部材１４は、生成容器１２の例えば上蓋部に相当する位置に設けられた開口２８を気密に覆い、生成容器１２を真空に保つための気密な密閉性を保つ耐圧を有するように窓枠３０に取り付けられている。誘電性部材１４として、電磁波が透過可能である石英、セラミック等を用いることができる。
【００２４】
導波管１６として、電磁波、特にマイクロ波を伝送する金属製の管を用いることができる。導波管１６の一端側には、マイクロ波発振器２０が結合され、導波管１６は、マイクロ波発振器２０から出力された電磁波を伝送する。図示の例では、導波管１６はアルミニウムからなる。また、導波管１６は、例えば長方形の横断面形状を有する。導波管１６は、生成容器１２の外部にあって、導波管１６の他端側は誘電性部材１４に対向して接し、これと相対している。図示の例では、導波管１６の端部３６がほぼ窓枠３０の上方に位置する。導波管１６は、生成容器１２の上蓋部より狭い幅間隔と、上蓋部の長さを有し、生成容器１２の中央部に位置して設けられる。
【００２５】
導波管１６には、誘電性部材１４に相対する面（対向面）に開放する、複数の穴３８、４０、４２、４４、４６が設けられている。即ち、これらの穴３８、４０、４２、４４、４６は、導波管１６の誘電性部材１４と対向する面に設けられている。図示の例では、各穴３８、４０、４２、４４、４６が長方形の四辺を有し、導波管１６の終端側に位置する穴３８の短辺が他の穴４０、４２、４４、４６の各短辺より長い。穴３８は、他の穴４０、４２、４４、４６と比べて大きい穴面積を有し、他の穴４０、４２、４４、４６は等しい形状を有する。この例に代えて、穴３８、４０、４２、４４、４６を長方形以外の多角形、円形、楕円形等の平面形状を有するように形成してもよい。ただし、この場合には、生成容器１２内へのマイクロ波の供給効率の点で劣る。穴の形状は、長方形に限らず他の形状例えば円形でもよい。
【００２６】
図示の例では、導波管１６の前記穴３８、４０、４２、４４、４６の開放面は、導波管１６内の電界の波面に垂直でありかつ磁界の波面と平行な面である。穴３８、４０、４２、４４、４６は、これらの間隔を任意に定めることができるが、好ましくは、マイクロ波の半波長ごとに等間隔で形成される。穴面積調整手段１８は、被調整穴を通過して生成容器１２内に伝播するマイクロ波の伝播量を調整するための手段であり、この伝播量を調整するために穴の開口面積を調整している。
【００２７】
穴面積調整手段１８は、穴３８の開口面積を調整するためのもので、例えばほぼ矩形の平面形状の板状部１８Ａを有する。前記板状部１８Ａの面積は、後述するように、穴面積調整手段１８が適用される穴の穴面積より大きいことが望ましい。前記板状部１８Ａは、マイクロ波など電磁波に対して非透過性の部材であり、例えばアルミニウム、銅等の金属材料が最適である。図示の例では、前記板状部は、導波管１６と同じく、アルミニウム板からなる。
【００２８】
穴面積調整手段１８の前記板状部１８Ａは、導波管１６に往復動可能に取り付けられている。前記板状部１８Ａの往復動機構は、例えば前記板状部１８Ａの側部に外側に伸びる操作棒１８Ｂを一体に設け、この操作棒１８Ｂを往復動操作すればよい。この操作棒１８Ｂは、図示しないモータに係合させて自動的に遠隔操作することができる。
【００２９】
穴面積調整手段１８の設置位置は、プラズマの均一性の悪い部分の例えば穴３８、４０、４２、４４、４６に設置されることが望ましい。この実施例では、穴面積調整手段１８がマイクロ波発振器２０から最も遠い位置の穴３８に設けられている。穴３８は、他の穴の面積より大きく設けられているが、他の穴４０、４２、４６と等面績でもよい。穴３８、４０、４２、４４、４６の穴の面積について、この実施形態では、穴３８の面積のみが大きく形成されている。
【００３０】
これは、穴３８については、終端部に位置し、進行波と反射波が存在するためにマッチングをとることを含めて大きな面積に形成されている。生成容器１２の内容積が大型液晶表示装置用基板にように大きい場合の穴３８、４０、４２、４４、４６の大きさは、マイクロ波発信器２０から遠い程、穴面積を大きくすることが望ましい。
【００３１】
これは、マイクロ波発振器２０から遠い程マイクロ波の到達量が減少するため各穴４６、４４、４２、４０、３８の開口面積を順次広く調整することにより生成容器１２内に発生するプラズマ密度を均一化することができる。
【００３２】
図示の例では、穴面積調整手段１８は、最も大きな面積を有する穴３８に適用され、前記板状部１８Ａは穴３８の長辺および短辺より長い長辺および短辺を有する。
【００３３】
穴面積調整手段１８は、板状部１８Ａが穴３８の短辺と平行に、すなわち図において左右方向に往復動することができるように、案内部材（図示せず）を介して導波管１６に支持されている。
【００３４】
穴面積調整手段１８の板状部１８Ａの往動または復動は、図示の例では、前記板状部１８Ａに取り付けられ導波管１６の外部に位置する取っ手を手で保持して行うことができる。手動に代えて、例えばステッピングモータを用いて穴面積調整手段１８の板状部１８Ａを往動または復動させるようにしてもよい。さらに、前記板状部１８Ａの移動量をフィードバック制御すべく、生成容器１２内から穴３８を通って戻るマイクロ波の戻り量をモニターして、前記板状部１８Ａの移動量を穴３８の開口の大きさから求めるようにしてもよい。穴の開口面積の調整のため、後述するように、さらに、他の穴４０、４２、４４、４６の全部または一部に穴面積調整手段１８を適用し、あるいは、穴３８に代えて、穴４０、４２、４４、４６の１つに適用することができる。
【００３５】
マイクロ波発振器２０は、導波管１６の他端側の端部に接続され、導波管１６内に導入され伝送される前記マイクロ波を発生させる。
【００３６】
ガス導入装置２２は、プラズマ生成用ガスを収容するガスボンベ４８と、生成容器１２内にガスを導く導管５０と、導管５０の途中に取り付けられ、ガスボンベ４８から生成容器１２内へのガスの流入および流入量を制御する導入制御装置５２とを含む。導管５０は、生成容器１２内の密閉性を保つことができるように生成容器１２の壁部に取り付けられている。
【００３７】
ガス排出装置２４は、生成容器１２内のガスの排出およびその量を制御する。
【００３８】
試料支持装置２６は、生成容器１２内に、プラズマ処理が施される試料５４を固定、支持する。
【００３９】
プラズマ処理装置１０において、穴面積調整手段１８の板状部１８Ａの往動または復動によって穴３８の一部を覆うことにより穴３８の開口面積の大きさが調整され、穴３８からの電磁波エネルギの放出量が調整される。
【００４０】
その結果、生成容器１２内の穴３８の下方の空間のプラズマ密度が増減され、生成容器１２内のプラズマ密度のばらつきが小さくなる。
【００４１】
また、生成容器１２に導入されるガスの元素の種類に合わせて穴３８の開口面積の大きさを調整することにより、穴３８からの電磁波エネルギの放出量の変動の程度が調整される。
【００４２】
プラズマ密度は、イオンや電子のような荷電粒子の密度であり、プラズマの生成量と消滅量とで決まる。プラズマの生成量は、生成容器１２内に供給された電磁波（図示の例ではマイクロ波）の電界強度すなわち電力で決まり、電界強度の均一な電磁波を生成容器１２内に供給すれば均一なプラズマが生成される。一方、プラズマの消滅量は、拡散（プラズマ密度の低い空間への移動）、再結合（プラズマ分解した粒子が再び結合すること）、表面反応（生成容器１２の内壁を含む固体表面での結合反応）等で決まる。したがって、生成容器１２の内壁付近においては、プラズマの生成量は同じだが、プラズマの消滅量、特に表面反応による消滅量が内壁付近でない中央部空間と比べて大きく、結果として、プラズマ密度が低くなる。
【００４３】
図示の例では、穴３８、４６が生成容器１２の内壁に近接していることおよび穴３８がマイクロ波発振器２０から最も遠い位置にあり、マイクロ波伝播量が最小であることから、穴面積調整手段１８によって穴３８の開口面積を大きくすることにより、生成容器１２の内壁近傍でのプラズマの生成量を多くしてその消滅を補償することができ、これにより、生成容器１２の中心付近と内壁近傍とにおけるプラズマ密度の差を小さくすることができる。ここで、生成容器１２の内壁に近接する穴とは、生成容器１２の開口面における中央位置から生成容器１２の４つの内壁のいずれかへ偏った位置にある穴を指す。前記中央位置とは、生成容器１２の４つの内壁から等距離にある位置を指す。
【００４４】
さらに、図示の例では、穴３８が導波管１６の終端側に位置することから、穴面積調整手段１８によって穴３８の開口面積を調整することにより、導波管１６の終端側での電磁波の反射による電磁波の波形の乱れや変動と、これに伴うプラズマ生成量の変動とが抑制され、プラズマ密度が均一化される。
【００４５】
図１を参照する上記説明において、穴面積調整手段１８は穴３８に適用されるものとして説明したが、これに代えて、穴４６の穴面積を他の穴３８、４２、４４、４６より大きくし、穴４６に穴面積調整手段１８が適用されるようにしてもよい。さらに、穴３８、４６の穴面積を他の穴４２、４４、４６より大きくし、穴３８、４６のそれぞれに穴面積調整手段１８が適用されるようにしてもよい。
【００４６】
また、穴面積調整手段１８は、穴４０、４２および４４の少なくとも１つに、あるいは、穴３８、４０、４２、４４、４６のすべてに適用されてもよい。図１の実施形態では、生成容器１２の大きさに比較して一本の導波管１６の幅が狭いため、その分プラズマ密度の均一性に支障の発生する場合がある。この場合、複数本の導波管を設けて均一化してもよい。次に、この実施形態を説明する。
【００４７】
図２を参照するに、他の例のプラズマ処理装置５６が示されている。図１と同一部分には、同一符号を付与し、その詳細な説明は、重複するので省略する。図２は、上方から見た平面図である。プラズマ処理装置５６は、３つの導波管１６、１６、１６を含む。図２の例では、図１の例に比較して、生成容器１２内にマイクロ波を伝播するための導波管及び穴の数が増加し、生成容器１２内全般にマイクロ波を伝播するので、生成容器１２内に生成されるプラズマの分布がさらに一様になる。
【００４８】
また、図２に示す例では、穴３８の他に穴４６の穴面積を他の穴４０、４２、４４より大きくし、穴３８、４６のそれぞれに穴面積調整手段１８が適用されているので、生成されるプラズマの分布、プラズマ密度がより一層一様になる。
【００４９】
導波管１６の数は、上記の例に限定されない。生成容器１２の大きさに応じて、適宜の数（図示の例では３）の導波管１６を用いることができる。また、同一大きさの３本の導波管１６、１６、１６の例について説明したが、異なる大きさの導波管を配列してプラズマ密度を均一化させてもよい。
【００５０】
次に、図３（ａ）および図３（ｂ）に示す他の例のプラズマ処理装置５８は、長方形の平面形状の３つの窓６０を有する窓枠６２が取り付けられた生成容器６４と、窓枠６２の３つの窓に、それぞれ、密閉性（気密性）を保つように取り付けられた長方形の四辺を有する３つの誘電性部材６６とを含む。なお、窓枠６２は生成容器６４の一部をなす。
【００５１】
３つの誘電性部材６０にそれぞれ接する３つの導波管６８が配置されている。各導波管６８は長方形の横断面形状を有する。
【００５２】
各導波管６８は、長方形の四辺を有する複数の穴７０を有する。各穴７０の長辺はこれに近接する誘電性部材６６の一辺と平行である。図示の例では、導波管６８が長方形の横断面形状を有するので、穴７０の開放面が、導波管６８内の電界の波面に垂直かつ磁界の波面と平行な面である。これにより、誘電性部材６６の周縁の近傍での電磁エネルギの損失が抑制される。ここで、誘電性部材６６に近接する穴とは、誘電性部材６６の中央位置からその四辺のいずれかへ偏った位置にある穴を指す。前記中央位置とは、誘電性部材６６の四辺すなわち２つの長辺および２つの短辺からそれぞれ等距離にある位置を指す。
【００５３】
また、生成容器６４の内壁に近接する全部の穴７０のそれぞれに図１で説明した穴面積調整手段１８が適用され、生成容器６４の内壁近傍でのプラズマ密度の低下が抑制されている。この結果、生成容器６４内に生成されるプラズマのプラズマ密度が均一化される。
【００５４】
図４（ａ）および図４（ｂ）を参照するに、他のプラズマ処理装置７２が示されている。プラズマ装置７２は、互いに平行な３つの長方形の平面形状の開口７４を有する窓枠７６が取り付けられた生成容器７８と、窓枠７６の３つの開口７４に、それぞれ、密閉性（気密性）を保つように取り付けられた長方形の四辺を有する３つの誘電性部材８０とを含む。なお、窓枠７６は生成容器７８の一部をなす。
【００５５】
３つの誘電性部材８０にそれぞれ対応する３つの導波管８２が配置されている。各導波管８２は長方形の横断面形状を有する。
【００５６】
各導波管８２は、長方形の四辺を有する複数の穴８４Ａ、８４Ｂを有する。各穴８４Ａ、８４Ｂは誘電性部材８０の周縁の近傍に位置し、各穴８４Ａ、８４Ｂの長辺はこれに近接する誘電性部材８０の一辺と平行である。図示の例では、導波管８２が長方形の横断面形状を有するので、穴８４Ａ、８４Ｂの開放面は、導波管８２内の電界の波面に垂直かつ磁界の波面と平行な面である。
【００５７】
これにより、穴８４Ａ、８４Ｂから放射されるマイクロ波の電界は、窓枠７６と誘電性部材８０との境界面に垂直になる。また、誘電性部材８０の周縁での窓枠７６によるマイクロ波の吸収の影響が緩和される。上記穴８４Ａの大きさは、設計時に、プラズマ密度が均一化される大きさを、図１に示す穴面積調整手段により求めることができる。
【００５８】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す例では、生成容器７８の内壁に近接する全部の穴８４Ａは、接近しない他の穴８４Ｂより穴面積が大きく、生成容器７８の内壁近傍でのプラズマ密度の低下が抑制されている。この結果、生成容器７８内に生成されるプラズマのプラズマ密度が均一化される。
【００５９】
図５に示すように、互いに平行な複数の開口７４を有するプラズマ処理装置７２に代えて、格子状をなす複数の開口８８を有する他の例のプラズマ処理装置８６とすることができる。プラズマ処理装置８６は、図４に示す例と同様、長方形の平面形状の６つの開口８８を有する窓枠９０が取り付けられた生成容器９２と、窓枠９０の６つの開口に、それぞれ、密閉性（気密性）を保つように取り付けられた長方形の四辺を有する６つの誘電性部材９４とを含む。なお、窓枠９０は生成容器９２の一部をなす。
【００６０】
図示の例では、各２つの開口８８をこれらの長辺方向へ伸びる誘電性部材９４に接する導波管９６が配置されている。各導波管９６は長方形の横断面形状を有する。
【００６１】
各導波管９６は、長方形の四辺を有する複数の穴９８を有する。各穴９８は誘電性部材９４の周縁の近傍に位置し、各穴９８の長辺はこれに接する誘電性部材９４の一辺と平行である。これにより、窓枠９０によるマイクロ波の吸収の影響を緩和する。
【００６２】
穴８４、９８の数は、これらに限定されず、前記生成容器や前記誘電性部材の大きさによって適宜の数とすることができる。上記実施形態では、穴面積調整手段１８として、一つの穴３８、４６、７０、９８の開口面積を調整する例について説明したが、多数の小さな穴を形成し、穴単位で閉制操作することによりプラズマ密度を均一に調整してもよい。さらに、穴面積調整手段１８として、板状部１８Ａを往復動させた例について説明したが、往復動には前後動、回転動などがある。
【００６３】
上記実施形態によれば、穴の少なくとも１つについて、該少なくとも１つの穴のための穴面積調整手段を含むものとした結果、前記少なくとも１つの穴からの電磁波エネルギの放出量を調整することができる。
【００６４】
これにより、プラズマ生成容器内の一部の空間のプラズマ密度が増減され、プラズマ生成容器内のプラズマ密度のばらつきが緩和される。また、プラズマ密度の増減の程度を調整することにより、プラズマ生成容器に導入される気体元素の種類に合わせて穴からの電磁波エネルギの放出量の変動の程度を調整することができる。したがって、本発明にあっては、特定形状の専用容器の準備を必要としない。
【００６５】
前記穴面積調整手段を有する前記穴が他の穴の穴面積より大きい穴面積であるとき、容器の内壁に近接する最も面積の大きい穴は穴面積調整手段によってその穴の開口面積が調整され、プラズマ生成容器の内壁近傍でのプラズマの消滅を補償し、容器の中心付近と内壁近傍とにおけるプラズマ密度の差を小さいものとすることができる。
【００６６】
前記穴面積の最も大きい穴が前記導波管の終端側に位置するようにすることにより、導波管の終端側での電磁波の反射による影響をも併せて抑制することができる。
【００６７】
前記導波管が、複数の導波管からなるとき、プラズマ密度のばらつきをより一層小さくすることができる。
【００６８】
前記穴のうち少なくとも１つが、前記誘電性部材の周縁の近傍に位置するとき、誘電性部材の周縁の近傍でのプラズマの消滅を補償することができる。
【００６９】
前記導波管が長方形の横断面形状を有し、前記穴が長方形の四辺を有し、また、前記誘電性部材が長方形の四辺を有し、前記穴の長辺がこれに近接する前記誘電性部材の一辺と平行であるとき、誘電性部材の周縁の近傍での電磁エネルギの損失を抑制し、より多くの電磁エネルギをプラズマ生成容器内に導くことができる。
【００７０】
前記容器の側壁面側の前記穴の穴面積を最も大きい穴面積にし、この穴に前記穴面積調整手段を設けてなるとき、プラズマ密度のばらつきをより一層小さくすることができる。
【００７１】
前記穴面積調整手段が、金属からなる板状部を往復動させて前記穴の開口面積を調整するように設けてなるとき、プラズマ密度のばらつきがより一層小さくなるように穴面積を調整することができる。
【００７２】
他の実施形態によれば、穴の一辺と誘電性部材の一辺とは平行であることから、穴から放射されるマイクロ波の電界を容器と誘電性部材との境界面に対して垂直にし、誘電性部材の周縁での容器によるマイクロ波の吸収の影響を緩和することができる。これにより、プラズマ生成のために十分なマイクロ波を容器内へ導き、容器内に一様な安定したプラズマを生成することができる。
【００７３】
このような一様な安定したプラズマの生成により、プラズマ生成容器に導入される気体元素の種類に拘わらずプラズマ状態の変動を抑制することができる。
【００７４】
前記誘電性部材の互いにとなり合う二辺の一方の近傍に位置する少なくとも１つの穴と、前記二辺の他方の近傍に位置する少なくとも１つの穴とを含み、前記二辺の一方の近傍に位置する穴の長辺は前記一方と平行であり、前記二辺の他方の近傍に位置する穴の長辺は前記他方と平行であるとき、誘電性部材の周縁でのマイクロ波の吸収の影響をより一層緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に係るプラズマ処理装置の実施例を概略的に示す図で、（ａ）は、主要部の平面図、（ｂ）は、一部が断面で示された側面図。
【図２】本発明に係るプラズマ処理装置の他の実施例を概略的に示す平面図。
【図３】本発明に係るプラズマ処理装置のさらに他の実施例を概略的に示す図で、（ａ）は、主要部の断面図、（ｂ）は、主要部の平面図。
【図４】本発明に係る他のプラズマ処理装置の実施例を概略的に示す図で、（ａ）は、主要部の断面図、（ｂ）は、主要部の平面図。
【図５】本発明に係る他のプラズマ処理装置の他の実施例を概略的に示す平面図。
【符号の説明】
【００７６】
１０、５６、５８、７２、８６  プラズマ処理装置
１２、６４、７８、９２  生成容器
１４、６６、８０、９４  誘電性部材
１６、６８、８２、９６  導波管
１８  穴面積調整手段
２０  マイクロ波発振器
２２  ガス導入装置
２４  ガス排出装置
２６  試料支持装置
２８、７４、８８  開口
３０、６２、７６、９０  窓枠
３２  ガス導入用の開口
３４  ガス排出用の開口
３８、４０、４２、４４、４６、７０、８４、９８  穴
４８  ガスボンベ
５０  導管
５２  導入制御装置
５４  試料
６０  窓
【図１】
2004153240.tif 000003
【図２】
2004153240.tif 000004
【図３】
2004153240.tif 000005
【図４】
2004153240.tif 000006
【図５】
2004153240.tif 000007