(57)【要約】【課題】複数のマイクロ波放射部からマイクロ波を放射して表面波プラズマを形成する場合に、より高いプラズマ密度を得ること。【解決手段】処理容器１内に表面波プラズマを生成してプラズマ処理を行う表面波プラズマ処理装置１００は、マイクロ波を生成するマイクロ波出力部３０と、生成されたマイクロ波を処理容器１内に放射する複数のマイクロ波放射部４３と、処理容器１の上部に設けられ、複数のマイクロ波放射部４３から放射されたマイクロ波により、処理容器１内で表面波が伝送する表面波伝送線路が形成される表面波伝送線路形成部材１１５とを有し、表面波伝送線路形成部材１１５は、誘電体からなり、複数のマイクロ波放射部４３を覆い、かつサセプタ１１に向けて凹状をなし、サセプタ１１に対応するような凹部が形成されている。【選択図】図１
2013143448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内で被処理基板が載置される載置台と、
前記処理容器内にガスを供給するガス供給機構と、
前記処理容器内にマイクロ波を導入して、前記処理容器内に供給されたガスによる表面波プラズマを形成する表面波プラズマ源と
を具備し、
前記表面波プラズマ源は、
マイクロ波を生成するマイクロ波生成機構と、
生成されたマイクロ波を前記処理容器内に放射する複数のマイクロ波放射部と、
前記処理容器の上部に設けられ、前記複数のマイクロ波放射部から放射されたマイクロ波により、前記処理容器内で表面波が伝送する表面波伝送線路が形成される表面波伝送線路形成部材と
を有し、
前記表面波伝送線路形成部材は、誘電体からなり、前記複数のマイクロ波放射部を覆い、かつ前記載置台に向けて凹状をなし、前記載置台に対応するような凹部が形成されていることを特徴とする表面波プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記表面波伝送線路形成部材は、ドーム状をなしており、その下端が前記載置台に対応する位置まで延びていることを特徴とする請求項１に記載の表面波プラズマ処理装置。
【請求項３】
被処理基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内で被処理基板が載置される載置台と、
前記処理容器内にガスを供給するガス供給機構と、
前記処理容器内にマイクロ波を導入して、前記処理容器内に供給されたガスによる表面波プラズマを形成する表面波プラズマ源と
を具備し、
前記表面波プラズマ源は、
マイクロ波を生成するマイクロ波生成機構と、
生成されたマイクロ波を前記処理容器内に放射する複数のマイクロ波放射部と、
前記複数のマイクロ波放射部に対応して金属製のフレームにそれぞれ分離して配置された、前記複数のマイクロ波放射部から放射されたマイクロ波をそれぞれ透過する複数の誘電体部材を有する天板と、
前記処理容器の側壁上部に設けられた側部誘電体壁と
を有することを特徴とする表面波プラズマ処理装置。
【請求項４】
前記側部誘電体壁は、その下端が前記載置台の上面に対応する位置まで延びていることを特徴とする請求項３に記載の表面波プラズマ処理装置。
【請求項５】
前記天板の下方に、前記複数の誘電体部材に対応して設けられ、前記フレームを覆うように設けられた複数の上部誘電体壁をさらに有し、前記上部誘電体壁の隣接するものの間は、プラズマが入り込まない隙間が形成されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の表面波プラズマ処理装置。
【請求項６】
被処理基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内で被処理基板が載置される載置台と、
前記処理容器内にガスを供給するガス供給機構と、
前記処理容器内にマイクロ波を導入して、前記処理容器内に供給されたガスによる表面波プラズマを形成する表面波プラズマ源と
を具備し、
前記表面波プラズマ源は、
マイクロ波を生成するマイクロ波生成機構と、
生成されたマイクロ波を前記処理容器内に放射する複数のマイクロ波放射部と、
前記複数のマイクロ波放射部に対応して金属製のフレームにそれぞれ分離して配置された、前記複数のマイクロ波放射部から放射されたマイクロ波をそれぞれ透過する複数の誘電体部材を有する天板と、
を有し、
前記複数の誘電体部材は前記載置台に向けた凹状をなしていることを特徴とする表面波プラズマ処理装置。
【請求項７】
前記誘電体部材は、前記フレームを覆うように、かつ、隣接するものの間は、プラズマが入り込まない隙間が形成されるように設けられていることを特徴とする請求項６に記載の表面波プラズマ処理装置。
【請求項８】
前記誘電体部材は、前記フレームを覆う張り出し部を有し、前記誘電体部材のうち隣接するものの前記張り出し部の間は、プラズマが入り込まない隙間が形成されおり、かつ隣接する張り出し部により凹部が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の表面波プラズマ処理装置。
【請求項９】
被処理基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内で被処理基板が載置される載置台と、
前記処理容器内にガスを供給するガス供給機構と、
前記処理容器内にマイクロ波を導入して、前記処理容器内に供給されたガスによる表面波プラズマを形成する表面波プラズマ源と
を具備し、
前記表面波プラズマ源は、
マイクロ波を生成するマイクロ波生成機構と、
生成されたマイクロ波を前記処理容器内に放射する複数のマイクロ波放射部と、
前記複数のマイクロ波放射部に対応して金属製のフレームにそれぞれ分離して配置された、前記複数のマイクロ波放射部から放射されたマイクロ波をそれぞれ透過する複数の誘電体部材を有する天板と、
を有し、
前記複数の誘電体部材は前記載置台に対向する面が凹凸状をなしていることを特徴とする表面波プラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記誘電体部材は、前記フレームを覆うように、かつ、隣接するものの間は、プラズマが入り込まない隙間が形成されるように設けられていることを特徴とする請求項９に記載の表面波プラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記表面波プラズマ源は、前記処理容器の側壁上部に設けられた誘電体壁をさらに有することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の表面波プラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面波プラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスや液晶表示装置の製造工程においては、半導体ウエハやガラス基板といった被処理基板にエッチング処理や成膜処理等のプラズマ処理を施すために、プラズマエッチング装置やプラズマＣＶＤ成膜装置等のプラズマ処理装置が用いられる。
【０００３】
近時、このようなプラズマ処理装置としては、高密度で低電子温度の表面波プラズマを均一に形成することができるＲＬＳＡ（Radial  Line  Slot  Antenna）マイクロ波プラズマ処理装置が注目されている（例えば特許文献１）。
【０００４】
ＲＬＳＡマイクロ波プラズマ処理装置は、チャンバ（処理容器）の上部に所定のパターンでスロットが形成された平面アンテナ（Radial  Line  Slot  Antenna）を設け、マイクロ波発生源から同軸構造の導波路を通って導かれたマイクロ波を、平面アンテナのスロットからその下に設けられた誘電体を透過して真空に保持されたチャンバ内に放射し、マイクロ波電界によりチャンバ内に導入されたガスをプラズマ化し、半導体ウエハ等の被処理体をプラズマ処理するものである。
【０００５】
このようなＲＬＳＡマイクロ波プラズマ装置において、プラズマ分布を調整する場合、スロット形状およびパターン等が異なる複数のアンテナを用意しておき、アンテナを交換する必要があり、極めて煩雑である。
【０００６】
これに対し、特許文献２には、マイクロ波を複数に分配し、上記のような平面アンテナを有するマイクロ波放射部を複数設け、それらから放射されたマイクロ波をチャンバ内に導きチャンバ内でマイクロ波を空間合成するプラズマ源が開示されている。
【０００７】
このように複数のマイクロ波放射部を用いてマイクロ波を空間合成することにより、各マイクロ波放射部から放射されるマイクロ波の位相や強度を個別に調整することができ、プラズマ分布の調整を比較的容易に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２９４５５０号公報
【特許文献２】国際公開第２００８／０１３１１２号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
複数のマイクロ波放射部を有するプラズマ源では、金属製の支持部材に各マイクロ波放射部に対応して誘電体部材を嵌め込んだ平面状の天板を介してマイクロ波を放射して表面波プラズマを生成しているが、プラズマ密度が低い場合があり、より高いプラズマ密度が求められている。
【００１０】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、複数のマイクロ波放射部からマイクロ波を放射して表面波プラズマを形成する場合に、より高いプラズマ密度を得ることができる表面波プラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の観点では、被処理基板を収容する処理容器と、前記処理容器内で被処理基板が載置される載置台と、前記処理容器内にガスを供給するガス供給機構と、前記処理容器内にマイクロ波を導入して、前記処理容器内に供給されたガスによる表面波プラズマを形成する表面波プラズマ源とを具備し、前記表面波プラズマ源は、マイクロ波を生成するマイクロ波生成機構と、生成されたマイクロ波を前記処理容器内に放射する複数のマイクロ波放射部と、前記処理容器の上部に設けられ、前記複数のマイクロ波放射部から放射されたマイクロ波により、前記処理容器内で表面波が伝送する表面波伝送線路が形成される表面波伝送線路形成部材とを有し、前記表面波伝送線路形成部材は、誘電体からなり、前記複数のマイクロ波放射部を覆い、かつ前記載置台に向けて凹状をなし、前記載置台に対応するような凹部が形成されていることを特徴とする表面波プラズマ処理装置を提供する。
【００１２】
上記第１の観点において、前記表面波伝送線路形成部材は、ドーム状をなしており、その下端が前記載置台に対応する位置まで延びていることが好ましい。
【００１３】
本発明の第２の観点では、被処理基板を収容する処理容器と、前記処理容器内で被処理基板が載置される載置台と、前記処理容器内にガスを供給するガス供給機構と、前記処理容器内にマイクロ波を導入して、前記処理容器内に供給されたガスによる表面波プラズマを形成する表面波プラズマ源とを具備し、前記表面波プラズマ源は、マイクロ波を生成するマイクロ波生成機構と、生成されたマイクロ波を前記処理容器内に放射する複数のマイクロ波放射部と、前記複数のマイクロ波放射部に対応して金属製のフレームにそれぞれ分離して配置された、前記複数のマイクロ波放射部から放射されたマイクロ波をそれぞれ透過する複数の誘電体部材を有する天板と、前記処理容器の側壁上部に設けられた側部誘電体壁とを有することを特徴とする表面波プラズマ処理装置を提供する。
【００１４】
上記第２の観点において、前記側部誘電体壁は、その下端が前記載置台の上面に対応する位置まで延びていることが好ましい。また、前記天板の下方に、前記複数の誘電体部材に対応して設けられ、前記フレームを覆うように設けられた複数の上部誘電体壁をさらに有し、前記上部誘電体壁の隣接するものの間は、プラズマが入り込まない隙間が形成されていることが好ましい。
【００１５】
本発明の第３の観点では、被処理基板を収容する処理容器と、前記処理容器内で被処理基板が載置される載置台と、前記処理容器内にガスを供給するガス供給機構と、前記処理容器内にマイクロ波を導入して、前記処理容器内に供給されたガスによる表面波プラズマを形成する表面波プラズマ源とを具備し、前記表面波プラズマ源は、マイクロ波を生成するマイクロ波生成機構と、生成されたマイクロ波を前記処理容器内に放射する複数のマイクロ波放射部と、前記複数のマイクロ波放射部に対応して金属製のフレームにそれぞれ分離して配置された、前記複数のマイクロ波放射部から放射されたマイクロ波をそれぞれ透過する複数の誘電体部材を有する天板と、を有し、前記複数の誘電体部材は前記載置台に向けた凹状をなしていることを特徴とする表面波プラズマ処理装置を提供する。
【００１６】
上記第３の観点において、前記誘電体部材は、前記フレームを覆うように、かつ、隣接するものの間は、プラズマが入り込まない隙間が形成されるように設けられていることが好ましい。また、前記誘電体部材は、前記フレームを覆う張り出し部を有し、前記誘電体部材のうち隣接するものの前記張り出し部の間は、プラズマが入り込まない隙間が形成されおり、かつ隣接する張り出し部により凹部が形成されている構成とすることができる。
【００１７】
本発明の第４の観点では、被処理基板を収容する処理容器と、前記処理容器内で被処理基板が載置される載置台と、前記処理容器内にガスを供給するガス供給機構と、前記処理容器内にマイクロ波を導入して、前記処理容器内に供給されたガスによる表面波プラズマを形成する表面波プラズマ源とを具備し、前記表面波プラズマ源は、マイクロ波を生成するマイクロ波生成機構と、生成されたマイクロ波を前記処理容器内に放射する複数のマイクロ波放射部と、前記複数のマイクロ波放射部に対応して金属製のフレームにそれぞれ分離して配置された、前記複数のマイクロ波放射部から放射されたマイクロ波をそれぞれ透過する複数の誘電体部材を有する天板と、を有し、前記複数の誘電体部材は前記載置台に対向する面が凹凸状をなしていることを特徴とする表面波プラズマ処理装置を提供する。
【００１８】
上記第４の観点において、前記誘電体部材は、前記フレームを覆うように、かつ、隣接するものの間は、プラズマが入り込まない隙間が形成されるように設けられていることが好ましい。また、前記表面波プラズマ源は、前記処理容器の側壁上部に設けられた誘電体壁をさらに有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１の観点によれば、処理容器の上部に設けられた表面波伝送線路形成部材を、誘電体からなり、複数のマイクロ波放射部を覆い、かつ載置台に向けて凹状をなし、載置台に対応するような凹部が形成されたものとしたので、表面波伝送線路の大部分が誘電体表面波伝送線路であり、表面波の伝送損失が小さく、プラズマへの電力伝送効率が高いものとなり、プラズマ密度を大きくすることができる。
【００２０】
本発明の第２の観点によれば、複数のマイクロ波放射部に対応して金属製のフレームにそれぞれ分離して配置された、複数のマイクロ波放射部から放射されたマイクロ波をそれぞれ透過する複数の誘電体部材を有する天板を設け、かつ処理容器の側壁上部に側部誘電体壁を設けたので、これらが表面波電送線路として機能し、誘電体表面波伝送線路の面積が広いので表面波の伝送損失が小さく、プラズマへの電力伝送効率が高いものとなり、かつ各マイクロ波放射部に対応する誘電体部材が分離しているので、マイクロ波放射部間での電磁波干渉を抑制することができる。
【００２１】
本発明の第３の観点によれば、天板の誘電体部材として、載置台に向けて凹状をなす誘電体部材を設けたので、各マイクロ波放射部の誘電体表面波伝送線路の面積が大きくなり、プラズマへの電力伝送効率が向上し、結果的に被処理基板の存在領域に高い密度のプラズマを形成することができる。
【００２２】
本発明の第４の観点によれば、天板の誘電体部材として、天板に載置台に対向する面が凹凸状をなす誘電体を設けたので、各マイクロ波放射部の誘電体表面波伝送線路の面積が大きくなり、プラズマへの電力伝送効率が向上し、結果的に被処理基板の存在領域に高い密度のプラズマを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る表面波プラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】表面波プラズマ源の構成を示す構成図である。
【図３】表面波プラズマ源におけるマイクロ波供給部を模式的に示す平面図である。
【図４】表面波プラズマ源におけるマイクロ波放射部を示す断面図である。
【図５】マイクロ波放射部の給電機構を示す図４のＡＡ′線による横断面図である。
【図６】チューナにおけるスラグと滑り部材を示す図４のＢＢ′線による横断面図である。
【図７】表面波からプラズマへのエネルギーの供給過程を説明する模式図である。
【図８】誘電体壁表面からの距離と電子密度Ｎｅおよび電子温度Ｔｅとの関係を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る表面波プラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る表面波プラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る表面波プラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る表面波プラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態に係る表面波プラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図１４】本発明の第７の実施形態に係る表面波プラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図１５】本発明の第８の実施形態に係る表面波プラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る表面波プラズマ処理装置の概略構成を示す断面図であり、図２は表面波プラズマ源の構成を示す構成図であり、図３は表面波プラズマ源におけるマイクロ波供給部を模式的に示す平面図、図４は表面波プラズマ源におけるマイクロ波放射部を示す断面図、図５はマイクロ波放射部の給電機構を示す図４のＡＡ′線による横断面図、図６はチューナにおけるスラグと滑り部材を示す図４のＢＢ′線による横断面図である。
【００２５】
表面波プラズマ処理装置１００は、ウエハに対してプラズマ処理として例えばエッチング処理を施すプラズマエッチング装置として構成されており、気密に構成されたアルミニウムまたはステンレス鋼等の金属材料からなる略円筒状の接地されたチャンバ１と、チャンバ１内にマイクロ波プラズマを形成するための表面波プラズマ源２とを有している。チャンバ１の上部には開口部１ａが形成されており、表面波プラズマ源２はこの開口部１ａからチャンバ１の内部に臨むように設けられている。
【００２６】
チャンバ１内には被処理体である半導体ウエハＷ（以下ウエハＷと記述する）を水平に支持するためのサセプタ１１が、チャンバ１の底部中央に絶縁部材１２ａ介して立設された筒状の支持部材１２により支持された状態で設けられている。サセプタ１１および支持部材１２を構成する材料としては、表面をアルマイト処理（陽極酸化処理）したアルミニウム等が例示される。
【００２７】
また、図示はしていないが、サセプタ１１には、ウエハＷを静電吸着するための静電チャック、温度制御機構、ウエハＷの裏面に熱伝達用のガスを供給するガス流路、およびウエハＷを搬送するために昇降する昇降ピン等が必要に応じて設けられている。さらに、サセプタ１１には、整合器１３を介して高周波バイアス電源１４が電気的に接続されている。この高周波バイアス電源１４からサセプタ１１に高周波電力が供給されることにより、ウエハＷ側にプラズマ中のイオンが引き込まれる。
【００２８】
チャンバ１の底部には排気管１５が接続されており、この排気管１５には真空ポンプを含む排気装置１６が接続されている。そしてこの排気装置１６を作動させることによりチャンバ１内が排気され、チャンバ１内が所定の真空度まで高速に減圧することが可能となっている。また、チャンバ１の側壁には、ウエハＷの搬入出を行うための搬入出口がゲートバルブにより開閉可能に設けられている（いずれも図示せず）。
【００２９】
チャンバ１内のサセプタ１１の上方位置には、リング状のガス導入部材２６がチャンバ壁に沿って設けられており、このガス導入部材２６には内周に多数のガス吐出孔が設けられている。このガス導入部材２６には、プラズマガスおよび処理ガスを供給するガス供給源２７が配管２８を介して接続されている。プラズマガスとしてはＡｒガス等の希ガスが好適に用いられる。処理ガスとしては、通常用いられるエッチングガス、例えばＣｌ２ガス等を用いることができる。
【００３０】
ガス導入部材２６からチャンバ１内に導入されたプラズマガスは、表面波プラズマ源２からチャンバ１内に導入されたマイクロ波によりプラズマ化され、このプラズマが処理ガスを励起し、処理ガスのプラズマを形成する。なお、プラズマガスと処理ガスとを別個の供給部材で供給してもよい。また、処理ガス等を供給する機構としてガスをシャワー状に供給するシャワープレートを用いてもよい。
【００３１】
表面波プラズマ源２は、チャンバ１の上部に設けられた支持リング２９により支持された天板１１０とその下のチャンバ１に向けて凹状をなす誘電体壁１１５を有しており、支持リング２９と天板１１０との間は気密にシールされている。天板１１０および誘電体壁１１５については後述する。また、表面波プラズマ源２は、図２に示すように、複数経路に分配してマイクロ波を出力するマイクロ波出力部３０と、マイクロ波出力部３０から出力されたマイクロ波をチャンバ１に導き、チャンバ１内に放射するためのマイクロ波供給部４０とを有している。
【００３２】
マイクロ波出力部３０は、マイクロ波電源３１と、マイクロ波発振器３２と、発振されたマイクロ波を増幅するアンプ３３と、増幅されたマイクロ波を複数に分配する分配器３４とを有している。
【００３３】
マイクロ波発振器３２は、所定周波数（例えば、９１５ＭＨｚ）のマイクロ波を例えばＰＬＬ発振させる。分配器３４では、マイクロ波の損失ができるだけ起こらないように、入力側と出力側のインピーダンス整合を取りながらアンプ３３で増幅されたマイクロ波を分配する。なお、マイクロ波の周波数としては、９１５ＭＨｚの他に、７００ＭＨｚから３ＧＨｚを用いることができる。
【００３４】
マイクロ波供給部４０は、分配器３４にて分配されたマイクロ波をチャンバ１内へ導く複数のアンテナモジュール４１を有している。各アンテナモジュール４１は、分配されたマイクロ波を主に増幅するアンプ部４２と、マイクロ波放射部４３とを有している。また、マイクロ波放射部４３は、インピーダンスを整合させるためのチューナ６０と、増幅されたマイクロ波をチャンバ１内に放射するアンテナ部４５とを有している。そして、各アンテナモジュール４１におけるマイクロ波放射部４３のアンテナ部４５からチャンバ１内へマイクロ波が放射されるようになっている。図３に示すように、マイクロ波供給部４０は、アンテナモジュール４１を７個有しており、各アンテナモジュール４１のマイクロ波放射部４３が、円周状に６個およびその中心に１個、円形をなす天板１１０の上に配置されている。
【００３５】
天板１１０は、真空シールおよびマイクロ波透過板として機能し、金属製のフレーム１１０ａと、そのフレーム１１０ａに嵌め込まれ、マイクロ波放射部４３が配置されている部分に対応するように設けられた石英等の誘電体からなる誘電体部材１１０ｂとを有している。
【００３６】
天板１１０の下に配置された誘電体壁１１５は、石英等の誘電体からなり、複数のマイクロ波放射部４３の全体を覆い、かつサセプタ１１に向けて凹状をなしており、サセプタ１１に対応するような凹部が形成されている。具体的には、図示しているように、誘電体壁１１５は、ドーム状をなし、その下端がサセプタ１１の上面付近まで延びて、内壁から突出する支持部材１１６に支持されている。これにより、ドーム状に対応する凹部により、誘電体壁１１５がサセプタ１１を覆うようになっている。ただし、誘電体壁１１５はドーム状に限らず、凹部が四角形や三角形等の種々の形状をとることができる。また、ウエハＷの横まで覆わなくてもよく、ウエハＷの上方に配置されていてもよい。
【００３７】
アンプ部４２は、位相器４６と、可変ゲインアンプ４７と、ソリッドステートアンプを構成するメインアンプ４８と、アイソレータ４９とを有している。
【００３８】
位相器４６は、マイクロ波の位相を変化させることができるように構成されており、これを調整することにより放射特性を変調させることができる。例えば、各アンテナモジュール毎に位相を調整することにより指向性を制御してプラズマ分布を変化させることができる。また、隣り合うアンテナモジュールにおいて９０°ずつ位相をずらすようにして円偏波を得ることができる。また、位相器４６は、アンプ内の部品間の遅延特性を調整し、チューナ内での空間合成を目的として使用することができる。ただし、このような放射特性の変調やアンプ内の部品間の遅延特性の調整が不要な場合には位相器４６は設ける必要はない。
【００３９】
可変ゲインアンプ４７は、メインアンプ４８へ入力するマイクロ波の電力レベルを調整し、個々のアンテナモジュールのばらつきを調整またはプラズマ強度調整のためのアンプである。可変ゲインアンプ４７を各アンテナモジュール毎に変化させることによって、発生するプラズマに分布を生じさせることもできる。
【００４０】
ソリッドステートアンプを構成するメインアンプ４８は、例えば、入力整合回路と、半導体増幅素子と、出力整合回路と、高Ｑ共振回路とを有する構成とすることができる。
【００４１】
アイソレータ４９は、アンテナ部４５で反射してメインアンプ４８に向かう反射マイクロ波を分離するものであり、サーキュレータとダミーロード（同軸終端器）とを有している。サーキュレータは、アンテナ部４５で反射したマイクロ波をダミーロードへ導き、ダミーロードはサーキュレータによって導かれた反射マイクロ波を熱に変換する。
【００４２】
次に、マイクロ波放射部４３について説明する。
図４、５に示すように、マイクロ波放射部４３は、マイクロ波を伝送する同軸構造の導波路４４と、導波路４４を伝送されたマイクロ波をチャンバ１内に放射するアンテナ部４５とを有している。そして、マイクロ波放射部４３からチャンバ１内に放射されたマイクロ波がチャンバ１内の空間で合成され、チャンバ１内で表面波プラズマが形成されるようになっている。
【００４３】
導波路４４は、筒状の外側導体５２およびその中心に設けられた棒状の内側導体５３が同軸状に配置されて構成されており、導波路４４の先端にアンテナ部４５が設けられている。導波路４４は、内側導体５３が給電側、外側導体５２が接地側となっている。外側導体５２および内側導体５３の上端は反射板５８となっている。
【００４４】
導波路４４の基端側にはマイクロ波（電磁波）を給電する給電機構５４が設けられている。給電機構５４は、導波路４４（外側導体５２）の側面に設けられたマイクロ波電力を導入するためのマイクロ波電力導入ポート５５を有している。マイクロ波電力導入ポート５５には、アンプ部４２から増幅されたマイクロ波を供給するための給電線として、内側導体５６ａおよび外側導体５６ｂからなる同軸線路５６が接続されている。そして、同軸線路５６の内側導体５６ａの先端には、外側導体５２の内部に向けて水平に伸びる給電アンテナ９０が接続されている。
【００４５】
給電アンテナ９０は、例えば、アルミニウム等の金属板を削り出し加工した後、テフロン（登録商標）等の誘電体部材の型にはめて形成される。反射板５８から給電アンテナ９０までの間には、反射波の実効波長を短くするためのテフロン（登録商標）等の誘電体からなる遅波材５９が設けられている。なお、２．４５ＧＨｚ等の周波数の高いマイクロ波を用いた場合には、遅波材５９は設けなくてもよい。このとき、給電アンテナ９０から反射板５８までの距離を最適化し、給電アンテナ９０から放射される電磁波を反射板５８で反射させることで、最大の電磁波を同軸構造の導波路４４内に電送させる。
【００４６】
給電アンテナ９０は、図５に示すように、マイクロ波電力導入ポート５５において同軸線路５６の内側導体５６ａに接続され、電磁波が供給される第１の極９２および供給された電磁波を放射する第２の極９３を有するアンテナ本体９１と、アンテナ本体９１の両側から、内側導体５３の外側に沿って延び、リング状をなす反射部９４とを有し、アンテナ本体９１に入射された電磁波と反射部９４で反射された電磁波とで定在波を形成するように構成されている。アンテナ本体９１の第２の極９３は内側導体５３に接触している。
【００４７】
給電アンテナ９０がマイクロ波（電磁波）を放射することにより、外側導体５２と内側導体５３との間の空間にマイクロ波電力が給電される。そして、給電機構５４に供給されたマイクロ波電力がアンテナ部４５に向かって伝播する。
【００４８】
また、導波路４４にはチューナ６０が設けられている。チューナ６０は、チャンバ１内の負荷（プラズマ）のインピーダンスをマイクロ波出力部３０におけるマイクロ波電源の特性インピーダンスに整合させるものであり、外側導体５２と内側導体５３との間を上下に移動する２つのスラグ６１ａ，６１ｂと、反射板５８の外側（上側）に設けられたスラグ駆動部７０とを有している。
【００４９】
これらスラグのうち、スラグ６１ａはスラグ駆動部７０側に設けられ、スラグ６１ｂはアンテナ部４５側に設けられている。また、内側導体５３の内部空間には、その長手方向に沿って例えば台形ネジが形成された螺棒からなるスラグ移動用の２本のスラグ移動軸６４ａ，６４ｂが設けられている。
【００５０】
図６に示すように、スラグ６１ａは、誘電体からなる円環状をなし、その内側に滑り性を有する樹脂からなる滑り部材６３が嵌め込まれている。滑り部材６３にはスラグ移動軸６４ａが螺合するねじ穴６５ａとスラグ移動軸６４ｂが挿通される通し穴６５ｂが設けられている。一方、スラグ６１ｂは、スラグ６１ａと同様、ねじ穴６５ａと通し穴６５ｂとを有しているが、スラグ６１ａとは逆に、ねじ穴６５ａはスラグ移動軸６４ｂに螺合され、通し穴６５ｂにはスラグ移動軸６４ａが挿通されるようになっている。これによりスラグ移動軸６４ａを回転させることによりスラグ６１ａが昇降移動し、スラグ移動軸６４ｂを回転させることによりスラグ６１ｂが昇降移動する。すなわち、スラグ移動軸６４ａ，６４ｂと滑り部材６３とからなるねじ機構によりスラグ６１ａ，６１ｂが昇降移動される。
【００５１】
内側導体５３には長手方向に沿って等間隔に３つのスリット５３ａが形成されている。一方、滑り部材６３は、これらスリット５３ａに対応するように３つの突出部６３ａが等間隔に設けられている。そして、これら突出部６３ａがスラグ６１ａ，６１ｂの内周に当接した状態で滑り部材６３がスラグ６１ａ，６１ｂの内部に嵌め込まれる。滑り部材６３の外周面は、内側導体５３の内周面と遊びなく接触するようになっており、スラグ移動軸６４ａ，６４ｂが回転されることにより、滑り部材６３が内側導体５３を滑って昇降するようになっている。すなわち内側導体５３の内周面がスラグ６１ａ，６１ｂの滑りガイドとして機能する。
【００５２】
滑り部材６３を構成する樹脂材料としては、良好な滑り性を有し、加工が比較的容易な樹脂、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂を好適なものとして挙げることができる。
【００５３】
上記スラグ移動軸６４ａ，６４ｂは、反射板５８を貫通してスラグ駆動部７０に延びている。スラグ移動軸６４ａ，６４ｂと反射板５８との間にはベアリング（図示せず）が設けられている。また、内側導体５３の下端には、導体からなる底板６７が設けられている。スラグ移動軸６４ａ，６４ｂの下端は、駆動時の振動を吸収するために、通常は開放端となっており、これらスラグ移動軸６４ａ，６４ｂの下端から２〜５ｍｍ程度離隔して底板６７が設けられている。なお、この底板６７を軸受け部としてスラグ移動軸６４ａ，６４ｂの下端をこの軸受け部にて軸支させてもよい。
【００５４】
スラグ駆動部７０は筐体７１を有し、スラグ移動軸６４ａおよび６４ｂは筐体７１内に延びており、スラグ移動軸６４ａおよび６４ｂの上端には、それぞれ歯車７２ａおよび７２ｂが取り付けられている。また、スラグ駆動部７０には、スラグ移動軸６４ａを回転させるモータ７３ａと、スラグ移動軸６４ｂを回転させるモータ７３ｂが設けられている。モータ７３ａの軸には歯車７４ａが取り付けられ、モータ７３ｂの軸には歯車７４ｂが取り付けられており、歯車７４ａが歯車７２ａに噛合し、歯車７４ｂが歯車７２ｂに噛合するようになっている。したがって、モータ７３ａにより歯車７４ａおよび７２ａを介してスラグ移動軸６４ａが回転され、モータ７３ｂにより歯車７４ｂおよび７２ｂを介してスラグ移動軸６４ｂが回転される。なお、モータ７３ａ，７３ｂは例えばステッピングモータである。
【００５５】
なお、スラグ移動軸６４ｂはスラグ移動軸６４ａよりも長く、より上方に達しており、したがって、歯車７２ａおよび７２ｂの位置が上下にオフセットしており、モータ７３ａおよび７３ｂも上下にオフセットしているので、モータおよび歯車等の動力伝達機構のスペースが小さく、筐体７１が外側導体５２と同じ径となっている。
【００５６】
モータ７３ａおよび７３ｂの上には、これらの出力軸に直結するように、それぞれスラグ６１ａおよび６１ｂの位置を検出するためのインクリメント型のエンコーダ７５ａおよび７５ｂが設けられている。
【００５７】
スラグ６１ａおよび６１ｂの位置は、スラグコントローラ６８により制御される。具体的には、図示しないインピーダンス検出器により検出された入力端のインピーダンス値と、エンコーダ７５ａおよび７５ｂにより検知されたスラグ６１ａおよび６１ｂの位置情報に基づいて、スラグコントローラ６８がモータ７３ａおよび７３ｂに制御信号を送り、スラグ６１ａおよび６１ｂの位置を制御することにより、インピーダンスを調整するようになっている。スラグコントローラ６８は、終端が例えば５０Ωになるようにインピーダンス整合を実行させる。２つのスラグのうち一方のみを動かすと、スミスチャートの原点を通る軌跡を描き、両方同時に動かすと位相のみが回転する。
【００５８】
アンテナ部４５は、マイクロ波放射アンテナとして機能する、平面状をなしスロット８１ａを有する平面スロットアンテナ８１を有している。アンテナ部４５は、平面スロットアンテナ８１の上面に設けられた遅波材８２を有している。遅波材８２の中心には導体からなる円柱部材８２ａが貫通して底板６７と平面スロットアンテナ８１とを接続している。したがって、内側導体５３が底板６７および円柱部材８２ａを介して平面スロットアンテナ８１に接続されている。平面スロットアンテナ８１の先端側には遅波材８３が配置されている。なお、外側導体５２の下端は平面スロットアンテナ８１まで延びており、遅波材８２の周囲は外側導体５２で覆われている。また、平面スロットアンテナ８１および遅波材８３の周囲は被覆導体８４で覆われている。
【００５９】
遅波材８２、８３は、真空よりも大きい誘電率を有しており、例えば、石英、セラミックス、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂やポリイミド系樹脂により構成されており、真空中ではマイクロ波の波長が長くなることから、マイクロ波の波長を短くしてアンテナを小さくする機能を有している。遅波材８２、８３は、その厚さによりマイクロ波の位相を調整することができ、平面スロットアンテナ８１が定在波の「はら」になるようにその厚さを調整する。これにより、反射が最小で、平面スロットアンテナ８１の放射エネルギーが最大となるようにすることができる。
【００６０】
遅波材８３は、天板１１０の金属フレーム１１０ａに嵌め込まれた誘電体部材１１０ｂに接するように設けられている。そして、メインアンプ４８で増幅されたマイクロ波が内側導体５３と外側導体５２の周壁の間を通って平面スロットアンテナ８１のスロット８１ａから遅波材８３および天板１１０の誘電体部材１１０ｂ、さらには凹状の誘電体壁１１５を透過してチャンバ１内の空間に放射される。
【００６１】
本実施形態において、メインアンプ４８と、チューナ６０と、平面スロットアンテナ８１とは近接配置している。そして、チューナ６０と平面スロットアンテナ８１とは１／２波長内に存在する集中定数回路を構成しており、かつ平面スロットアンテナ８１、遅波材８２、８３は合成抵抗が５０Ωに設定されているので、チューナ６０はプラズマ負荷に対して直接チューニングしていることになり、効率良くプラズマへエネルギーを伝達することができる。
【００６２】
表面波プラズマ処理装置１００における各構成部は、マイクロプロセッサを備えた制御部１２０により制御されるようになっている。制御部１２０は表面波プラズマ処理装置１００のプロセスシーケンスおよび制御パラメータであるプロセスレシピを記憶した記憶部や、入力手段およびディスプレイ等を備えており、選択されたプロセスレシピに従ってプラズマ処理装置を制御するようになっている。
【００６３】
次に、以上のように構成される表面波プラズマ処理装置１００における動作について説明する。
まず、ウエハＷをチャンバ１内に搬入し、サセプタ１１上に載置する。そして、ガス供給源２７から配管２８およびガス導入部材２６を介してチャンバ１内にプラズマガス、例えばＡｒガスを導入して、表面波プラズマ源２からマイクロ波をチャンバ１内に導入して表面波プラズマを生成する。
【００６４】
このようにして表面波プラズマを生成した後、処理ガス、例えばＣｌ２ガス等のエッチングガスをガス供給源２７から配管２８およびガス導入部材２６を介してチャンバ１内に吐出する。吐出された処理ガスは、プラズマガスによるプラズマによって励起されてプラズマ化し、この処理ガスのプラズマによりウエハＷにプラズマ処理、例えばエッチング処理が施される。プラズマガスと処理ガスを同時に導入してもよい。
【００６５】
上記表面波プラズマを生成するに際し、表面波プラズマ源２では、マイクロ波出力部３０のマイクロ波発振器３２から発振されたマイクロ波電力はアンプ３３で増幅された後、分配器３４により複数に分配され、分配されたマイクロ波電力はマイクロ波供給部４０へ導かれる。マイクロ波供給部４０においては、このように複数に分配されたマイクロ波電力は、ソリッドステートアンプを構成するメインアンプ４８で個別に増幅され、マイクロ波放射部４３の導波路４４に給電され、チューナ６０でインピーダンスが自動整合され、電力反射が実質的にない状態で、アンテナ部４５の遅波材８２、平面スロットアンテナ８１、遅波材８３、および天板１１０の誘電体部材１１０ｂ、さらにはサセプタ１１に向けて凹状をなす誘電体壁１１５を介してチャンバ１内に放射されて空間合成される。誘電体壁１１５は表面波伝送線路形成部材として機能する。
【００６６】
従来は、誘電体壁１１５を設けていなかったので、表面波伝送線路が形成される領域には、天板１１０の金属フレーム１１０ａ、支持リング２９、およびチャンバ１の側壁と金属領域が多く存在していた。
【００６７】
一般に表面波プラズマは、一度生成すると、マイクロ波（電磁波）はプラズマシースおよびプラズマバルク中を放射方向に対して垂直方向に（シースに沿って）伝播する。電磁波はプラズマバルク全体へは進入できず、プラズマバルク表面近傍の電子密度がカットオフ密度に等しくなる位置で反射されるため、電磁波の伝送線路のプラズマバルク端はカットオフ密度で決まる。アンテナから放出され、物質表面を伝播する電磁波（表面波）は、誘電体表面を伝播する（以下、誘電体表面を伝播する電磁波を誘電体表面波と記す）のみならず、金属表面を伝播することもできる（以下、金属表面を伝播する電磁波を金属表面波と記す）。したがって、上端に支持リング２９等の金属表面、下端にプラズマバルクが配置され、電磁波はそれらに沿って伝播する。しかし金属表面波の場合、電磁波放射面とプラズマバルクとの距離が誘電体表面波に比べて極めて短い。表面波の減衰定数は電磁波放射面とプラズマバルクとの距離が長いほど小さくなるため、誘電体表面波のほうが減衰が小さくなり、広がりやすい。このため、本実施形態では、図７に示すように、チャンバ１側に凹状をなす誘電体壁１１５を設けて誘電体壁１１５がウエハＷを覆うようにすることにより、金属表面波伝送線路を実質的になくして誘電体表面波伝送線路とすることで、表面波の伝送損失が小さくなり、プラズマへの電力伝送効率が向上し、同じ電力を供給したときのプラズマ密度を大きくすることができる。
【００６８】
この場合、誘電体壁からの距離と電子密度Ｎｅおよび電子温度Ｔｅとの関係は図８に示すようになる。したがって、ウエハＷ近傍の電子密度を上げるためには、誘電体表面波伝送線路がその近傍の、電子密度Ｎｅが高くかつ電子温度Ｔｅが低くなる領域になるような位置に形成されるように、誘電体壁１１５を設けることが重要である。その点、本実施形態では、誘電体壁１１５が凹状（ドーム状）をなし、ウエハＷの側方まで誘電体壁１１５が延びており、電磁波放射面とプラズマバルクとの距離を短くすることができるので、高密度プラズマを形成する上で有利である。
【００６９】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図９は本発明の第２の実施形態に係る表面波プラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
上述の第１の実施形態では、凹状の誘電体壁１１５を設けてプラズマ密度を高めているが、このように、ある程度厚みを有する誘電体壁１１５が複数のマイクロ波放射部４３の下に全面に配置すると、誘電体壁１１５を通して各マイクロ波放射部４３間のスラグに電磁波が往来し、電磁波干渉を起こすおそれがある。
【００７０】
そこで、本実施形態では、図９に示すように、マイクロ波放射部４３の直下部分は金属フレーム１１０ａと、マイクロ波放射部４３が配置されている部分に対応するように設けられた誘電体部材１１０ｂとを有する平板状の天板１１０のみとし、チャンバ１上部の側壁に誘電体壁１１７を配置する。したがって、天板１１０および誘電体壁１１７が表面波伝送線路形成部材として機能する。このとき、誘電体壁１１７は、ウエハＷを囲うように設けることが好ましく、その下端がサセプタ１１の上面付近まで延びていることが好ましい。
【００７１】
これにより、各マイクロ波放射部４３の誘電体部材１１０ｂが金属フレーム１１０ａによって分離されており、電磁波の往来が抑制されるので、各マイクロ波放射部４３のスラグ間で電磁波干渉を起こすおそれがない。一方、チャンバ１の側面において、第１の実施形態と同様に、誘電体壁１１７により誘電体表面波が形成され、マイクロ波放射部４３の直下の平板状の天板１１０は各マイクロ波放射部４３に対応する誘電体部材１１０ｂが設けられており、表面波形成領域においては金属フレーム１１０ａのみが金属であるので、一部において金属表面波が形成されるものの、多くは誘電体表面波となるため、プラズマ密度を高める効果は十分に得られる。
【００７２】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図１０は本発明の第３の実施形態に係る表面波プラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【００７３】
図９の第２の実施形態では天板１１０の金属フレーム１１０ａがプラズマ生成領域に対して露出しているため、それがプラズマにより浸食されてパーティクルやコンタミネーションとなるおそれがある。このため、本実施形態では、図１０に示すように、天板１１０の誘電体部材１１０ｂに接するようにその下に、マイクロ波放射部４３毎に分離した誘電体壁１１８を設け、金属フレーム１１０ａを覆うようにしている。すなわち、誘電体壁１１７および１１８により表面波伝送線路形成部材が構成される。隣接する誘電体壁１１８間Ｄを０．３〜０．５ｍｍ程度にすることでダークスペースと呼ばれる真空絶縁領域を形成することができる。このダークスペースには、プラズマは入り込まないため、金属フレーム１１０ａがプラズマにより浸食されてパーティクルやコンタミネーションとなることが防止される。一方、隣接する誘電体壁１１８間は分離しているため、各マイクロ波放射部４３間の電磁波干渉は生じない。さらに、金属フレーム１１０ａが誘電体壁１１８で覆われているため、表面波伝送路の大部分を誘電体表面波伝送路とすることができ、プラズマ密度をより高密度化することができる。
【００７４】
＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図１１は本発明の第４の実施形態に係る表面波プラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
本実施形態では、天板１１０の金属フレーム１１０ａに、各マイクロ波放射部４３に対応して、それぞれのマイクロ波放射部４３を覆うようにサセプタ１１に向けて凹状をなす誘電体部材１３１が嵌め込まれている。したがって、誘電体部材１３１が表面波伝送線路形成部材として機能する。
【００７５】
このため、マイクロ波放射部４３毎に、誘電体部材１３１内に表面波伝送線路が形成されプラズマが生成する空間Ｓが形成されている。図１１では誘電体部材１３１はドーム状になっているがこれに限らない。
【００７６】
このように凹状をなす誘電体部材１３１をマイクロ波放射部４３毎に設けることにより、各マイクロ波放射部４３の誘電体表面波伝送線路の面積が大きくなり、プラズマへの電力伝送効率が向上し、結果的にウエハＷの存在領域に高い密度のプラズマを形成することができる。
【００７７】
＜第５の実施形態＞
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
図１２は本発明の第５の実施形態に係る表面波プラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
本実施形態では、表面波伝送線路形成部材として、第４の実施形態の凹状をなす誘電体部材１３１の代わりに、誘電体部材１３２を設けている。誘電体部材１３２は、誘電体部材１３１と同様、空間Ｓを規定する凹状をなしているが、天板１１０の金属フレーム１１０ａを覆うようになっており、隣接する誘電体部材１３２の間が０．３〜０．５ｍｍ程度のダークスペースＤとなっている。これにより、第４の実施形態と同様の効果が得られる他、ダークスペースＤにプラズマは入り込まないため、金属フレーム１１０ａがプラズマにより浸食されてパーティクルやコンタミネーションとなることが防止される。また、隣接する誘電体部材１３２どうしは分離しているため、電磁波干渉は生じない。
【００７８】
＜第６の実施形態＞
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
図１３は本発明の第６の実施形態に係る表面波プラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
本実施形態では、表面波伝送線路形成部材として、第５の実施形態の凹状をなす誘電体部材１３２の代わりに、誘電体部材１３３を設けている。誘電体部材１３３は、誘電体部材１３１と同様、空間Ｓを規定する凹状をなしており、かつ金属フレーム１１０ａを覆うように設けられているが、誘電体部材１３３は外周側に、金属フレーム１１０ａを覆うための張り出し部１３３ａを有している。また、互いに隣接する誘電体部材１３３の張り出し部１３３ａの間Ｄが０．３〜０．５ｍｍ程度であり、プラズマが入り込まないダークスペースとなっている。また、隣接する張り出し部１３３ａによりサセプタ１１に向かって凹部Ｓ１が形成され、この中にも誘電体表面波伝送線路が形成されてプラズマが生成されるようになっている。このため、第５の実施形態と同様、金属フレーム１１０ａがプラズマにより浸食されてパーティクルやコンタミネーションとなることが防止される。また、張り出し部１３３ａの上面から凹部Ｓ１に接する下面までの厚さｔを十分に薄くすることにより、隣接する張り出し部１３３ａ間の対向面を小さくすることができるので、電磁波の移動をさらに低減することができる。このため、隣接するマイクロ波放射部４３間の電磁波干渉を防止することができる。さらに、隣接する誘電体部材１３３間に凹部Ｓ１が形成されているため、誘電体表面波伝送線路の面積をより大きくすることができ、ウエハＷの存在領域により高い密度のプラズマを形成することができる。
【００７９】
（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。
図１４は本発明の第７の実施形態に係る表面波プラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
本実施形態では、天板１１０の金属フレーム１１０ａに、各マイクロ波放射部４３に対応して、それぞれのマイクロ波放射部４３を覆うように、サセプタ１１に対向する底面が凹凸状をなす誘電体部材１４１が嵌め込まれている。したがって、誘電体部材１４１が表面波伝送線路形成部材として機能する。
【００８０】
このように底面が凹凸状をなす誘電体部材１４１を設けることにより、各マイクロ波放射部４３の誘電体表面波伝送線路の面積が大きくなり、プラズマへの電力伝送効率が向上し、結果的にウエハＷの存在領域に高い密度のプラズマを形成することができる。
【００８１】
（第８の実施形態）
次に、本発明の第８の実施形態について説明する。
図１５は本発明の第８の実施形態に係る表面波プラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
本実施形態では、第７の実施形態の底面が凹凸状をなす誘電体部材１４１の代わりに、誘電体部材１４２を設け、さらに、チャンバ１上部の側壁に誘電体壁１４３を配置している。すなわち、誘電体部材１４２および誘電体壁１４３により表面波伝送線路形成部材が構成される。誘電体壁１４３は、ウエハＷを囲うように設けることが好ましく、その下端がサセプタ１１の上面付近まで延びていることが好ましい。
【００８２】
誘電体部材１４２は、誘電体部材１４１と同様、底面が凹凸状をなしているが、天板１１０の金属フレーム１１０ａを覆う張り出し部１４２ａが形成されており、隣接する誘電体部材１４２の張り出し部１４２ａ間Ｄが０．３〜０．５ｍｍ程度であり、ダークスペースとなっている。これにより、第７の実施形態と同様の効果が得られる他、ダークスペースにプラズマは入り込まないため、金属フレーム１１０ａがプラズマにより浸食されてパーティクルやコンタミネーションとなることが防止される。また、これらは分離しているため、電磁波干渉は生じない。また、誘電体壁１４３により、さらに誘電体表面波伝送線路の面積が大きくなり、プラズマ密度をより高めることができる。
【００８３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の思想の範囲内において種々変形可能である。例えば、マイクロ波出力部の回路構成やマイクロ波供給部、メインアンプの回路構成等は、上記実施形態に限定されるものではない。また、マイクロ波放射部も上記実施形態の構造に限定されるものではなく、マイクロ波をチャンバ内に適切に放射できる構造であればよい。さらに、マイクロ波放射部の数や配置についても上記実施形態に限定されるものではない。
【００８４】
さらに、上記実施形態においては、プラズマ処理装置としてエッチング処理装置を例示したが、これに限らず、成膜処理、酸窒化膜処理、アッシング処理等の他のプラズマ処理にも用いることができる。また、被処理基板は半導体ウエハに限定されず、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）用基板に代表されるＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）基板や、セラミックス基板等の他の基板であってもよい。
【００８５】
さらにまた、上記実施形態を適宜組み合わせて実施しても本発明の範囲内である。
【符号の説明】
【００８６】
１；チャンバ
２；表面波プラズマ源
１１；サセプタ
１２；支持部材
１６；排気装置
３０；マイクロ波出力部
４０；マイクロ波供給部
４１；アンテナモジュール
４３；マイクロ波放射部
４５；アンテナ部
５２；外側導体
５３；内側導体
５４；給電機構
６０；チューナ
８１；平面スロットアンテナ
１００；表面波プラズマ処理装置
１１０；天板
１１０ａ；金属フレーム
１１０ｂ；誘電体部材
１１５，１１７，１１８，１４３；誘電体壁
１２０；制御部
１３１，１３２，１３３，１４１，１４２；誘電体部材
１３３ａ，１４２ａ；張り出し部
Ｗ；半導体ウエハ
【図１】
2013143448.tif 000003
【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】
2013143448.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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