(57)【要約】【課題】プラズマ密度分布の均一化に伴うプラズマ処理装置の製造コスト上昇を抑制する。【解決手段】対向配置された２つの導体板１１Ａ，１１Ｂからなる平行平板導波路と、この平行平板導波路に接続された方形導波管アレー３２と、この方形導波管アレー３２に接続されかつ方形導波管アレー３２を構成する複数の導波管３２Ａ〜３２Ｈにマイクロ波を同位相で供給するマイクロ波分配器３３とを備え、平行平板導波路を構成する導体板１１Ａにスロット２１が複数形成されたマイクロ波供給装置を用いる。平行平板導波路内には仕切りがないので、平行平板導波路内には誘電体からなる遅波材を１個配置すればよい。【選択図】  図３
2005310478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体を載置する載置台と、この載置台を収容する処理容器と、前記処理容器内にマイクロ波を供給するマイクロ波供給装置とを備えたプラズマ処理装置において、
前記マイクロ波供給装置は、
前記載置台に対向配置された平面視方形の第１の導体板と、この第１の導体板と略平行に配置された、前記第１の導体板と平面視同形の第２の導体板とを有する平行平板導波路と、
前記第１の導体板に複数形成されたスロットと、
複数の方形導波管が軸線方向に直交する幅方向に整列配置され、前記方形導波管の一端が前記平行平板導波路に接続された方形導波管アレーと、
前記方形導波管の他端に接続され、それぞれにマイクロ波を同位相で分配供給する分配器と
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたプラズマ処理装置において、
前記分配器は、
前記方形導波管の前記幅方向に延びる給電用導波管と、
この給電用導波管の壁面に開口し、前記給電用導波管と前記方形導波管とを連通する給電用窓と
を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載されたプラズマ処理装置において、
前記方形導波管の幅は、前記給電用導波管の管内波長の略１／２であり、
前記給電用窓は、前記給電用導波管の管内波長と略同一の間隔で配設され、それぞれ隣り合う２つの方形導波管を前記給電用導波管に連通させることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載されたプラズマ処理装置において、
前記分配器は、前記給電用窓に対向する前記給電用導波管の壁面から前記給電用窓に向かって突出し、前記給電用導波管を伝播するマイクロ波を前記方形導波管へ誘導する誘導壁を更に有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載されたプラズマ処理装置において、
前記マイクロ波供給装置は、前記平行平板導波路の内部のみに配置された誘電体からなる遅波材を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載されたプラズマ処理装置において、
前記遅波材は、前記方形導波管の前記一端に対向する端部に勾配を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載されたプラズマ処理装置において、
前記平行平板導波路は、前記第１の導体板と前記第２の導体板との間に延在するとともに前記方形導波管の側からこれに対向する側まで延在する仕切り部材を有し、
この仕切り部材は、前記方形導波管の壁面のうち前記第１または第２の導体板に垂直な壁面に接続されかつ導体からなることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載されたプラズマ処理装置において、
前記平行平板導波路が前記仕切り部材により分割された領域の幅は、前記方形導波管の幅のＮ倍（Ｎは２以上の整数）であることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載されたプラズマ処理装置において、
前記スロットの配置および数は、前記平行平板導波路が前記仕切り部材により分割された領域の位置により異なることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１０】
請求項９に記載されたプラズマ処理装置において、
前記スロットは、前記第１の導体板の中央部分を除く領域のみに形成されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載されたプラズマ処理装置において、
前記分配器は、前記平行平板導波路が前記仕切り部材により分割された前記領域のそれぞれに、その領域に形成されたスロットの数に応じた電力を供給することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１２】
請求項７〜１１のいずれか１項に記載されたプラズマ処理装置において、
前記平行平板導波路は、前記処理容器の外部に配置され、
前記処理容器の前記平行平板導波路側端部を閉塞する誘電体板と、
前記仕切り部材に対向するように延在し前記誘電体板を支える補強部材と
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載されたプラズマ処理装置において、
前記マイクロ波供給装置は、
マイクロ波を発生するマイクロ波発振器と、
このマイクロ波発振器から出力される前記マイクロ波を前記分配器に導くマイクロ波導波管と、
このマイクロ波導波管に設けられ、電源側と負荷側とのインピーダンスを整合させるインピーダンス整合器と
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載されたプラズマ処理装置において、
前記インピーダンス整合器は、前記分配器と前記マイクロ波導波管との接続部付近に設けられ、前記マイクロ波導波管の管路を狭めるアイリスからなることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１５】
請求項１〜９のいずれか１項に記載されたプラズマ処理装置において、
前記マイクロ波供給装置は、前記分配器にマイクロ波を供給するマイクロ波発振器を備え、
このマイクロ波供給装置を複数備え、
これらのマイクロ波供給装置のそれぞれの第１の導体板は、同一平面上に配置されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載されたプラズマ処理装置において、
前記スロットは、すべてのマイクロ波供給装置の前記第１の導体板により形成される面の中央部分を除く領域のみに形成されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載されたプラズマ処理装置において、
複数の平行平板導波路は、前記処理容器の外部に配置され、
前記処理容器の前記平行平板導波路側端部を閉塞する誘電体板と、
隣り合う複数の平行平板導波路の境界に対向するように延在し前記誘電体板を支える補強部材と
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか１項に記載されたプラズマ処理装置において、
前記マイクロ波供給装置は、前記スロットより前記処理容器内に円偏波を供給することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１９】
処理容器内にマイクロ波を供給し、前記処理容器内に供給された前記マイクロ波によって生成されたプラズマを利用して前記処理容器内に収容された載置台上の被処理体を処理するプラズマ処理方法において、
方形導波管アレーを構成する複数の方形導波管のそれぞれにマイクロ波を同位相で供給し、
前記方形導波管を通過した前記マイクロ波を平行平板導波路へ導入し、
前記平行平板導波路を伝播する前記マイクロ波を、前記平行平板導波路を形成する互いに対向して配置された２つの導体板の一方に複数形成されたスロットを介して前記処理容器内に供給する
ことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２０】
請求項１〜１８のいずれか１項に記載されたプラズマ処理装置を用いて、前記被処理体にエッチング、アッシングまたはＣＶＤの処理を行う工程を備えたことを特徴とするフラットパネルディスプレイの製造方法。
【請求項２１】
請求項１９に記載されたプラズマ処理方法を用いて、前記被処理体にエッチング、アッシングまたはＣＶＤの処理を行う工程を備えたことを特徴とするフラットパネルディスプレイの製造方法。
【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処理方法に関し、より詳しくはマイクロ波により生成されたプラズマを利用してフラットパネルディスプレイなどの被処理体を処理するプラズマ処理装置および処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤ（liquid crystal desplay）などのフラットパネルディスプレイの製造において、エッチング、アッシング、またＣＶＤ（Chemical Vapour Deposition）などの処理を行うために、プラズマ処理装置が広く用いられている。プラズマ処理装置の一つに、処理容器内にマイクロ波を供給することにより、処理容器内のガスを電離または励起させてプラズマを生成するマイクロ波プラズマ処理装置がある。マイクロ波プラズマ処理装置は、マイクロ波の供給手段としてラジアルラインスロットアンテナなど放射面が円形の平面アンテナを用いたものが実用化に至っている。現在は方形の放射面を有する平面アンテナを用いたマイクロ波プラズマ処理装置の開発が進められている。その一つに、複数の導波管スロットアンテナからなるアンテナアレーを用いたものがある。
【０００３】
図１１は、導波管スロットアンテナアレーを用いた従来のプラズマ処理装置の全体構成を示す縦断面図である。また、図１２は、導波管スロットアンテナアレーを含む一部の構成の横断面図である。なお、これらの図では、一部の構成を機能ブロックで示している。
図１１に示す従来のプラズマ処理装置は、平面視方形をした有底筒状の処理容器１を有している。処理容器１はＡｌなどの金属で形成される。処理容器１の底面中央部には載置台２が配設されている。載置台２の上面には、被処理体としてＬＣＤ基板３などが配置される。載置台２には、マッチングボックス４を介して高周波電源５が接続されている。
【０００４】
処理容器１の底面周縁部には、真空排気用の排気口６が設けられ、処理容器１の側壁には、処理容器１内にガスを導入するガス導入口７が設けられている。例えばプラズマ処理装置がエッチング装置として用いられる場合には、Ａｒなどのプラズマガスと、ＣＦ4 などの反応ガスとが導入される。
処理容器１の上部開口は、そこからマイクロ波を導入しつつ、処理容器１内で生成されるプラズマを外部に漏らさないように、石英ガラスなどからなる誘電体板８で閉塞されている。なお、処理容器１の側壁上面と誘電体板８との間にＯリングを介在させ、処理容器１内の気密性を確保している。
誘電体板８の上方には、導波管スロットアンテナアレー９７０が配設されている。誘電体板８および導波管スロットアンテナアレー９７０の外周は、処理容器１の側壁上に環状に配設されたシールド材９によって覆われ、導波管スロットアンテナアレー９７０から処理容器１内に供給されるマイクロ波が外部に漏れない構造になっている。
【０００５】
図１２に示すように、導波管スロットアンテナアレー９７０は、複数の導波管スロットアンテナ９７０Ａ，９７０Ｂ，９７０Ｃ，９７０Ｄから構成されている。導波管スロットアンテナ９７０Ａ〜９７０Ｄは、方形導波管からなる放射用導波管のＨ面（磁界に平行な広い方の側壁）に放射用スロット９２１が複数形成されたアンテナである。放射用導波管の一端は開口し、他端はショートされている。放射用スロット９２１は、放射用導波管の軸線方向に管内波長に基づく所定間隔で形成される。このような導波管スロットアンテナ９７０Ａ〜９７０Ｄが、放射用スロット９２１の形成された放射用導波管のＨ面を載置台２に対向させた状態で、放射用導波管の軸線方向に直交する幅方向に整列配置されている。
【０００６】
導波管スロットアンテナアレー９７０の導入部には、マイクロ波分配器９８０が接続されている。マイクロ波分配器９８０は、マイクロ波導波管４１を介してマイクロ波発振器４２が接続される導入部９８１と、導入部９８１の先端から二分岐しそれぞれが斜め方向に延びる分岐部９８２と、分岐部９８２の各先端から導波管スロットアンテナ９７０Ａ〜９７０Ｄの放射用導波管の軸線方向に平行に延びる平行部９８３と、導波管スロットアンテナ９７０Ａ〜９７０Ｄの放射用導波管の幅の総和と同じ幅を有する分割部９８４とを有している。導入部９８１と分岐部９８２との境界部中央には、スタブ９８５が設けられている。分割部９８４は、放射用導波管の軸線方向に延びる仕切り板９８６により、幅方向の中央が仕切られている。
【０００７】
このような構成のプラズマ処理装置において、マイクロ波発振器４２を駆動すると、マイクロ波がマイクロ波導波管４１を介してマイクロ波分配器９８０の導入部９８１に導入される。導入部９８１に導入されたマイクロ波は、スタブ９８５により位相が調整され、分岐部９８２で二分割され、平行部９８３を介して分割部９８４に至り、導波管スロットアンテナ９７０Ａ〜９７０Ｄのそれぞれの放射用導波管に導入される。放射用導波管に導入されたマイクロ波は、管内を伝播しながら、Ｈ面に複数形成された放射用スロット９２１から徐々に放射され、誘電体板８を透過して処理容器１内に供給される。処理容器１内に供給されたマイクロ波の電界により電子が加速され、処理容器１内のガスが電離、励起、解離され、反応活性種が生成される。この反応活性種により、載置台２上のＬＣＤ基板３の表面にエッチングなどの処理が施される。
【０００８】
このプラズマ処理装置のように、複数の導波管スロットアンテナ９７０Ａ〜９７０Ｄからなるアンテナアレー９７０を用いることにより、平面視方形の処理容器１の内部の広範囲にマイクロ波を供給してプラズマを生成することができる。また、マイクロ波分配器９８０は、導波管スロットアンテナ９７０Ａ〜９７０Ｄの放射用導波管の軸線方向に平行な中心線Ｃに関して対称であるから、複数の導波管スロットアンテナ９７０Ａ〜９７０Ｄにもマイクロ波発振器４２からのマイクロ波を同位相かつ同電力で分配することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【特許文献１】特開平１１−１１１４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
処理容器１内の電界強度はマイクロ波を供給する放射用スロット９２１に近いほど強く、また電界強度が強いほどプラズマ生成が促進されるので、処理容器１内のプラズマ密度分布は放射用スロット９２１の近傍で高くなる傾向にある。プラズマ密度分布をより均一化するには、導波管スロットアンテナ９７０Ａ〜９７０Ｄの放射用導波管の管内波長を短くし、それに応じて放射用導波管の軸線方向に配置される放射用スロット９２１の間隔を小さくすればよい。
導波管の管内波長は、管内の比誘電率の平方根に反比例する。よって、放射導波管の管内波長を短くするには、管内に比誘電率が１より大きい誘電体からなる遅波材を配置すればよい。
【００１１】
しかし、放射用導波管の管内に遅波材を配置するとなると、放射用導波管の寸法に合う遅波材を導波管スロットアンテナ９７０Ａ〜９７０Ｄの数だけ形成し、それぞれの放射用導波管の管内に遅波材を挿入する作業が必要になり、プラズマ処理装置の製造コストが上昇するという問題があった。
【００１２】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、プラズマ密度分布の均一化に伴うプラズマ処理装置の製造コスト上昇を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような目的を達成するために、本発明のプラズマ処理装置は、被処理体を載置する載置台と、この載置台を収容する処理容器と、処理容器内にマイクロ波を供給するマイクロ波供給装置とを備え、このマイクロ波供給装置が、載置台に対向配置された平面視方形の第１の導体板およびこの第１の導体板と略平行に配置された第１の導体板と平面視同形の第２の導体板を有する平行平板導波路と、第１の導体板に複数形成されたスロットと、複数の方形導波管が軸線方向に直交する幅方向に整列配置され方形導波管の一端が平行平板導波路に接続された方形導波管アレーと、方形導波管の他端に接続されそれぞれにマイクロ波を同位相で分配供給する分配器とを備えたことを特徴とする。
分波器から方形導波管を介して平行平板導波路に導入されたマイクロ波は、平行平板導波路内を方形導波管の軸線方向に伝播しながら、第１の導体板に複数形成されたスロットから徐々に処理容器内に供給される。このため、このマイクロ波供給装置を用いることにより、導波管スロットアンテナアレーを用いた場合と同様の作用効果を得られる。
それに加えて、平行平板導波路内には導波管アレーのような仕切りがないので、平行平板導波路の管内波長を短くするには、平行平板導波路内に誘電体からなる遅波材を１個配置すればよい。平行平板導波路内に遅波材を配置し、平行平板導波路の管内波長を短くすることにより、管内波長に基づくスロット間隔も短くなる。したがって、平行平板導波路内に遅波材を配置しない場合と比較して、処理容器内にマイクロ波が短い間隔で供給されるので、プラズマ密度の分布が均一化される。
【００１４】
また、分配器は、方形導波管の幅方向に延びる給電用導波管と、この給電用導波管の壁面に開口し給電用導波管と方形導波管とを連通する給電用窓とを有するものであってもよい。この分配器では、すべての方形導波管の幅の総和と同じ長さ（軸線方向の長さ）の給電用導波管を用いればよい。したがって、平行平板導波路の幅（方形導波管の幅方向と同じ方向の長さ）を広くしてスロットアンテナの開口面積を大きくした結果、方形導波管アレーを構成する方形導波管の数が増えたとしても、従来のマイクロ波分配器９８０ほど装置構成が複雑化かつ大型化することはない。また、方形導波管の数が２n 以外の場合にも、給電用導波管の長さを調整するだけで対応できる。
【００１５】
また、方形導波管の幅を、給電用導波管の管内波長の略１／２とし、給電用導波管の壁面に開口する給電用窓を、給電用導波管の管内波長と略同一の間隔で配置し、１つの給電用窓で隣り合う２つの方形導波管を給電用導波管に連通させるようにしてもよい。これにより、給電用導波管から方形導波管のそれぞれへマイクロ波が同位相で導入される。
また、分配器は、給電用窓に対向する給電用導波管の壁面から給電用窓に向かって突出し、給電用導波管を伝播するマイクロ波を方形導波管へ誘導する誘導壁を更に有するものであってもよい。
【００１６】
また、平行平板導波路の内部のみに上記遅波材を配置するようにしてもよい。換言すれば、給電用導波管の管内には遅波材を配置せず、中空のままにしておいてもよい。給電用導波管の管内を中空のままにしておくことにより、給電用導波管の口径を小さくし、供給電力を小さくする必要がなくなる。
また、遅波材は、方形導波管の一端に対向する端部に勾配を有していてもよい。これにより、方形導波管と平行平板導波路との境界における誘電率の変化が緩やかになり、この境界でのマイクロ波の反射が低減される。
【００１７】
また、平行平板導波路は、第１の導体板と第２の導体板との間に延在するとともに方形導波管の側からこれに対向する側まで延在する仕切り部材を有していてもよい。この仕切り部材は、方形導波管の壁面のうち第１または第２の導体板に垂直な壁面に接続されかつ導体からなるものとする。仕切り部材で平行平板導波路を複数の領域に分割することにより、それぞれの領域を伝播するマイクロ波がその隣の領域に影響を及ぼすことを防止できる。
ここで、平行平板導波路が仕切り部材により分割された領域の幅は、方形導波管の幅のＮ倍（Ｎは２以上の整数）であってもよい。なお、上記領域の幅とは、方形導波管の幅方向に平行な方向の長さをいう。
【００１８】
また、上述したマイクロ波供給装置では、スロットの配置および数が、平行平板導波路における仕切り部材により分割された領域の位置により異なるものであってもよい。
例えば、第１の導体板の中央部分を除く領域のみにスロットを形成してもよい。これにより、マイクロ波供給装置の中央部分からマイクロ波が供給されないので、載置台の中央部分の上部空間でのプラズマ生成が抑制される。通常、プラズマは載置台の中央部分の上部空間で高密度になる傾向にあるので、この空間でのプラズマ生成を抑制することにより、プラズマ密度の分布が均一化される。
ここで、分配器が、平行平板導波路における仕切り部材により分割された領域のそれぞれに、その領域に形成されたスロットの数に応じた電力を供給するようにしてもよい。スロットの数が少ない領域ほど小さい電力を供給するようにすることにより、スロットの数が少ない領域において、スロットから放射されない電力の損失が低減される。
【００１９】
また、上述したプラズマ処理装置は、処理容器の平行平板導波路側端部を閉塞する誘電体板と、平行平板導波路の仕切り部材に対向するように延在し誘電体板を支える補強部材とを備えるものであってもよい。
【００２０】
また、上述したマイクロ波供給装置は、マイクロ波を発生するマイクロ波発振器と、このマイクロ波発振器から出力されるマイクロ波を分配器に導くマイクロ波導波管と、このマイクロ波導波管に設けられ電源側と負荷側とのインピーダンスを整合させるインピーダンス整合器とを備えるものであってもよい。インピーダンスを整合させることにより、分配器とマイクロ波導波管との接続部でのマイクロ波の反射が抑制される。
ここで、インピーダンス整合器は、分配器とマイクロ波導波管との接続部付近に設けられた、マイクロ波導波管の管路を狭めるアイリスで構成してもよい。
【００２１】
また、上述した平行平板導波路と方形導波管アレーと分配器とに加えて分配器にマイクロ波を供給するマイクロ波発振器を備えたマイクロ波供給装置を複数用いてもよい。これらのマイクロ波供給装置のそれぞれの第１の導体板は、同一平面上に配置される。処理容器への電力供給を複数のマイクロ波発振器で行うことにより、低出力のマイクロ波発振器を用いることができる。
ここでも、すべてのマイクロ波供給装置の前記第１の導体板により形成される面の中央部分を除く領域のみにスロットを形成してもよい。また、処理容器の平行平板導波路側端部を閉塞する誘電体板と、隣り合う複数の平行平板導波路の境界に対向するように延在し誘電体板を支える補強部材とを備えるようにしてもよい。
【００２２】
また、上述したマイクロ波供給装置は、スロットより処理容器内に円偏波を供給するようにしてもよい。これにより、スロットが形成された第１の導体板に平行な面内で電界が回転するので、この面内では時間平均で均一なプラズマが生成される。
【００２３】
また、本発明のプラズマ処理方法は、方形導波管アレーを構成する複数の方形導波管のそれぞれにマイクロ波を同位相で供給し、方形導波管を通過したマイクロ波を平行平板導波路へ導入し、平行平板導波路を伝播するマイクロ波を、平行平板導波路を形成する互いに対向して配置された２つの導体板の一方に複数形成されたスロットを介して処理容器内に供給し、処理容器内に供給されたマイクロ波によって生成されたプラズマを利用して処理容器内に収容された載置台上の被処理体を処理することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法は、上述したプラズマ処理装置を用いて、被処理体にエッチング、アッシングまたはＣＶＤの処理を行う工程を備えたことを特徴とする。
また、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法は、上述したプラズマ処理方法を用いて、被処理体にエッチング、アッシングまたはＣＶＤの処理を行う工程を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明では、互いに略平行に配置された２つの導体板を有する平行平板導波路と、この平行平板導波路に接続された方形導波管アレーと、この方形導波管アレーに接続されかつ方形導波管アレーを構成する複数の導波管にマイクロ波を分配供給する分配器とを備え、平行平板導波路を構成する２つの導体板の一方にスロットが複数形成されたマイクロ波供給装置を用いる。このマイクロ波供給装置の平行平板導波路内に誘電体からなる遅波材を配置することにより、平行平板導波路の管内波長が短くなり、管内波長に基づくスロット間隔も短くなる。したがって、遅波材を配置しない場合と比較して、処理容器内にマイクロ波を短い間隔で供給することができ、プラズマ密度の分布を均一化することができる。ここで、平行平板導波路内には導波管アレーのような仕切りがないので、平行平板導波路内には遅波材を１個配置すればよい。したがって、使用する遅波材の個数が少なくなるので、プラズマ密度分布の均一化に伴うプラズマ処理装置の製造コスト上昇を抑制することができる。
【００２６】
また、方形導波管アレーを構成する方形導波管の幅方向に延びる給電用導波管と、給電用導波管の壁面に開口する給電用窓を有する分配器を用いることにより、平行平板導波路の幅を広くしてスロットアンテナの開口面積を大きくするときの装置構成の複雑化および大型化を抑制することができるとともに、装置構成の設計自由度を大きくすることができる。
また、方形導波管の幅を、給電用導波管の管内波長の略１／２とし、給電用導波管の壁面に開口する給電用窓を、給電用導波管の管内波長と略同一の間隔で配置することにより、給電用導波管から方形導波管のそれぞれを介して平行平板導波路へマイクロ波を同位相で導入することができる。
【００２７】
また、第１の導体板の中央部分を除く領域のみにスロットを形成することにより、プラズマ密度が高い載置台の中央部分の上部空間においてプラズマ生成を抑制し、プラズマ密度の分布を均一化することができる。
また、マイクロ波発振器から出力されるマイクロ波を分配器に導くマイクロ波導波管にインピーダンス整合器を設けることにより、マイクロ波導波管と分配器との接続部でのマイクロ波の反射が抑制され、マイクロ波を分配器へ効率よく導入することができる。
【００２８】
また、平行平板導波路と方形導波管アレーと分配器とマイクロ波発振器とを備えたマイクロ波供給装置を複数設けることにより、低出力のマイクロ波発振器を用いることが可能となる。マイクロ波発振器は出力電力が大きくなるほど価格が格段に高くなるので、低出力で価格が安いマイクロ波発振器を複数用いることにより、プラズマ処理装置全体の製造コストを低減することができる。
また、処理容器の平行平板導波路側端部を閉塞する誘電体板と、誘電体板を支える補強部材とを備え、この補強部材を隣り合う複数の平行平板導波路の境界に対向するように延在させることにより、平行平板導波路の境界からはマイクロ波が放射されないので、マイクロ波に対する補強部材の影響を小さくすることができる。
【００２９】
また、スロットより処理容器内に円偏波を供給することにより、スロットが形成された第１の導体板に平行な面内で電界が回転するので、この面内では時間平均で均一なプラズマが生成される。したがって、第１の導体板と略平行に被処理体を配置することにより、被処理体の表面に均一な処理を施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の図面において、図１１および図１２に示した構成要素に相当する構成要素については図１１および図１２と同一符号で示し、適宜その説明を省略する。
【００３１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るプラズマ処理装置の全体構成を示す縦断面図である。この図では、一部の構成要素を機能ブロックで示している。
図１に示すプラズマ処理装置は、被処理体としてＬＣＤ基板３などを載置する載置台２と、載置台２を収容する平面視方形をした有底筒状の処理容器１と、処理容器１の上部開口を閉塞する誘電体板８と、誘電体板８を介して外部から処理容器１内にマイクロ波を供給するマイクロ波供給装置５０とを有している。ここで、マイクロ波供給装置５０は、アンテナ装置１０と、マイクロ波導波管４１と、マイクロ波発振器４２とから構成されている。
【００３２】
図２は、マイクロ波供給装置５０の構成を示す横断面図である。この図では、一部の構成要素を機能ブロックで示している。また、図３は、アンテナ装置１０の構成を分解して示す斜視図である。
図３に示すように、アンテナ装置１０は、平行平板導波路スロットアンテナ（以下、平行平板アンテナと略記する）３１と、方形導波管アレー３２と、マイクロ波分配器３３とから構成されている。
【００３３】
ここで、平行平板アンテナ３１は、平行平板導波路を形成する２枚の平板の一方にスロットが形成されたアンテナである。本実施の形態では、平行平板導波路は、載置台２に対向して配置される平面視方形の第１の導体板１１Ａと、第１の導体板１１Ａと略平行に配置される、第１の導体板１１Ａと平面視同形の第２の導体板１２Ａと、第１の導体板１１Ａの３辺と第２の導体板１２Ａの３辺とを接続する導体からなる側壁１４，１５Ａ，１６Ａとから構成されている。側壁１４と対向する端面は開口している。この端面を開口部と呼ぶ。なお、導体板１１Ａと１２Ａとにより平行平板が形成されるが、導体板１１Ａと１２Ａとは完全に平行でなくてもよく、導体板１１Ａおよび１２Ａの一方が他方に対して多少傾斜していても、また導体板１１Ａおよび１２Ａの少なくとも一方が多少湾曲していてもよい。
【００３４】
図１に示すように、平行平板導波路の内部には、誘電体からなる遅波材２２が配置されている。遅波材２２の比誘電率をεr （＞１）、平行平板導波路の内部が中空のときの管内波長をλg0とすると、遅波材２２が配置されたときの管内波長λg は、
λg＝λg0／（εr）1/2                               ・・・（１）
となる。なお、開口部側の遅波材２２の端部は、厚みが徐々に変化してゆくように勾配２２Ａが形成されている。
平行平板導波路の内部にはまた、開口部に対向する終端部にマイクロ波吸収材２３が配置されている。なお、終端部は側壁１４によりショートされているので、マイクロ波吸収材２３は必ずしも必要ではない。
【００３５】
図２に示すように、載置台２に対向する第１の導体板１１Ａには、放射用スロット２１が複数形成されている。放射用スロット２１としては、円偏波を放射するハの字型スロットが用いられている。ハの字型スロットは、一方のスロットの延長線が、他方のスロット上またはその延長線上で交差する構成をしており、それぞれのスロットから放射される電界の大きさが等しく位相が９０°異なり偏波方向が直交するように配置される。ここで、説明の都合上、側壁１４と１５Ａに平行にそれぞれＸ軸とＹ軸を設定すると、マイクロ波の進行方向であるＹ軸方向には、放射用スロット２１がλg の略自然数倍の間隔で配置される。Ｘ軸方向には隣り合う放射用スロット２１同士が重ならない程度に密に配置してもよい。
【００３６】
また、方形導波管アレー３２は、図３に示すように、複数の方形導波管３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆ，３２Ｇ，３２Ｈが軸線方向（Ｙ軸方向）に直交する幅方向（Ｘ軸方向）に整列配置された構成をしている。方形導波管アレー３２と平行平板導波路とは、Ｘ軸方向の長さが等しい。すなわち、方形導波管３２Ａ〜３２Ｈの幅の総和は、平行平板導波路の側壁１４のＸ軸方向の長さと同じである。方形導波管３２Ａ〜３２Ｈのそれぞれは両端が開口しており、その一端が平行平板導波路の開口部に接続されている。
【００３７】
また、マイクロ波分配器３３は、方形導波管からなる給電用導波管のＥ面（電界に平行な狭い方の側壁）１７に給電用窓１７Ａが複数形成されたものである。マイクロ波分配器３３と方形導波管アレー３２とは、Ｘ軸方向の長さが等しい。すなわち、給電用導波管のＸ軸方向の長さは、方形導波管３２Ａ〜３２Ｈの幅の総和と同じである。
【００３８】
図２に示すように、給電用導波管には、給電用窓１７Ａが形成されたＥ面１７に対向するＥ面１３の中央部に開口１３Ａが形成されている。この開口１３Ａには、矩形導波管からなるマイクロ波導波管４１を介して、発振周波数が例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波発振器４２が接続されている。マイクロ波導波管４１の管内には、給電用導波管との接続部付近（例えば、給電用導波管の中心軸線から管内波長の１／４程度離間した位置）にアイリス４３が設けられている。アイリス４３は、マイクロ波導波管４１の左右の側壁から垂直に突出する壁からなり、マイクロ波導波管４１の管路の幅を調整することにより、マイクロ波導波管４１の電源側と負荷側とのインピーダンスを整合させることができる。なお、開口１３Ａの位置はＥ面１３の中央部には限定されず、例えば給電用導波管の端面１５Ｃ，１６Ｃに形成されてもよい。
【００３９】
また、給電用導波管の管内には、開口１３Ａが形成されたＥ面１３から給電用窓１７Ａの幅方向の中心に向かって垂直に突出する誘導壁２０が、上下のＨ面１２Ｃ，１１Ｃの間に延在している。誘導壁２０の突出長は給電用導波管の幅（Ｙ軸方向の長さ）の１／５程度とする。給電用導波管の管内には、遅波材は配置されておらず、中空となっている。
【００４０】
給電用導波管の管内波長をλg0とすると、給電用窓１７Ａは略λg0の間隔で形成される。これに対し、方形導波管３２Ａ〜３２Ｈのそれぞれの幅は略λg0／２に形成され、１つの給電用窓１７Ａを介して隣り合う２つの方形導波管のそれぞれの他端を給電用導波管に連通させる。また、方形導波管のＥ面１８，１９のうち、給電用窓１７Ａに対向しないＥ面１８は給電用導波管のＥ面１７に接続されるのに対し、給電用窓１７Ａに対向するＥ面１９は給電用窓１７Ａ側の先端がやや後退し、給電用導波管から給電用窓１７Ａを介して隣り合う２つの方形導波管にマイクロ波を導入しやすくしている。したがって、Ｅ面１９のＹ軸方向の長さはＥ面１８のＹ軸方向の長さよりも短く、例えば１ｍｍ程度でもよい。また、Ｅ面１９を上下のＨ面１２Ｂ，１１Ｂ間に延在する導体からなるピンで形成してもよい。
【００４１】
なお、マイクロ波分配器３３は、方形導波管３２Ａ〜３２Ｈのすべてにマイクロ波が均等に供給されるように調整されている。例えば、給電用窓１７Ａの幅（Ｘ軸方向の長さ）が広いほどマイクロ波の供給電力が大きくなるので、マイクロ波発振器４２に接続される開口１３Ａから離れるほど給電用窓１７Ａの幅を広くする。また、給電用導波管の軸線方向（Ｘ軸方向）における誘導壁２０の位置を変更することにより、マイクロ波の供給電力を調整してもよい。
【００４２】
本実施の形態では、平行平板アンテナ３１の平行平板導波路と、方形導波管３２Ａ〜３２Ｈと、マイクロ波分配器３３の給電用導波管とは、互いに離間して略平行に配置された平面視方形かつ同形の２枚の平板１１，１２と、平板１１の四辺と平板１２の四辺とをそれぞれ接続する側壁１３，１４，１５，１６と、側壁１３から略λg0／２だけ離間した位置に側壁１３，１４と平行に配設された仕切り部材１７と、仕切り部材１７から側壁１４の方向に所定距離までの領域を側壁１５，１６と平行に等間隔に分割する仕切り部材１８，１９とから形成されている。平板１１，１２、側壁１３〜１６、仕切り部材１７〜１９は、銅などの導体で形成される。仕切り部材１７〜１９には、平板１１と１２との間に延在する導体板を使用するが、マイクロ波が通過できない程度の短い間隔で導体ピンを配置したものを使用してもよい。
【００４３】
この場合、平行平板導波路は、平板１１，１２のそれぞれの一部１１Ａ，１２Ａと、側壁１４と、側壁１５，１６のそれぞれの一部１５Ａ，１６Ａとから構成される。また、方形導波管アレー３２は、平板１１，１２のそれぞれの一部１１Ｂ，１２Ｂと、側壁１５，１６のそれぞれの一部１５Ｂ，１６Ｂと、仕切り部材１８，１９とから構成される。また、給電用導波管は、平板１１，１２のそれぞれの一部１１Ｃ，１２Ｃと、側壁１３と、側壁１５，１６のそれぞれの一部１５Ｃ，１６Ｃと、仕切り部材１７とから構成される。そして、側壁１３の中央部に開口１３Ａが形成され、仕切り部材１７に給電用窓１７Ａが複数形成され、平板１１の一部１１Ａに放射用スロット２１が複数形成される。
なお、以上の構成例の説明では、方形導波管のＥ面１８と仕切り部材１８のように、対応する部材には同一符号を付している。
【００４４】
次に、本実施の形態に係るプラズマ処理装置の動作について説明する。図４は、マイクロ波供給装置５０の内部におけるマイクロ波の伝播を概念的に示す横断面図である。この図では、一部の構成要素を機能ブロックで示している。
マイクロ波発振器４２を駆動すると、マイクロ波ＭＷがマイクロ波導波管４１を介してマイクロ波分配器３３の開口１３Ａからマイクロ波分配器３３の給電用導波管の管内に導入される。マイクロ波導波管４１の管内にはアイリス４３が設けられ、インピーダンス整合がとれているので、マイクロ波導波管４１と給電用導波管との接続部でのマイクロ波の反射が抑制される。
【００４５】
給電用導波管の中央部から管内に導入されたマイクロ波ＭＷは二分岐し、給電用導波管の両端面１５Ｃ，１６Ｃに向かって給電用導波管の軸線方向、すなわちＸ軸方向に伝播してゆく。そして、Ｘ軸方向に略λg0の間隔で配設された誘導壁２０に誘導され、その誘導壁２０に対向する給電用窓１７Ａを介して方形導波管３２Ａ〜３２Ｈのそれぞれに均等に分配される。給電用窓１７ＡもまたＸ軸方向に略λg0の間隔で配置されているので、マイクロ波ＭＷは方形導波管３２Ａ〜３２Ｈのそれぞれに同位相で分配される。
【００４６】
方形導波管３２Ａ〜３２Ｈのそれぞれに分配されたマイクロ波ＭＷは、そのまま同位相で平行平板導波路に導入される。平行平板導波路に導入されたマイクロ波は、遅波材２２が配置された導波路内を方形導波管３２Ａ〜３２Ｈの軸線方向、すなわちＹ軸方向に伝播してゆく。そして、マイクロ波ＭＷは、平行平板導波路を形成する一方の導体板１１Ａに複数形成された放射用スロット２１から徐々に放射され、誘電体板８を透過して処理容器１内に供給される。また、放射用スロット２１から放射されずに残ったマイクロ波ＭＷはマイクロ波吸収材２３に吸収される。
処理容器１内に供給されたマイクロ波ＭＷの電界により電子が加速され、処理容器１内のガスが電離、励起、解離され、反応活性種が生成される。この反応活性種により、載置台２上のＬＣＤ基板３の表面にエッチング、アッシングまたはＣＶＤなどの処理が施される。
【００４７】
本実施の形態に係るプラズマ処理装置は、従来の導波管スロットアンテナアレー９７０に代えて、平行平板アンテナ３１と方形導波管アレー３２とを組み合わせたアンテナ装置１０を用いたものであるが、上述したように従来と同様の作用効果を得ることができる。
【００４８】
それに加えて、平行平板アンテナ３１の平行平板導波路内に遅波材２２を配置することにより、平行平板導波路の管内波長が短くなり、管内波長に基づいて設定される放射用スロット２１の間隔も短くなる。したがって、遅波材２２を配置しない場合と比較して、処理容器１内にマイクロ波を短い間隔で供給することができ、プラズマ密度の分布を均一化することができる。
ここで、平行平板導波路内には従来用いられていた導波管スロットアンテナアレー９７０にあるような仕切りがないので、平行平板導波路内には遅波材２２を１個配置すればよい。したがって、使用する遅波材２２の個数が従来より少なくなるので、プラズマ密度分布の均一化に伴うプラズマ処理装置の製造コスト上昇を抑制することができる。
【００４９】
なお、給電用窓１７Ａがある側の遅波材２２の端部に勾配２２Ａを形成することにより、方形導波管３２Ａ〜３２Ｈと平行平板導波路との境界における空気から誘電体への誘電率の変化が緩やかになり、この境界でのマイクロ波の反射が低減される。したがって、平行平板導波路へマイクロ波を効率よく供給することができる。
【００５０】
また、本実施の形態では、方形導波管３２Ａ〜３２Ｈが整列配置される方向に延びる給電用導波管のＥ面に給電用窓１７Ａが複数形成された構成のマイクロ波分配器３３を用いる。このマイクロ波分配器３３を用いることにより、平行平板導波路のＸ軸方向の長さを広くしてスロットアンテナの開口面積を大きくした結果、方形導波管アレー３２を構成する方形導波管の数が増えたとしても、すべての方形導波管の幅の総和と同じ長さの給電用導波管を用いればよいので、従来のマイクロ波分配器９８０ほど装置構成が複雑化かつ大型化することはない。また、方形導波管の数が２n 以外の場合にも、給電用導波管の長さを調整するだけで対応できる。よって、スロットアンテナの開口面積を大きくするときの装置構成の複雑化および大型化を抑制することができるとともに、装置構成の設計自由度を大きくすることができる。なお、このような効果が不要の場合には、マイクロ波分配器として従来の分配器９８０など他の構成のものを用いてもよい。
【００５１】
また、マイクロ波導波管４１の管内にアイリス４３を配設し、マイクロ波導波管４１の電源側と負荷側とのインピーダンスを整合させることにより、マイクロ波導波管４１とマイクロ波分配器３３の給電用導波管との接続部でのマイクロ波の反射が抑制され、マイクロ波を給電用導波管へ効率よく導入することができる。
また、マイクロ波分配器３３の給電用導波管の管内に誘導壁２０を配設し、給電用導波管を伝播するマイクロ波を給電用窓１７Ａを介して方形導波管３２Ａ〜３２Ｈへ誘導することにより、給電用導波管から軸線方向が直交する方形導波管３２Ａ〜３２Ｈへマイクロ波を効率よく供給することができる。
なお、マイクロ波分配器３３の給電用導波管の管内には遅波材を配置せず、中空のままにしておくことにより、給電用導波管の口径を小さくし、供給電力を小さくする必要がない。したがって、マイクロ波分配器３０がマイクロ波を分配可能な方形導波管の数は変わらず、装置構成の設計自由度を制約することはない。
【００５２】
また、平行平板アンテナ３１では、平行平板導波路におけるマイクロ波進行方向に直交する方向（Ｘ軸方向）には、隣り合う放射用スロット２１同士が重ならない程度に放射用スロット２１を密に配置してもよい。よって、平行平板アンテナ３１を用いることにより、導波管スロットアンテナアレー９７０よりも同一面積に多数の放射用スロット２１を配置でき、処理容器１内に大電力を供給することができる。
また、放射用スロット２１としてハの字型スロットを形成し、処理容器１内に円偏波を放射することにより、放射用スロット２１が形成された導体板１１Ａに平行な面内で電界が回転するので、この面内では時間平均で均一なプラズマが生成される。したがって、放射用スロット２１が形成された導体板１１Ａと平行にＬＣＤ基板３を配置することにより、ＬＣＤ基板３の表面に均一な処理を施すことができる。
【００５３】
なお、図５に示すマイクロ波供給装置１５０のように、円偏波を放射する放射用スロット１２１として、クロススロットを用いてもよい。クロススロットは、対をなす２個のスロットが互いの中心で交差する構成をしており、それぞれのスロットから放射される電界の大きさが等しく位相が９０°異なり偏波方向が直交するように配置される。例えば、平行平板導波路内の比誘電率εr が３．６の場合、２個のスロットの長さをそれぞれ２．９４ｃｍ、３．１９ｃｍとし、その２個のスロットを互いに略直角に交差させ、Ｙ軸に対して略４５゜傾斜するように配置する。または、２個のスロットの長さをそれぞれ２．８０ｃｍ、３．８３ｃｍとし、その２個のスロットを互いに略１０７゜の角度で交差させ、Ｙ軸に対して略３６．５゜傾斜するように配置してもよい。
【００５４】
また、本実施の形態では、マイクロ波分配器３３の給電用導波管のＥ面１３，１７に開口１３Ａおよび給電用窓１７Ａが形成された例を示したが、給電用導波管のＨ面に開口および給電用窓が形成されるマイクロ波分配器を用いてもよい。この場合、方形導波管アレーを構成する導波管のＥ面およびＨ面も逆転する。
また、本実施の形態では、方形導波管アレー３２が８個の方形導波管３２Ａ〜３２Ｈからなる例を示したが、方形導波管アレーは２個以上の方形導波管からなるものであればよい。
これらの変形例は、以下の実施の形態でも適用可能なことは言うまでもない。
【００５５】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係るプラズマ処理装置は、平行平板アンテナのスロットが形成された面内でマイクロ波の供給電力に分布をもたせたマイクロ波供給装置を用いたものである。
図６は、このマイクロ波供給装置の構成を示す横断面図である。この図では、図２に示した構成要素に相当する構成要素を図２と同一符号で示し、また一部の構成要素を機能ブロックで示している。
【００５６】
図６に示すマイクロ波供給装置２５０では、平行平板アンテナ２３１の平行平板導波路の内部が、２つの仕切り部材２１８により３つの領域Ａ，Ｂ，Ｃに分割されている。領域Ａ〜Ｃのそれぞれの幅（Ｘ軸方向の長さ）は、方形導波管３２Ａ〜３２Ｈのそれぞれの幅のＮ倍（Ｎは２以上の整数）とする。本実施の形態ではＮ＝４である。
仕切り部材２１８は、平行平板導波路を形成する第１，第２の導体板１１Ａ，１１Ｂに垂直な方形導波管のＥ面１８に接続され、平行平板導波路の開口部からこの開口部に対向する側壁１４にまで側壁１５，１６と平行に延在するとともに、第１の導体板１１Ａと第２の導体板１１Ｂとの間に延在している。仕切り部材２１８には、平板１１と１２との間に延在する導体板を使用するが、マイクロ波が通過できない程度の短い間隔で導体ピンを配置したものを使用してもよい。
なお、上記構成は、方形導波管のＥ面１８が平行平板導波路の側壁１４にまで側壁１５，１６と平行に延在していると言い換えることもできる。
【００５７】
また、平行平板アンテナ２３１では、平行平板導波路の各領域Ａ〜Ｃの位置により、放射用スロット２１の配置および数が異なっている。具体的には、平行平板導波路の真ん中の領域Ｂの中央部分２６０には、放射用スロット２１が配置されていない。その結果、第１の導体板１１Ａの中央部分２６０を除く領域のみに放射用スロット２１が配置されることになる。なお、放射用スロット２１が配置されない部分２６０の形状は、四角形状でも円形状でもよい。
処理容器１内におけるプラズマ密度の分布は、プラズマが定常状態になると、載置台２の中央部分の上部空間で高くなる傾向にある。載置台２の中央部分に対向する部分２６０に放射用スロット２１を配置しなければ、プラズマ密度が高い載置台２の中央部分の上部空間にマイクロ波が放射されないので、この空間でのプラズマ生成が抑制される。したがって、プラズマ密度の分布を均一化することができる。
【００５８】
また、方形導波管アレー２３２は、１２個の方形導波管から構成されている。これら１２個の方形導波管は３組（４個１組）に分けられ、各組が平行平板導波路の各領域Ａ，Ｂ，Ｃにそれぞれ連通している。
また、マイクロ波分配器２３３は、平行平板導波路の各領域Ａ〜Ｃに連通する方形導波管の組毎にマイクロ波の供給電力を調整する。具体的には、中央部分２６０に放射用スロット２１が配置されていない領域Ｂに連通する方形導波管には、領域Ａ，Ｃに連通する方形導波管よりもマイクロ波の供給電力を小さくする。なお、マイクロ波の供給電力は、給電用窓１７Ａの幅や誘導壁２０の位置により調整することができる。
【００５９】
このようにマイクロ波の供給電力を調整することにより、平行平板導波路の領域Ｂにおいて、放射用スロット２１から放射されず最終的にマイクロ波吸収材２３に吸収されるマイクロ波を低減し、電力の損失を抑制することができる。
また、平行平板導波路の領域Ａ〜Ｃの間でマイクロ波の供給電力が異なっていても、領域Ａ〜Ｃが仕切り部材２１８により完全に分割されているので、各領域を伝播するマイクロ波がその隣の領域に影響を及ぼすことはない。
【００６０】
一方、アンテナの大型化に合わせて誘電体板８の面積を大きくする際には、誘電体板８が処理容器１内の高真空に耐えられるように、誘電体板８を補強する必要がある。誘電体板８を補強するには、補強部材として梁を誘電体板８の下側（処理容器１の内部側）に渡し、誘電体板８を下側から支える方法がある。本実施の形態では、平行平板導波路の内部を分割する仕切り部材２１８の付近からはマイクロ波が放射されない。このため、図７に示すように、この仕切り部材２１８に対向するように梁８１を延在させることにより、マイクロ波に対する梁８１の影響を小さくすることができる。
【００６１】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係るプラズマ処理装置は、複数のマイクロ波供給装置を組み合わせて用いるものである。
図８は、複数のマイクロ波供給装置を組み合わせて用いる場合の一構成例を示す図である。この図では、図２または図６に示した構成要素に相当する構成要素を図２または図６と同一符号で示している。
【００６２】
図８に示す構成例では、図６に示したマイクロ波供給装置２５０と同様に、平行平板導波路の内部が仕切り部材２１８により複数の領域に分割された平行平板アンテナ３１０Ａ，３１０Ｂを有する２つのマイクロ波供給装置３５０Ａ，３５０Ｂが用いられている。これら２つのマイクロ波供給装置３５０Ａ，３５０Ｂは、平行平板アンテナ３１０Ａ，３１０Ｂのそれぞれの第１の導体板１１Ａが同一平面上で連続するように、それぞれの平行平板導波路の終端部である側壁１４同士が対向するように配置される。
【００６３】
このように２つのマイクロ波供給装置３５０Ａ，３５０Ｂを組み合わせて用いることにより、処理容器１への電力供給を２つのマイクロ波発振器４２Ａ，４２Ｂで分担することができる。例えば、処理容器１へ１０ＫＷの電力を供給する場合には、出力電力が５ＫＷのマイクロ波発振器を２個用いればよい。よって、大口径の処理容器１を用いてプラズマ処理を行うときなど、処理容器１に大電力を供給しなければならない場合でも、低出力で価格が安いマイクロ波発振器を複数用いることにより、プラズマ処理装置全体の製造コストを低減することができる。
【００６４】
また、図８に示す構成例では、平行平板アンテナ３１０Ａ，３１０Ｂのそれぞれの第１の導体板１１Ａにより形成される面の中央部分３６０には放射用スロット２１が配置されず、中央部分３６０を除く領域のみに放射用スロット２１が配置される。なお、放射用スロット２１が配置されない部分３６０は、載置台２の中央部分に対向している。
より具体的には、平行平板アンテナ３１０Ａ，３１０Ｂのそれぞれの平行平板導波路の領域Ａ，Ｃには全域に放射用スロット２１が配置されているのに対し、領域Ｂには終端部である側壁１４に近い部分を除く部分のみに放射用スロット２１が配置される。
このように放射用スロット２１を配置することにより、第２の実施の形態と同様に、プラズマ密度が高い載置台２の中央部分の上部空間でのプラズマ生成を抑制し、プラズマ密度の分布を均一化することができる。
【００６５】
図９は、複数のマイクロ波供給装置を組み合わせて用いる場合の他の構成例を示す図である。この図では、図２に示した構成要素に相当する構成要素を図２と同一符号で示している。
図９に示す構成例では、図１〜３に示したマイクロ波供給装置５０と同様に、平行平板導波路の内部が分割されていない平行平板アンテナを有する６つのマイクロ波供給装置４５０Ａ，４５０Ｂ，４５０Ｃ，４５０Ｄ，４５０Ｅ，４５０Ｆが用いられている。
【００６６】
マイクロ波供給装置４５０Ａと４５０Ｂと４５０Ｃは、それぞれの平行平板アンテナの側壁１５と１６が対向するように配置される。マイクロ波供給装置４５０Ｄと４５０Ｅと４５０Ｆについても同じである。また、マイクロ波供給装置４５０Ａと４５０Ｄは、それぞれの平行平板アンテナの終端部である側壁１４同士が対向するように配置される。マイクロ波供給装置４５０Ｂと４５０Ｅ、４５０Ｃと４５０Ｆについても同じである。これにより、平行平板アンテナの放射用スロット２１が形成される第１の導体板１１Ａを同一平面上で連続させることができる。
このように図８に示した構成例よりも更に多くのマイクロ波供給装置４５０Ａ〜４５０Ｆを組み合わせて用いることにより、更に低出力で価格が安いマイクロ波発振器を用い、プラズマ処理装置全体の製造コストを低減することができる。
【００６７】
また、図９に示す構成例では、マイクロ波供給装置４５０Ａ〜４５０Ｆのそれぞれの平行平板アンテナの第１の導体板１１Ａにより形成される面の中央部分４６０には放射用スロット２１が配置されず、中央部分４６０を除く領域のみに放射用スロット２１が配置される。なお、放射用スロット２１が配置されない部分４６０は、載置台２の中央部分に対向している。
より具体的には、マイクロ波供給装置４５０Ａ，４５０Ｃ，４５０Ｄ，４５０Ｆのそれぞれの第１の導体板１１Ａには全域に放射用スロット２１が配置されているのに対し、マイクロ波供給装置４５０Ｂ，４５０Ｅの第１の導体板１１Ａには側壁１４に近い部分を除く部分のみに放射用スロット２１が配置される。
このように放射用スロット２１を配置することにより、第２の実施の形態と同様に、プラズマ密度が高い載置台２の中央部分の上部空間でのプラズマ生成を抑制し、プラズマ密度の分布を均一化することができる。
【００６８】
また、本実施の形態では、マイクロ波供給装置４５０Ａ〜４５０Ｆにおいて、隣り合う複数の平行平板アンテナの境界をなす側壁１４〜１６の付近からはマイクロ波が放射されない。したがって、補強部材として梁を誘電体板８の下側（処理容器１の内部側）に渡して誘電体板８を下側から支えるにあたって、図１０に示すように、上述した複数の平行平板アンテナの境界に対向するように梁８２を延在させることにより、マイクロ波に対する梁８２の影響を小さくすることができる。
【００６９】
以上、本発明の種々の実施の形態について説明したが、上述した実施の形態に含まれる技術思想を相互に組み合わせたものも本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明のプラズマ処理装置は、例えばエッチング装置、アッシング装置、ＣＶＤ装置などに利用することができる。また、本発明のプラズマ処理方法は、例えばエッチング、アッシング、ＣＶＤなどの処理に利用することができる。さらに、これらのプラズマ処理装置および方法は、ＬＣＤなどのフラットパネルディスプレイの製造にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプラズマ処理装置の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すプラズマ処理装置に用いられるマイクロ波供給装置の構成の横断面図である。
【図３】マイクロ波供給装置に含まれるアンテナ装置の構成を分解して示す斜視図である。
【図４】マイクロ波供給装置の内部におけるマイクロ波の伝播を概念的に示す横断面図である。
【図５】放射用スロットの構成例を示す横断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るプラズマ処理装置に用いられるマイクロ波供給装置の構成を示す横断面図である。
【図７】図６におけるVII−VII′線方向の縦断面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係るプラズマ処理装置において、複数のマイクロ波供給装置を組み合わせて用いる場合の一構成例を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係るプラズマ処理装置において、複数のマイクロ波供給装置を組み合わせて用いる場合の他の構成例を示す図である。
【図１０】図９におけるＸ−Ｘ′線方向の縦断面図である。
【図１１】導波管スロットアンテナアレーを用いた従来のプラズマ処理装置の全体構成を示す縦断面図である。
【図１２】導波管スロットアンテナアレーを含む一部の構成の横断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１…処理容器、２…載置台、３…ＬＣＤ基板、４…マッチングボックス、５…高周波電源、６…排気口、７…ガス供給口、８…誘電体板、９…シールド材、１０，１１０，２１０，３１０Ａ，３１０Ｂ…アンテナ装置、１１，１２…平板、１１Ａ…第１の導体板、１２Ａ…第２の導体板、１１Ｂ，１２Ｂ…方形導波管のＨ面、１１Ｃ，１２Ｃ…給電用導波管のＨ面、１３…給電用導波管のＥ面（側壁）、１３Ａ…開口、１４〜１６…側壁、１５Ａ，１６Ａ…平行平板アンテナの側壁、１５Ｂ，１６Ｂ…方形導波管のＥ面、１５Ｃ，１６Ｃ…給電用導波管の端面、１７…給電用導波管のＥ面（仕切り部材）、１７Ａ…給電用窓、１８，１９…方形導波管のＥ面（仕切り部材）、２０…誘導壁、２１…放射用スロット（ハの字型スロット）、２２…遅波材、２２Ａ…勾配、２３…マイクロ波吸収材、３１，２３１…平行平板アンテナ（平行平板導波路スロットアンテナ）、３２，２３２…方形導波管アレー、３２Ａ〜３２Ｈ…方形導波管、３３，２３３…マイクロ波分配器、４１，４１Ａ，４１Ｂ…マイクロ波導波管、４２，４２Ａ，４２Ｂ…マイクロ波発振器、４３…アイリス（インピーダンス整合器）、５０，１５０，２５０，３５０Ａ，３５０Ｂ，４５０Ａ〜４５０Ｆ…マイクロ波供給装置、８１，８２…梁（補強部材）、１２１…放射用スロット（クロススロット）、２１８…仕切り部材、２６０，３６０，４６０…中央部分、Ａ〜Ｃ…領域、ＭＷ…マイクロ波。
【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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