(57)【要約】【課題】処理空間の平面方向におけるプラズマ密度を均一化させる等の所望のプラズマ密度分布を得ることが可能なプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】天井部が開口されて内部が真空引き可能になされた処理容器２４と、被処理体Ｗを載置するために処理容器内に設けられた載置台２６と、天井部の開口に気密に装着されてマイクロ波を透過する誘電体よりなる天板４０と、プラズマ発生用のマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段６２と、天板上に設けられて処理容器内に向けてマイクロ波発生手段からのマイクロ波を放射する複数のマイクロ波放射孔を有する平面アンテナ部材４６とを有するプラズマ処理装置において、天板の前記処理容器内を臨む面側に、マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部４４を設ける。【選択図】  図１
2007188722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
天井部が開口されて内部が真空引き可能になされた処理容器と、
被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた載置台と、
前記天井部の開口に気密に装着されてマイクロ波を透過する誘電体よりなる天板と、
プラズマ発生用のマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、
前記天板上に設けられて前記処理容器内に向けて前記マイクロ波発生手段からのマイクロ波を放射する複数のマイクロ波放射孔を有する平面アンテナ部材と、
を有するプラズマ処理装置において、
前記天板の前記処理容器内を臨む面側に、前記マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部を設けるように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分を伝搬するマイクロ波と、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分を伝搬するマイクロ波とでは、伝搬するマイクロ波の電磁界の分布の形である伝搬モードの種類の数が異なるように、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分の厚さ及び前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分の厚さがそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周方向に沿って複数個配列されていることを特徴とする請求項１または２記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周方向に沿って環状に形成されたリング状突起よりなることを特徴とする請求項１または２記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記伝搬強度向上突起部は、同心円状に複数配列されていることを特徴とする請求項３または４記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周辺部側に設けられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記伝搬強度向上突起部は、前記天板に不規則に分散させて設けられることを特徴とする請求項１または２記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記平面アンテナ部材の上面側にはマイクロ波の波長を短縮するための遅波材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記マイクロ波発生手段と前記平面アンテナ部材とは、前記マイクロ波発生手段からのマイクロ波をＴＥＭモードに変換するためのモード変換器を介設した導波管により接続されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分は伝搬モードがＴＭ０モードのマイクロ波を伝搬し、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分は伝搬モードがＴＭ０モードとＴＥ１モードのマイクロ波を伝搬することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記平面アンテナ部材は、前記伝搬強度向上突起部を設けていない部分と前記伝搬強度向上突起部を設けた部分とにそれぞれ対応させて前記マイクロ波放射孔を形成するようにしたことを特徴とする請求項１乃至１０記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記伝搬強度向上突起部を設けていない部分に対応するマイクロ波放射孔と前記伝搬強度向上突起部を設けた部分に対応するマイクロ波放射孔とではその寸法を異ならせて形成した複数の平面アンテナ部材が、前記天板に対して交換可能に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１３】
前記伝搬強度向上突起部を設けていない部分と前記伝搬強度向上突起部を設けた部分の内のいずれか一方に対応する部分の前記平面アンテナ部材には、マイクロ波放射孔を設けていないことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】
天井部が開口されて内部が真空引き可能になされた処理容器と、
被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた載置台と、
前記天井部の開口に気密に装着されてマイクロ波を透過する誘電体よりなる天板と、
プラズマ発生用のマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、
複数のマイクロ波放射孔を有し、該複数のマイクロ波放射孔の内の少なくとも一部のマイクロ波放射孔を連ねるようにして前記天板に別々に設けられた複数の導波管と、
を備えたプラズマ処理装置において、
前記天板の前記処理容器内を臨む面側に、前記マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部を設けるように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１５】
前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分を伝搬するマイクロ波と、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分を伝搬するマイクロ波とでは、伝搬するマイクロ波の電磁界の分布の形である伝搬モードの種類の数が異なるように、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分の厚さ及び前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分の厚さがそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項１４記載のプラズマ処理装置。
【請求項１６】
前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周方向に沿って複数個配列されていることを特徴とする請求項１４または１５記載のプラズマ処理装置。
【請求項１７】
前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周方向に沿って環状に形成されたリング状突起よりなることを特徴とする請求項１４または１５記載のプラズマ処理装置。
【請求項１８】
前記伝搬強度向上突起部は、同心円状に複数配列されていることを特徴とする請求項１６または１７記載のプラズマ処理装置。
【請求項１９】
前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周辺部側に設けられることを特徴とする請求項１４乃至１８のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項２０】
前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分は伝搬モードがＴＭ０モードのマイクロ波を伝搬し、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分は伝搬モードがＴＭ０モードとＴＥ１モードのマイクロ波を伝搬することを特徴とする請求項１４乃至１９のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項２１】
前記各導波管に伝搬させるマイクロ波の電力は、個別に制御可能になされていることを特徴とする請求項１４乃至２０のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項２２】
天井部が開口されて内部が真空引き可能になされた方形筒体状の処理容器と、
被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた載置台と、
前記天井部の開口に気密に装着されてマイクロ波を透過する誘電体よりなる方形状の天板と、
プラズマ発生用のマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、
複数のマイクロ波放射孔が形成されて前記天板上に、該天板の一方向に沿って設けられた導波管と、
を有するプラズマ処理装置において、
前記天板の前記処理容器内を臨む面側に、前記マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部を設けるように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２３】
前記伝搬強度向上突起部は所定の長さを有し、前記導波管に交差するように設けられることを特徴とする請求項２２記載のプラズマ処理装置。
【請求項２４】
前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分は伝搬モードがＴＭ０モードのマイクロ波を伝搬し、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分は伝搬モードがＴＭ０モードとＴＥ１モードのマイクロ波を伝搬することを特徴とする請求項２２または２３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、半導体ウエハ等に対してマイクロ波により生じたプラズマを作用させて処理を施す際に使用されるプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体製品の高密度化及び高微細化に伴い半導体製品の製造工程において、成膜、エッチング、アッシング等の処理のためにプラズマ処理装置が使用される場合があり、特に、０．１ｍＴｏｒｒ（１３．３ｍＰａ）〜数１０ｍＴｏｒｒ（数Ｐａ）程度の比較的圧力が低い高真空状態でも安定してプラズマを立てることができることからマイクロ波を用いて、高密度プラズマを発生させるマイクロ波プラズマ装置が使用される傾向にある。
このようなプラズマ処理装置は、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５等に開示されている。ここで、マイクロ波を用いた一般的なプラズマ処理装置を図１３を参照して概略的に説明する。図１３は従来の一般的なプラズマ処理装置を示す概略構成図である。
【０００３】
図１３において、このプラズマ処理装置２は、真空引き可能になされた処理容器４内に半導体ウエハＷを載置する載置台６を設けており、この載置台６に対向する天井部にマイクロ波を透過する円板状の窒化アルミや石英等よりなる天板８を気密に設けている。
【０００４】
そして、この天板８の上面に厚さ数ｍｍ程度の円板状の平面アンテナ部材１０と、この平面アンテナ部材１０の半径方向におけるマイクロ波の波長を短縮するための例えば誘電体よりなる遅波材１２を設置している。この遅波材１２の上方には、内部に冷却水を流す冷却水流路が形成された天井冷却ジャケット１４が設けられており、遅波材１２等を冷却するようになっている。そして、平面アンテナ部材１０には多数の、例えば長溝状の貫通孔よりなるマイクロ波放射孔１６が形成されている。このマイクロ波放射孔１６は一般的には、同心円状に配置されたり、或いは渦巻状に配置されている。
【０００５】
そして、平面アンテナ部材１０の中心部に同軸導波管１８の内部導体２０を接続して図示しないマイクロ波発生器より発生した、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を導くようになっている。そして、マイクロ波をアンテナ部材１０の半径方向へ放射状に伝搬させつつ平面アンテナ部材１０に設けたマイクロ波放射孔１６からマイクロ波を放出させてこれを天板８に透過させて、下方の処理容器４内へマイクロ波を導入し、このマイクロ波により処理容器４内の処理空間ＳにプラズマＰを立てて半導体ウエハＷにエッチングや成膜などの所定のプラズマ処理を施すようになっている。
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１９１０７３号公報
【特許文献２】特開平５−３４３３３４号公報
【特許文献３】特開平９−１８１０５２号公報
【特許文献４】特開２００３−５９９１９号公報
【特許文献５】特開２００４−１４２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記したようなプラズマ処理装置を用いて、成膜やエッチング等のプラズマ処理を行う場合には、プロセスの種類に応じて処理空間ＳにおけるプラズマＰの密度の分布を制御するのが好ましい。例えば多くのプラズマ処理では、プラズマ密度をウエハの面内方向に均一化して高い面内均一性を必要とすることが望まれ、また、或る種のプラズマ処理では、部分的にプラズマの密度を濃くしたり、或いは薄くしたりしてプラズマ密度を偏在させてプラズマ密度に分布を持たせたい場合もある。
【０００８】
この場合、一般的には、平面アンテナ部材１０に形成されているマイクロ波放射孔１６の分布や形状等を適当に変化させて、処理容器４内におけるプラズマ密度をできるだけ均一化したり、プラズマの所望の密度分布を実現しようとする試みがなされている。しかしながら、処理容器４内中のプラズマの挙動については制御が非常に難しく、プロセス条件の僅かな変化により、プラズマの挙動が大きく変化してしまったり、隣接するマイクロ波放射孔１６から導入されるマイクロ波同士が干渉したりし、この結果、プラズマ処理の面内均一性を十分に維持し得なかったり、プラズマの所望の密度分布が得られない場合もあった。
【０００９】
特に、天板８を透過して処理容器４内に伝搬したマイクロ波は、処理空間Ｓに形成されたプラズマＰによりその侵入が阻害されて、天板８の直下の平面方向へ表面波２１として伝搬することになるが、この表面波２１は定在波となって伝搬するので、この定在波に起因するプラズマ密度の濃淡が常に発生することになり、所望するプラズマ密度分布の実現がかなり困難であった。
この場合、上記特許文献４、５に示されるように、天板の表面に凹凸部を設けてプラズマ密度を制御することも検討されているが、上記マイクロ波の伝搬効率はマイクロ波放射孔の形状や配列パターン、特に天板の表面形状に強く依存するので最適化するのが困難であった。
【００１０】
特にウエハサイズが８インチから１２インチへと大口径化すると共に、更なる微細化及び薄膜化が推進されている今日において、上記した問題点の解決が強く望まれている。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、処理容器の天板の形状を最適化することにより、例えば処理空間の平面方向におけるプラズマ密度を均一化させる等の所望のプラズマ密度分布を得ることが可能な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】
【００１１】
本発明者等は、マイクロ波の伝搬について鋭意研究した結果、伝搬するマイクロ波の電磁界の分布の形である伝搬モードと天板の表面形状との間に密接な関係が存在する、という知見を得ることにより、本発明に至ったものである。
【００１２】
請求項１に係る発明は、天井部が開口されて内部が真空引き可能になされた処理容器と、被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた載置台と、前記天井部の開口に気密に装着されてマイクロ波を透過する誘電体よりなる天板と、プラズマ発生用のマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、前記天板上に設けられて前記処理容器内に向けて前記マイクロ波発生手段からのマイクロ波を放射する複数のマイクロ波放射孔を有する平面アンテナ部材と、を有するプラズマ処理装置において、前記天板の前記処理容器内を臨む面側に、前記マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部を設けるように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置である。
【００１３】
このように、マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部を設けるようにしたので、この伝搬強度向上突起部の直下のマイクロ波の伝搬強度が大きくなり、この結果、この伝搬強度向上突起部の直下におけるプラズマの密度を向上させることができる。
従って、例えばプラズマ密度が低くなる傾向にある領域に対応させて上記伝搬強度向上突起部を設けたりすることにより、プラズマ密度の面内均一性を向上させることができる等の所望のプラズマ密度分布を形成することができる。
【００１４】
この場合、例えば請求項２に規定するように、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分を伝搬するマイクロ波と、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分を伝搬するマイクロ波とでは、伝搬するマイクロ波の電磁界の分布の形である伝搬モードの種類の数が異なるように、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分の厚さ及び前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分の厚さがそれぞれ設定されている。
また例えば請求項３に規定するように、前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周方向に沿って複数個配列されている。
また例えば請求項４に規定するように、前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周方向に沿って環状に形成されたリング状突起よりなる。
【００１５】
また例えば請求項５に規定するように、前記伝搬強度向上突起部は、同心円状に複数配列されている。
また例えば請求項６に規定するように、前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周辺部側に設けられる。
また例えば請求項７に規定するように、前記伝搬強度向上突起部は、前記天板に不規則に分散させて設けられる。
また例えば請求項８に規定するように、前記平面アンテナ部材の上面側にはマイクロ波の波長を短縮するための遅波材が設けられている。
【００１６】
また例えば請求項９に規定するように、前記マイクロ波発生手段と前記平面アンテナ部材とは、前記マイクロ波発生手段からのマイクロ波をＴＥＭモードに変換するためのモード変換器を介設した導波管により接続されている。
また例えば請求項１０に規定するように、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分は伝搬モードがＴＭ０モードのマイクロ波を伝搬し、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分は伝搬モードがＴＭ０モードとＴＥ１モードのマイクロ波を伝搬する。
また例えば請求項１１に規定するように、前記平面アンテナ部材は、前記伝搬強度向上突起部を設けていない部分と前記伝搬強度向上突起部を設けた部分とにそれぞれ対応させて前記マイクロ波放射孔を形成する。
【００１７】
また例えば請求項１２に規定するように、前記伝搬強度向上突起部を設けていない部分に対応するマイクロ波放射孔と前記伝搬強度向上突起部を設けた部分に対応するマイクロ波放射孔とではその寸法を異ならせて形成した複数の平面アンテナ部材が、前記天板に対して交換可能に設けられている。
また例えば請求項１３に規定するように、前記伝搬強度向上突起部を設けていない部分と前記伝搬強度向上突起部を設けた部分の内のいずれか一方に対応する部分の前記平面アンテナ部材には、マイクロ波放射孔を設けていない。
【００１８】
請求項１４に係る発明は、天井部が開口されて内部が真空引き可能になされた処理容器と、被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた載置台と、前記天井部の開口に気密に装着されてマイクロ波を透過する誘電体よりなる天板と、プラズマ発生用のマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、複数のマイクロ波放射孔を有し、該複数のマイクロ波放射孔の内の少なくとも一部のマイクロ波放射孔を連ねるようにして前記天板に別々に設けられた複数の導波管と、を備えたプラズマ処理装置において、前記天板の前記処理容器内を臨む面側に、前記マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部を設けるように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置である。
【００１９】
この場合、例えば請求項１５に規定するように、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分を伝搬するマイクロ波と、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分を伝搬するマイクロ波とでは、伝搬するマイクロ波の電磁界の分布の形である伝搬モードの種類の数が異なるように、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分の厚さ及び前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分の厚さがそれぞれ設定されている。
また例えば請求項１６に規定するように、前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周方向に沿って複数個配列されている。
また例えば請求項１７に規定するように、前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周方向に沿って環状に形成されたリング状突起よりなる。
また例えば請求項１８に規定するように、前記伝搬強度向上突起部は、同心円状に複数配列されている。
【００２０】
また例えば請求項１９に規定するように、前記伝搬強度向上突起部は、前記天板の周辺部側に設けられる。
また例えば請求項２０に規定するように、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分は伝搬モードがＴＭ０モードのマイクロ波を伝搬し、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分は伝搬モードがＴＭ０モードとＴＥ１モードのマイクロ波を伝搬する。
また例えば請求項２１に規定するように、前記各導波管に伝搬させるマイクロ波の電力は、個別に制御可能になされている。
【００２１】
請求項２２に係る発明は、天井部が開口されて内部が真空引き可能になされた方形筒体状の処理容器と、被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた載置台と、前記天井部の開口に気密に装着されてマイクロ波を透過する誘電体よりなる方形状の天板と、プラズマ発生用のマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、複数のマイクロ波放射孔が形成されて前記天板上に、該天板の一方向に沿って設けられた導波管と、を有するプラズマ処理装置において、前記天板の前記処理容器内を臨む面側に、前記マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部を設けるように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置である。
【００２２】
この場合、例えば請求項２３に規定するように、前記伝搬強度向上突起部は所定の長さを有し、前記導波管に交差するように設けられる。
また例えば請求項２４に規定するように、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けていない部分は伝搬モードがＴＭ０モードのマイクロ波を伝搬し、前記天板の伝搬強度向上突起部を設けた部分は伝搬モードがＴＭ０モードとＴＥ１モードのマイクロ波を伝搬する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係るプラズマ処理装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部を設けるようにしたので、この伝搬強度向上突起部の直下のマイクロ波の伝搬強度が大きくなり、この結果、この伝搬強度向上突起部の直下におけるプラズマの密度を向上させることができる。
従って、例えばプラズマ密度が低くなる傾向にある領域に対応させて上記伝搬強度向上突起部を設けたりすることにより、プラズマ密度の面内均一性を向上させることができる等の所望のプラズマ密度分布を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明に係るプラズマ処理装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
＜第１実施例＞
図１は本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施例を示す構成図、図２は図１に示すプラズマ処理装置の平面アンテナ部材を示す平面図、図３は天板を示す断面図、図４は天板の下面を示す平面図、図５は天板の厚さと伝搬係数がマイクロ波の伝搬モードに与える影響を示すグラフである。
【００２５】
図示するようにこのプラズマ処理装置２２は、例えば側壁や底部がアルミニウム等の導体により構成されて、全体が筒体状、例えば円筒体状に成形された処理容器２４を有しており、内部は密閉された処理空間Ｓとして構成されて、この処理空間Ｓにプラズマが形成される。この処理容器２４自体は接地されている。
【００２６】
この処理容器２４内には、上面に被処理体としての例えば半導体ウエハＷを載置する載置台２６が収容される。この載置台２６は、例えばアルマイト処理したアルミニウム等により平坦になされた略円板状に形成されており、例えば絶縁性材料よりなる支柱２８を介して容器底部より起立されている。
上記載置台２６の上面には、ここにウエハを保持するための静電チャック或いはクランプ機構（図示せず）が設けられる。尚、この載置台２６を例えば１３．５６ＭＨｚのバイアス用高周波電源に接続する場合もある。また必要に応じてこの載置台２６中に加熱用ヒータを設けてもよい。
【００２７】
上記処理容器２４の側壁には、ガス供給手段として、容器内にプラズマ用ガス、例えばアルゴンガスを供給する石英パイプ製のプラズマガス供給ノズル３０や処理ガス、例えばデポジションガスを導入するための例えば石英パイプ製の処理ガス供給ノズル３２が設けられており、これらの各ノズル３０、３２より上記各ガスを流量制御しつつ供給できるようになっている。尚、上記ガス供給手段として例えば石英製のシャワーヘッド等を用いる場合もある。
【００２８】
また、容器側壁には、この内部に対してウエハを搬入・搬出する時に開閉するゲートバルブ３４が設けられている。また、容器底部には、排気口３６が設けられると共に、この排気口３６には図示されない真空ポンプや圧力調整弁が介接された排気路３８が接続されており、必要に応じて処理容器２４内を所定の圧力まで真空引きできるようになっている。
そして、処理容器２４の天井部は開口されて、ここに例えば石英やセラミック材等よりなるマイクロ波に対しては透過性を有する天板４０がＯリング等のシール部材４２を介して気密に設けられる。この天板４０の厚さは耐圧性を考慮して例えば２０ｍｍ程度に設定される。そして、この天板４０の下面であって処理容器２４を臨む面側には、マイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて本発明の特徴とする伝搬強度向上突起部４４が形成される。尚、この伝搬強度向上突起部４４の構造については後述する。
【００２９】
そして、この天板４０の上面に、円板状の平面アンテナ部材４６と高誘電率特性を有する遅波材４８とが順次設けられる。具体的にはこの平面アンテナ部材４６は、上記遅波材４８の上方全面を覆う導電性の中空円筒状容器よりなる導波箱５０の底板として構成され、前記処理容器２４内の上記載置台２６に対向させて設けられる。
【００３０】
この導波箱５０及び平面アンテナ部材４６の周辺部は共に接地されると共に、この導波箱５０の上部の中心には、同軸導波管５２の外管５２Ａが接続され、内部の内部導体５２Ｂは、上記遅波材４８の中心の貫通孔５４を通って上記平面アンテナ部材４６の中心部に接続される。そして、この同軸導波管５２は、モード変換器５６及び矩形導波管５８を介してマッチング６０を有する例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波発生器（マイクロ波発生手段）６２に接続されており、上記平面アンテナ部材４６へマイクロ波を伝搬するようになっている。従って、上記モード変換器５６は、矩形導波管５８と同軸導波管５２とよりなる導波管の途中に介設されることになる。
【００３１】
ここで上記マイクロ波発生器６２からは例えばＴＥモードのマイクロ波が放出され、これがモード変換器５６にて例えばＴＥＭモードに変換されて同軸導波管５２内を伝搬されて行く。この周波数は２．４５ＧＨｚに限定されず、他の周波数、例えば８．３５ＧＨｚを用いてもよい。尚、上記導波箱５０の上部に図示しない天井冷却ジャケットを設けるようにしてもよい。そして、上記導波箱５０内であって、平面アンテナ部材４６の上面側に設けた高誘電率特性を有する遅波材４８は、この波長短縮効果により、マイクロ波の管内波長を短くしている。この遅波材４８としては、例えば窒化アルミ等を用いることができる。
【００３２】
上記平面アンテナ部材４６は、８インチサイズのウエハ対応の場合には、例えば直径が３００〜４００ｍｍ、厚みが１〜数ｍｍの導電性材料よりなる、例えば表面が銀メッキされた銅板或いはアルミ板よりなり、この円板には、図２にも示すように例えば長溝状の貫通孔よりなる多数のマイクロ波放射孔６４が形成されている。このマイクロ波放射孔６４の配置形態は、特に限定されず、例えば同心円状、渦巻状、或いは放射状に配置させてもよいし、アンテナ部材全面に均一になるように分布させてもよい。ここでは例えばマイクロ波放射孔６４は、この２個を互いに僅かに離間させてＴの字状に配置して一対の組（ペア）を形成している。
【００３３】
そして、上記天板４０の下面には、上述したようにマイクロ波の伝搬強度を大きくすべき部分に対応させて伝搬強度向上突起部４４が設けられている。この伝搬強度向上突起部４４は、上記天板４０と同じ材料で形成され、例えば石英よりなる。具体的には、この伝搬強度向上突起部４４は、ここでは図４にも示すように、天板４０の周方向に沿って環状に成形されたリング状突起６６よりなり、ここではこのリング状突起６６は天板４０の周辺部に同心円状に２個設けられている。尚、このリング状突起６６の個数は２個に限定されない。
【００３４】
またリング状突起６６は図３にも示すように、断面矩形状になされて所定の厚さを有している。このように、伝搬強度向上突起部４４を天板４０の周辺部に設けた理由は、ここではプラズマ密度分布を面内方向で均一化することを目的としており、しかも従来装置に用いた一般的な平板形状の天板ではウエハ周辺部のプラズマ密度が低くなる傾向にあるので、上記周辺部のプラズマ密度を上げてこのプラズマ密度分布を均一化させるために、上述のように伝搬強度向上突起部４４を天板４０の周辺部に設けている。
【００３５】
ここで、本発明では上記伝搬強度向上突起部４４を設けた部分を伝搬するマイクロ波と、上記伝搬強度向上突起部４４を設けていない部分を伝搬するマイクロ波とでは、伝搬するマイクロ波の電磁界の分布の形、すなわち伝搬モードの種類の数が異なるように、上記天板４０の伝搬強度向上突起部４４を設けた部分の厚さＨ１及び上記天板４０の伝搬強度向上突起部４４を設けていない部分の厚さＨ２がそれぞれ設定されている。
【００３６】
換言すれば、伝搬強度向上突起部４４を設けた厚さＨ１の天板４０の部分を伝搬するマイクロ波と伝搬強度向上突起部４４を設けていない厚さＨ２の天板４０の部分を伝搬するマイクロ波とでは、その伝搬モードの種類の数が異なるように上記各厚さＨ１、Ｈ２がそれぞれ設定されている。従って、例えば厚さＨ１の部分を伝搬するマイクロ波は、ＴＭ０モードとＴＥ１モードの２種類であり、厚さＨ２の部分を伝搬するマイクロ波はＴＭ０モードの１種類だけである。従って、ＴＭ０モードのみ伝搬する厚さＨ２の部分よりも、ＴＭ０モードとＴＥ１モードが共に伝搬する厚さＨ１の部分のマイクロ波伝搬強度を大きくでき、この部分のプラズマ密度を向上させることができるようになっている。
この場合、上記伝搬強度向上突起部４４の幅Ｍ１は特に限定されないが、好ましくはマイクロ波の真空中の波長λｏのλｏ／４〜λｏ／２程度の範囲内がよい。
【００３７】
次に、以上のように構成されたプラズマ処理装置２２を用いて行なわれる処理方法について図６も参照して説明する。図６は本発明装置の天板においてマイクロ波が表面波として伝搬する時の一例を示す図である。
まず、ゲートバルブ３４を介して半導体ウエハＷを搬送アーム（図示せず）により処理容器２４内に収容し、リフタピン（図示せず）を上下動させることによりウエハＷを載置台２６の上面の載置面に載置する。
【００３８】
そして、処理容器２４内を所定のプロセス圧力、例えば０．０１〜数Ｐａの範囲内に維持して、プラズマガス供給ノズル３０から例えばアルゴンガスを流量制御しつつ供給すると共に処理ガス供給ノズル３２から処理態様に応じて例えば成膜処理であるならば成膜用ガスを、エッチング処理であるならばエッチングガスを流量制御しつつ供給する。同時にマイクロ波発生器６２にて発生したマイクロ波を、矩形導波管５８及び同軸導波管５２を介して平面アンテナ部材４６に供給して処理空間Ｓに、遅波材４８によって波長が短くされたマイクロ波を導入し、これにより処理空間Ｓにプラズマを発生させて所定のプラズマ処理を行う。
【００３９】
ここで、マイクロ波発生器６２にて発生した例えば２．４５ＧＨｚのＴＥモードのマイクロ波は矩形導波管５８を伝搬した後に、モード変換器５６にてＴＥＭモードへ変換され、このＴＥＭモードのマイクロ波は上記したように同軸導波管５２内を伝搬して導波箱５０内の平面アンテナ部材４６に到達し、内部導体５２Ｂの接続された円板状の平面アンテナ部材４６の中心部から放射状に周辺部に伝搬される間に、この平面アンテナ部材４６に多数形成されたマイクロ波放射孔６４から天板４０を透過させて平面アンテナ部材４６の直下の処理空間Ｓにマイクロ波を導入する。このマイクロ波により励起されたアルゴンガスがプラズマ化し、この下方に拡散してここで処理ガスを活性化して活性種を作り、この活性種の作用でウエハＷの表面に所定のプラズマ処理が施されることになる。
【００４０】
ここで従来装置のように天板（図１３参照）の表面形状が完全に平坦な状態の場合には、上記天板８の平面方向において伝搬するマイクロ波に定在波が立ち、このためプラズマ密度に濃淡が生じ、またマイクロ波同士が干渉し合って処理容器４（図１３参照）内のプロセス条件の僅かな変動等によって処理容器４内のプラズマ密度の面内均一性がかなり変動し、この結果、プラズマ処理の面内均一性に悪影響を及ぼしていた。
【００４１】
これに対して、本発明装置の場合には、上記伝搬強度向上突起部４４を設けた部分を伝搬するマイクロ波と、上記伝搬強度向上突起部４４を設けていない部分を伝搬するマイクロ波とでは、伝搬するマイクロ波の電磁界の分布の形、すなわち伝搬モードの種類の数が異なるように、上記天板４０の伝搬強度向上突起部４４を設けた部分の厚さＨ１及び上記天板４０の伝搬強度向上突起部４４を設けていない部分の厚さＨ２がそれぞれ設定されている。
【００４２】
換言すれば、伝搬強度向上突起部４４を設けた厚さＨ１の天板４０の部分を伝搬するマイクロ波と伝搬強度向上突起部４４を設けていない厚さＨ２の天板４０の部分を伝搬するマイクロ波とでは、その伝搬モードの種類の数が異なるように上記各厚さＨ１、Ｈ２がそれぞれ設定されている。従って、図６に示すように例えば厚さＨ１の部分を伝搬するマイクロ波は、ＴＭ０モードのマイクロ波ＴＭ０とＴＥ１モードのマイクロ波ＴＥ１の２種類であり、厚さＨ２の部分を伝搬するマイクロ波はＴＭ０モードのマイクロ波ＴＭ０の１種類だけである。従って、ＴＭ０モードのみ伝搬する厚さＨ２の部分よりも、ＴＭ０モードとＴＥ１モードが共に伝搬する厚さＨ２の部分のマイクロ波伝搬強度を大きくでき、この部分のプラズマ密度を向上させることができる。
【００４３】
従って、図１３に示すような天板８の形状が平坦な一般的な天板形状では、天板８の周辺部のプラズマ密度が低くなる傾向にあるが、このような場合に、ウエハ面内方向におけるプラズマ密度の均一性を目的として、本発明装置のように天板４０の周辺部に伝搬強度向上突起部４４を設けることにより、上述のようにこの部分のマイクロ波の伝搬強度を上げてプラズマ密度を選択的に向上させることができ、この結果、ウエハ面内方向（処理空間Ｓの平面方向）におけるプラズマ密度の均一性を向上させることができる。
【００４４】
この点を、図５を参照してより詳しく説明する。前述したように、図５は天板４０の厚さとマイクロ波の伝搬係数がマイクロ波の伝搬モードに与える影響を示すグラフである。
図５において横軸は”ｄ／λｏ”を取り、縦軸には”β／ｋｏ”を取っており、マイクロ波の伝搬モードに関してはＴＭ０〜ＴＭ２及びＴＥ１〜ＴＥ３に関して調べている。ここで、”ｄ”は天板４０の厚さを示し、”λｏ”はマイクロ波の真空中の波長を示し、２．４５ＧＨｚのマイクロ波の場合はλｏ＝１２２ｍｍ程度である。従って、横軸の”ｄ／λｏ＝１”の点は、天板４０厚さがマイクロ波の１波長に相当する厚さに設定された点を示している。
【００４５】
この図５は比誘電率が”３．７８”の石英の場合を示しており、他の誘電体、例えばアルミナ等も数値は異なるが図５に示す場合と同様な特性を示す。
また”β”はマイクロ波の伝搬定数であり、”ｋｏ”は波数である。ここで”β／ｋｏ”により伝搬定数を規格化（標準化）している。また縦軸に関しては、値が大きい程、マイクロ波を効率良く伝搬し、”β／ｋｏ≦１”の領域ではマイクロ波は減衰してこれを通さなくなり、各伝搬モードの曲線と”β／ｋｏ＝１”の時の交点で定まる”ｄ”が天板４０のカットオフ厚みとなる。
【００４６】
例えばＴＭ０モードの曲線に関しては”ｄ／λｏ＝０”なので、カットオフ天板厚みｄは”０”（ｄ＝０）であることが判る、すなわちＴＭ０モードのマイクロ波は、天板４０がどんな厚みでも伝搬することを意味する。
またＴＥ１モードの曲線に関しては、”ｄ／λｏ≒０．１５”なので、カットオフ天板厚みｄは”１８．３ｍｍ”（ｄ＝０．１５×λｏ）であることが判る。すなわち、天板４０の厚さｄを１８．３ｍｍよりも小さくすると、ＴＭ０モードのマイクロ波は伝搬するが、ＴＥ１モードのマイクロ波は伝搬しないことになる。
【００４７】
従って、例えば”ｄ／λｏ＝０．５”となるように天板厚さｄ（＝６１ｍｍ）を設定すれば、ＴＭ０、ＴＥ１、ＴＭ１、ＴＥ２の４種類の各モードのマイクロ波は伝搬するが、ＴＭ２及びＴＥ３の２種類の各モードのマイクロ波は伝搬しないことが判る。従って、天板４０の形状として、厚さｄの異なる部分を設けておけば、各厚さｄに対応したモード数のマイクロ波を伝搬できることになる。
【００４８】
ここで図５中の各伝搬モード（比誘電率”３．７８”の石英を伝搬するマイクロ波）の曲線が”β／ｋｏ＝１”の横軸との交点の正確な値を示すと、ＴＭ０モードは”０”、ＴＥ１モードは”０．１４９９”、ＴＭ１モードは”０．２９９９”、ＴＥ２モードは”０．４４９８”、ＴＭ２モードは”０．５９９８”、ＴＥ３モードは”０．７４９７”である。また比誘電率が”９．８”のアルミナの場合は、ＴＭ０モードは”０”、ＴＥ１モードは”０．０８４３”、ＴＭ１モードは”０．１６８５”、ＴＥ２モードは”０．２５２８”、ＴＭ２モードは”０．３３７１”、ＴＥ３モードは”０．４２１４”である。
【００４９】
そして、本発明では、一例として図５中の横軸がＴＭ１モード及びＴＥ１モードの両曲線と交差する点、すなわち”０．３”と”０．１５”の範囲内の一点、例えば点Ｐ１で定まる天板厚さ”Ｈ１”とし、横軸がＴＥ１モード及びＴＭ０モードの両曲線と交差する点、すなわち”０．１５”と”０”の範囲内の一点、例えば点Ｐ２で定まる天板厚さを”Ｈ２”としている。これにより、図６において説明したように、厚さＨ１の天板４０の部分の直下ではＴＥ１モードとＴＭ０モードの２種類のモードのマイクロ波がそれぞれ伝搬するようになり、これに対して、厚さＨ２の天板４０の部分の直下ではＴＭ０モードである１種類のモードのマイクロ波が伝搬することになる。すなわち上記両部分で伝搬するマイクロ波のモードの種類の数が異なることになる。
【００５０】
従って、上述したようにこの場合には、プラズマ密度が中心側と比較して低下する傾向にある天板４０の周辺部におけるマイクロ波の伝搬強度を上げて補償することができるので、マイクロ波の強度を均一化してプラズマ密度の面内均一性を高めることができる。尚、この場合、隣接する伝搬強度向上突起部４４を伝搬する例えばＴＥ１モードのマイクロ波は互いに干渉することはない。
このように、マイクロ波の伝搬強度、すなわちプラズマ密度を向上させたい部分に対応させて伝搬強度向上突起部４４を設けることにより、その部分の直下のプラズマ密度を選択的に向上させるこができる。
【００５１】
この場合、図５中における点Ｐ１、Ｐ２は、任意の位置に設定することができ、その設定位置に応じて伝搬できる搬送モードの種類が変わることになる。尚、平面アンテナ部材４６に入力される必要な種類の伝搬モードのマイクロ波は、遅波材４８や同軸導波管５２を用いない場合には、モード変換器５６にてモード変換により発生させてもよい。
上記実施例では、伝搬強度向上突起部４４としてリング状突起６６を２個同心円状に設けたが、これに限定されず、例えば図７に示すように形成してもよい。図７は伝搬強度向上突起部の配列の変形例を示す平面図である。図７（Ａ）に場合には、小さな円柱状の伝搬強度向上突起部４４を上記リング状突起６６のリング形状に沿うように多数個同心円状に配列している。この場合にも、図６において説明したと同様な作用効果を発揮することができる。
【００５２】
また図７（Ｂ）に示す場合には、上記円柱状の伝搬強度向上突起部よりも少し大きい円柱状の伝搬強度向上突起部４４を不規則に分散させてランダムに設けている。この場合には、上記伝搬強度向上突起部４４の配列に応じた状態でランダムな状態でプラズマ密度を向上させることができる。
またプラズマ処理の種類によっては、意図的にプラズマ密度に濃淡の分布を持たせたいような処理もあり、そのような場合には、プラズマ密度を濃くしたい部分に対応させて、天板４４に上記伝搬強度向上突起部４４を設けるようにすればよく、いずれの部分に伝搬強度向上突起部４４を設けるかは、プラズマ密度の設計時の大きさに依存することになる。
【００５３】
また、図２に示す場合には、平面アンテナ部材４６の広範囲に亘ってマイクロ波放射孔６４を設けているが、少なくとも伝搬強度向上突起部４４に直上にはマイクロ波放射孔６４を必ず設けるようにし、この伝搬強度向上突起部４４には必ず所定の伝搬モードのマイクロ波が伝搬するように構成するのがよい。
【００５４】
また、天板４０上に設けた平面アンテナ部材４６を交換可能にし、それぞれにマイクロ波の放射量が異なるようなマイクロ波放射孔を設け、プラズマ密度分布の種々の態様が実現できるようにしてもよい。図８はこのようにマイクロ波の放射量が異なる種々の平面アンテナ部材の一例を示す部分拡大図である。この図示例においては、マイクロ波放射孔の平面図を模式的に併記してある。図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に示す各平面アンテナ部材４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃにおいて、伝搬強度向上突起部４４に対応させて設けたマイクロ波放射孔６４Ａの長さＬ１と幅Ｗ１は、それぞれ図８（Ａ）〜図８（Ｃ）において同じである。
【００５５】
これに対して、伝搬強度向上突起部４４を設けてない部分に対応させて設けたマイクロ波放射孔６４Ｂは、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）においてその寸法を少しずつ変えてマイクロ波の放射量が次第に少なくなるように設定している。すなわち、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に亘ってマイクロ波放射孔６４Ｂの長さＬ２は全て同じであるが、幅Ｗ２は次第に小さくし、このマイクロ波放射孔６４Ｂからの放射量が次第に少なくなるように設定している。尚、幅Ｗ２に代えて長さＬ２を次第に小さくしたり、或いは幅Ｗ２と長さＬ２の両方を次第に小さくするようにしてもよい。
【００５６】
従って、図８に示すような複数種類の平面アンテナ部材４６Ａ〜４６Ｃを予め用意しておけば、天板４０を取り替えることなく、すなわち処理容器２４内を大気開放することなく平面アンテナ部材を取り替えるだけで、所望のプラズマ密度分布を実現することができる。また、場合によっては伝搬強度向上突起部４４を設けていない部分に対応するマイクロ波放射孔６４Ｂを設けないように構成して、伝搬強度向上突起部４４の部分のみにマイクロ波を伝搬させるようにしてもよい。
【００５７】
＜第２実施例＞
次に、本発明のプラズマ処理装置の第２実施例について説明する。
先の第１実施例では天板４０の上面に平板アンテナ部材４６を設けたが、この第２実施例では平面アンテナ部材４６を設けないで、アンテナを兼用する導波管を直接設けるようにしている。
図９はこのような本発明のプラズマ処理装置の第２実施例を示す断面図、図１０は第２実施例の上面を示す概略平面図である。尚、図１乃至図６に示す構成部分と同一構成部分については、同一参照符号を付してその説明を省略する。
【００５８】
図９及び図１０に示すように、ここでは天板４０の上面側には、先に説明したような平面アンテナ部材４６（図１参照）は設けられておらず、これに代えて天板４０に設けた伝搬強度向上突起部４４の設置位置に対応させて、ここではリング状になされた２つの導波管６８Ａ、６８Ｂが同心円状に設けられている。ここでは上記導波管６８Ａ、６８Ｂとして矩形（方形）導波管が用いられており、その矩形導波管の底面に、図２に示した構造と同様な構造のマイクロ波放射孔６４Ａ、６４Ｂがそれぞれその周方向に沿って複数個形成されている。そして、これらの導波管６８Ａ、６８Ｂは、それぞれこれらに連結された別々の導波管７０Ａ、７０Ｂを介して個別に接続されており、それぞれ個別にマイクロ波の出力電力を制御できるようになっている。
【００５９】
従って、この第２実施例の構成によれば、天板４０の周辺部である伝搬強度向上突起部４４を設けた部分に集中的にマイクロ波を伝搬させて導入することができる。また、隣接する導波管６８Ａ、６８Ｂの各マイクロ波放射孔６４Ａ、６４Ｂから伝搬するマイクロ波を互いに干渉させることなく、それぞれの対応する伝搬強度向上突起部４４側へ伝搬させることができる。
特に、プラズマ密度分布を制御する場合には、各導波管６８Ａ、６８Ｂへ供給するマイクロ波の出力電力を個別に制御すればよく、容易に所望するプラズマ密度の分布態様を得ることができる。本実施例では、導波管６８Ａ、６８Ｂへ、例えばＴＥ１モードとＴＥ２モードのマイクロ波を流せばよい。
【００６０】
この場合にも、伝搬強度向上突起部４４の設置数は２個に限定されず、更に少ない、或いは多い数の例えばリング状の伝搬強度向上突起部４４を設けるようにしてもよく、この場合には、それぞれ対応させて天板４０の上面側に導波管を設けるようにする。
また、ここでは各導波管６８Ａ、６８Ｂに対応させて個別にマイクロ波発生器６２Ａ、６２Ｂを設けたが、これに限定されず、マイクロ波発生器を１つだけ設け、そして、伝搬途中の経路に分岐管を設けて各導波管６８Ａ、６８Ｂへそれぞれマイクロ波を分岐させて伝搬させるようにしてもよい。
【００６１】
この場合、分岐後の経路途中に減衰率が可変になされた減衰器を設けておけば、各導波管６８Ａ、６８Ｂに供給するマイクロ波の電力を個別に制御することができる。尚、上記導波管６８Ａ、６８Ｂ内に伝搬するマイクロ波の波長を短縮するための遅波材を設けるようにしてもよい。
【００６２】
＜第３実施例＞
次に、本発明のプラズマ処理装置の第３実施例について説明する。
先の第１実施例及び第２実施例では、半導体ウエハのような円形の被処理体についてプラズマ処理を施す場合を例にとって説明したが、これに限定されず、被処理体としてＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）基板のような例えば方形状の透明なガラス基板よりなる被処理体を処理するプラズマ処理装置についても本発明を適用することができる。
【００６３】
図１１はこのような本発明のプラズマ処理装置の第３実施例を示す断面図、図１２は第３実施例の上面を示す概略斜視図である。尚、図１乃至図６に示す構成部分と同一構成部分については、同一参照符号を付してその説明を省略する。
図１１及び図１２に示すように、ここでは処理容器２４及び天板４０の各形状は円形ではなく、ＬＣＤ基板の形状に合わせて方形状にそれぞれ形成されている。そして、ここでは伝搬強度向上突起部４４は、伝搬強度を上げるべき部分に対応させて天板４０に所定のピッチで全面に亘って設けられている。
【００６４】
図１２にも示すように、各伝搬強度向上突起部４４は棒状に所定の長さだけ天板４０の幅方向へ延びている。そして、上記各伝搬強度向上突起部４４とこの長さ方向中央部において交差するように、すなはち、ここでは直交するように上記天板４０の長さ方向に沿ってアンテナを兼用する導波管７４が設けられている。この場合にも平面アンテナ部材４６（図１参照）を設けていない。ここでは、上記導波管７４として矩形（方形）導波管が用いられており、その矩形導波管の底部に、図２に示した構造と同様な構造のマイクロ波放射孔６４Ｃが複数個形成されている。そして、当然のこととしてこのマイクロ波放射孔６４Ｃは、上記天板４０に対応する部分のみに設けられる。この場合、このマイクロ波放射孔６４Ｃは、少なくとも伝搬強度向上突起部４４を設けた位置に対応させて設け、この伝搬強度向上突起部４４の真下の部分でのマイクロ波の伝搬強度を大きくするようになっている。
【００６５】
尚、図１１においては、上記マイクロ波放射孔６４Ｃは伝搬強度向上突起部４４に対応する部分及び対応しない部分の双方の領域に亘って形成されている。そして、この導波管７４に２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するマイクロ波発生器６２が接続されており、例えばＴＥ１モードとＴＥ２モードのマイクロ波を供給できるようになっている。
この第３実施例の構成の場合にも、天板４０において伝搬強度向上突起部４４を設けた部分の直下に集中的にマイクロ波を伝搬させて導入することができ、所望のプラズマ密度分布を得ることができる。またこの導波管６８Ｃ内に伝搬するマイクロ波の波長を短縮するための遅波材を設けるようにしてもよい。
【００６６】
尚、本実施例では、遅波材４８や天板４０の誘電体材料として石英を用いた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、セラミック材、例えばアルミナ（Ａｌ２ Ｏ３ ）、窒化アルミ（ＡｌＮ）、窒化シリコン（Ｓｉ３ Ｎ４ ）等も用いることができる。
また用いるマイクロ波の周波数は２．４５ＧＨｚに限定されず、例えば数１００ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲内で使用することができる。
またここで説明したプラズマ処理装置２２の構成は単に一例を示したに過ぎず、これに限定されないのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施例を示す構成図である。
【図２】図１に示すプラズマ処理装置の平面アンテナ部材を示す平面図である。
【図３】天板を示す断面図である。
【図４】天板の下面を示す平面図である。
【図５】天板の厚さと伝搬係数がマイクロ波の伝搬モードに与える影響を示すグラフである。
【図６】本発明装置の天板においてマイクロ波が表面波として伝搬する時の一例を示す図である。
【図７】伝搬強度向上突起部の配列の変形例を示す平面図である。
【図８】マイクロ波の放射量が異なる種々の平面アンテナ部材の一例を示す部分拡大図である。
【図９】本発明のプラズマ処理装置の第２実施例を示す断面図である。
【図１０】第２実施例の上面を示す概略平面図である。
【図１１】本発明のプラズマ処理装置の第３実施例を示す断面図である。
【図１２】第３実施例の上面を示す概略斜視図である。
【図１３】従来の一般的なプラズマ処理装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００６８】
２２  プラズマ処理装置
２４  処理容器
２６  載置台
４０  天板
４４  伝搬強度向上突起部
４６  平面アンテナ部材
４８  遅波材
５２  同軸導波管
６２  マイクロ波発生器（マイクロ波発生手段）
６４，６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ  マイクロ波放射孔
６６  リング状突起
Ｗ  半導体ウエハ（被処理体）
【図１】
2007188722.tif 000003
【図２】
2007188722.tif 000004
【図３】
2007188722.tif 000005
【図４】
2007188722.tif 000006
【図５】
2007188722.tif 000007
【図６】
2007188722.tif 000008
【図７】
2007188722.tif 000009
【図８】
2007188722.tif 000010
【図９】
2007188722.tif 000011
【図１０】
2007188722.tif 000012
【図１１】
2007188722.tif 000013
【図１２】
2007188722.tif 000014
【図１３】
2007188722.tif 000015