プラズマ処理装置および方法、並びにフラットパネルディスプレイ装置の製造方法
【課題】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。
【解決手段】分配器３０は、導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈの幅方向に延びる給電用導波管と、導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈの放射用導波管と給電用導波管とを連通する給電用導波管の壁面に形成された開口１２とを有する。この分配器３０では、導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈの放射用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、アンテナアレーを構成する導波管スロットアンテナの数を増やして開口面積を大きくしても、装置構成が複雑化かつ大型化することはない。
【解決手段】分配器３０は、導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈの幅方向に延びる給電用導波管と、導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈの放射用導波管と給電用導波管とを連通する給電用導波管の壁面に形成された開口１２とを有する。この分配器３０では、導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈの放射用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、アンテナアレーを構成する導波管スロットアンテナの数を増やして開口面積を大きくしても、装置構成が複雑化かつ大型化することはない。
【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装置の製造において、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２９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３０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２９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９１０が配設されている。誘電体板８およびアンテナアレー９１０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、アンテナアレー９１０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】
導波管スロットアンテナアレー９１０の導入部にはマイクロ波分配器９３０の出力側が接続され、マイクロ波分配器９３０の入力側にはマイクロ波導波管４１を介してマイクロ波発振器４２が接続されている。
図３０に示すように、導波管スロットアンテナアレー９１０は、複数の導波管スロットアンテナ９１０Ａ，９１０Ｂ，９１０Ｃ，９１０Ｄから構成されている。導波管スロットアンテナ９１０Ａ〜９１０Ｄ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９１１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。このような導波管スロットアンテナ９１０Ａ〜９１０Ｄが、スロット９１１が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】
また、マイクロ波分配器９３０は、マイクロ波導波管４１と同じ幅を有する導入部９３１と、導入部９３１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９３２と、分岐部９３２の各先端から導波管スロットアンテナ９１０Ａ〜９１０Ｄの放射用導波管の軸線方向に平行に延びる平行部９３３と、導波管スロットアンテナ９１０Ａ〜９１０Ｄの放射用導波管の幅の総和と同じ幅を有する分割部９３４とを有している。導入部９３１と分岐部９３２との境界部中央には、スタブ９３５が設けられている。分割部９３４は、放射用導波管の軸線方向に延びる仕切り板９３６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９３０の導入部９３１に導入される。導入部９３１に導入されたマイクロ波は、スタブ９３５により位相が調整され、分岐部９３２で二分割され、平行部９３３を介して分割部９３４に至り、導波管スロットアンテナ９１０Ａ〜９１０Ｄ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スロット９１１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９１０Ａ〜９１０Ｄからなるアンテナアレー９１０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９３０は、導波管スロットアンテナ９１０Ａ〜９１０Ｄ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９１０Ａ〜９１０Ｄ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】
フラットパネルディスプレイ装置の製造コストを低減するため、従来より大型の基板を処理可能なプラズマ処理装置の実現が待望されている。従来より大型の基板を処理するには、従来より大口径の処理容器が必要であり、この処理容器の口径に合わせて処理容器内にマイクロ波を供給する平面アンテナの開口面積を大きくしなければならない。
【００１１】
平面アンテナとして上述した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る場合、開口面積を大きくするには、導波管スロットアンテナの放射用導波管の断面サイズを大きくする方法が考えられる。しかし、放射用導波管の断面の長辺が管内波長を超えると、ＴＥ10モードに加えてＴＥ01モードが励起され、マイクロ波の制御が困難になる。
一方、導波管スロットアンテナをそれぞれ離間して配置し、各導波管スロットアンテナから放射されるマイクロ波により誘電体板８内に表面波を励起する方法では、この表面波が定在波モードであるため電界分布が不均一で、その電界により励起されるプラズマの分布も不均一になる。また、プラズマ表面に垂直な方向の電界成分が大きいため、プラズマにマイクロ波が吸収されやすく、電子温度が増大して基板ダメージや、処理容器１のスパッタによる金属汚染が発生する。
【００１２】
よって、開口面積を大きくするには、アンテナアレーを構成する導波管スロットアンテナの数を増やすのがよい。しかし、この場合、従来のプラズマ処理装置で用いられているマイクロ波分配器９３０と同様の方法で各導波管スロットアンテナの放射用導波管にマイクロ波を分配すると、二分岐を有する分岐部９３２が多数必要になり、マイクロ波分配器の構成が複雑化かつ大型化するという問題があった。また、導波管スロットアンテナの数が２n （ｎは２以上の整数）以外の場合には、分岐部９３２を有するマイクロ波分配器を用いることができず、装置構成の設計自由度が小さいという問題があった。
【００１３】
また、従来より大口径の処理容器を用いてプラズマ処理を行うには、プラズマが生成される空間の増加に応じた大きな電力を処理容器に供給する必要がある。しかし、マイクロ波発振器４２は出力電力が大きくなると価格が格段に高くなるので、マイクロ波発振器４２の価格によりプラズマ処理装置全体の製造コストが大幅に高くなるという問題があった。
【００１４】
また、処理容器１内の電界強度はマイクロ波を供給するスロット９１１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スロット９１１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９１０Ａ〜９１０Ｄの放射用導波管の軸線方向に配置されるスロット９１１の間隔を小さくすればよい。しかし、放射用導波管の管内波長に基づく所定間隔でスロット９１１を配置しなければ、マイクロ波の放射方向が変化するため、スロット９１１の間隔をむやみに小さくすることはできないという問題があった。
【００１５】
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、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とともに、装置構成の設計自由度を大きくすることにある。
また、他の目的は、プラズマ処理装置の製造コストを抑制することにある。
また、他の目的は、処理容器内のプラズマ密度分布を均一化することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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、放射用導波管にスロットが形成された複数の導波管スロットアンテナが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るとともに載置台に対向配置されたアンテナアレーと、放射用導波管の一端に接続されそれぞれにマイクロ波を分配する分配器とを備え、この分配器が、導波管スロットアンテナ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形成された放射用導波管と給電用導波管とを連通する開口とを有することを特徴とする。
この分配器では、すべての導波管スロットアンテナの放射用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ので、アンテナアレーを構成する導波管スロットアンテナの数を増やして開口面積を大きくしても、従来のマイクロ波分配器９３０ほど装置構成が複雑化かつ大型化することはない。また、導波管スロットアンテナの数が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。
【００１７】
このプラズマ処理装置において、給電用導波管の載置台に対向する壁面にスロットが形成されていてもよい。これにより、給電用導波管により導波管スロットアンテナアンテナが構成される。
また、分配器は、上記開口に対向する給電用導波管の壁面から開口に向かって突出し、給電用導波管を伝播するマイクロ波を放射用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。
また、アンテナアレーは、給電用導波管の両側にそれぞれに設けられていてもよい。
【００１８】
また、このプラズマ処理装置は、放射用導波管の管内のみに配置された誘電体からなる遅波材を備えるものであってもよい。放射用導波管の管内に遅波材を配置することにより、放射用導波管の管内の比誘電率が１より大きくなり、放射用導波管の管内波長が短くなる。放射用導波管のスロットは管内波長に基づく所定間隔で配置されるので、管内波長が短くなることにより、スロット間隔も短くなり、同じ長さの放射用導波管に従来より多くのスロットを形成することが可能となる。したがって、処理容器内に従来より小電力のマイクロ波が従来より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。また、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。
ここで、この遅波材は、放射用導波管の一端の側の端部に勾配を有していてもよい。これにより、放射用導波管と給電用導波管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。
【００１９】
また、上述したプラズマ処理装置において、放射用導波管の幅を、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形成される開口を、給電用導波管の管内波長と略同一の間隔で配置し、１つの開口で隣り合う２つの放射用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、給電用導波管から放射用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、互いに略平行に配置された２枚の導体板と、これら２枚の導体板の間に延在し２枚の導体板によって形成された空間を仕切る導体からなる仕切り部材とを備え、２枚の導体板と仕切り部材とから放射用導波管および給電用導波管が形成されるものであってもよい。
【００２０】
また、上述したプラズマ処理装置は、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給電用導波管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、マイクロ波導波管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。
ここで、インピーダンス整合器は、給電用導波管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、上述したプラズマ処理装置は、アンテナアレーと分配器とこの分配器にマイクロ波を供給するマイクロ波発振器とを含むマイクロ波供給装置を複数有するものであってもよい。これにより、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、２つのマイクロ波供給装置を、それぞれが有する放射用導波管の他端が対向するとともに、それぞれが有する放射用導波管に形成されたスロットが同一直線上に並ぶように配置してもよい。これにより、スロット配置の規則性が維持される。
また、処理容器のアンテナアレー側端部を閉塞する誘電体板と、隣り合う複数のアンテナアレー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ものであってもよい。
【００２２】
また、上述したプラズマ装置は、放射用導波管に形成されるスロットの数が、その放射用導波管がアンテナアレー内で配置される位置により異なるものであってもよい。
例えば、すべての放射用導波管を組み合わせることにより形成される載置台と対向す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。これにより、載置台と対向する面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、スロットの数が少ない放射用導波管ほど小さい電力を供給するようにしてもよい。これにより、スロットの数が少ない放射用導波管において、スロットから放射されない電力の損失が低減される。
【００２３】
また、上述したプラズマ処理装置において、導波管スロットアンテナが、スロットより処理容器の内部に円偏波を供給するようにしてもよい。これにより、放射用導波管のスロットが形成された面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。なお、導波管スロットアンテナおよび分配器が、スロットより処理容器の内部に円偏波を供給するようにしてもよい。
【００２４】
また、本発明のプラズマ処理方法は、放射用導波管にスロットが形成された複数の導波管スロットアンテナが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たアンテナアレーを用いて処理容器内にマイクロ波を供給し、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プラズマ処理方法において、分配器を構成する給電用導波管にマイクロ波を供給し、給電用導波管の側壁に複数形成された開口を介して放射用導波管のそれぞれにマイクロ波を供給し、放射用導波管に形成されたスロットを介してマイクロ波を処理容器内に供給することを特徴とする。
【００２５】
このプラズマ処理方法において、放射用導波管の管内のみに誘電体からなる遅波材を配置し、放射用導波管に複数形成されるスロットの間隔を短くしてもよい。
また、２枚の導体板を互いに略平行に配置し、２枚の導体板によって形成された空間を２枚の導体板の間に延在する導体からなる仕切り部材で仕切り、２枚の導体板と仕切り部材とから放射用導波管および給電用導波管を形成するようにしてもよい。
【００２６】
また、アンテナアレーと分配器とこの分配器にマイクロ波を供給するマイクロ波発振器とを含むマイクロ波供給装置を複数用いてもよい。
また、すべての放射用導波管を組み合わせることにより形成される載置台と対向する面の中央部分を除く領域のみにスロットを形成するようにしてもよい。
また、アンテナアレーを処理容器の外部に配置し、処理容器のアンテナアレー側端部を誘電体板で閉塞し、この誘電体板にアンテナアレーを接触させた状態でアンテナアレーの温度を制御するようにしてもよい。
【００２７】
また、本発明のフラットパネルディスプレイ装置の製造方法は、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、アッシングおよびＣＶＤのうちの少なくとも一つの処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明では、処理容器内にマイクロ波を供給する導波管スロットアンテナが整列配置される方向に延びる給電用導波管と、導波管スロットアンテナの放射用導波管と給電用導波管とを連通する開口とを有する分配器を用いることにより、アンテナアレーを構成する導波管スロットアンテナの数を増やして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、給電用導波管の載置台に対向する壁面にスロットを形成することにより、分配器のみの作用を有する部材が不要となるので、装置構成を更に簡単化および小型化することができる。
【００２９】
また、放射用導波管の管内に遅波材を配置することにより、同じ長さの放射用導波管に従来より多くのスロットを形成することができる。これにより、処理容器内には従来より小電力のマイクロ波が従来より短い間隔で供給されるので、プラズマの分布を均一化することができる。また、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い。したがって、分配器がマイクロ波を分配可能な導波管スロットアンテナの数は変わらず、装置構成の設計自由度を制約することはない。
【００３０】
また、放射用導波管の幅を、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形成される開口を、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、給電用導波管から放射用導波管のそれぞれへマイクロ波が同位相で導入されるので、スロットの配置をすべての導波管スロットアンテナで同じにすることができる。
また、互いに略平行に配置された２枚の導体板と、これら２枚の導体板によって形成された空間を仕切る仕切り部材とから放射用導波管および給電用導波管を形成することにより、処理容器の開口部をアンテナで覆うことが容易になる。
また、マイクロ波発振器から出力されるマイクロ波を給電用導波管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。
【００３１】
また、アンテナアレーと分配器とマイクロ波発振器とを含む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、処理容器のアンテナアレー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アンテナアレーの境界に対向するように延在させることにより、アンテナアレー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。
【００３２】
また、すべての放射用導波管を組み合わせることにより形成される載置台と対向する面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が抑制されるので、プラズマ密度の分布を均一化することができる。
ここで、スロットの数が少ない放射用導波管ほど小さい電力を供給することにより、スロットの数が少ない放射用導波管においてスロットから放射されない電力の損失を低減し、効率よくプラズマを生成することができる。
【００３３】
また、スロットより処理容器の内部に円偏波を供給することにより、スロットが形成された面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、スロットが形成された面と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。
また、処理容器の端部を閉塞する誘電体板にアンテナアレーを接触させた状態でアンテナアレーの温度制御を行うことにより、誘電体板の温度を調整することができる。例えば、アンテナアレーを冷却することにより、プラズマ熱流による誘電体板の破損を防ぐことができる。また、アンテナアレーを加熱することにより、誘電体板へのデポジションを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
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２９および図３０に示した構成要素に相当する構成要素については図２９および図３０と同一符号で示し、適宜その説明を省略する。
【００３５】
（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。また、図２は、図１に示すプラズマ処理装置の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、導波管スロットアンテナアレー１０と、マイクロ波分配器３０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。
【００３６】
図２に示すように、導波管スロットアンテナアレー１０は、複数の導波管スロットアンテナ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ，１０Ｈから構成されている。導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈは、方形導波管からなる放射用導波管のＨ面に放射用スロット１１が複数形成されたアンテナである。放射用導波管の一端には給電用スロット（開口）１２が形成され、他端はショートされている。このような導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈが、放射用スロット１１が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（マイクロ波の進行方向）に直交する幅方向に整列配置されている。
【００３７】
導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈの放射用導波管の管内には、誘電体からなる遅波材２１が配置されている。遅波材２１の比誘電率をεr （＞１）、放射用導波管の管内が中空のときの管内波長をλg0とすると、遅波材２１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、給電用スロット１２がある側の遅波材２１の端部は、厚みが徐々に変化してゆくように勾配２１Ａが形成されている。
放射用導波管の管内にはまた、ショートされた他端の近傍にマイクロ波吸収材２２が配置されている。なお、マイクロ波吸収材２２は必ずしも必要ではない。
【００３８】
放射用スロット１１としては、円偏波を放射するクロススロットが用いられている。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、放射用導波管内の比誘電率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、放射用導波管の軸線に対して略４５゜傾斜するように配置される。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、放射用導波管の軸線に対して略３６．５゜傾斜するように配置されてもよい。このようなクロススロットからなる複数の放射用スロット１１は、本実施の形態では放射用導波管の中心軸に対して一方の側に、略λg の自然数倍の間隔で配置される。
【００３９】
また、マイクロ波分配器３０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）に給電用スロット（開口）１２が複数形成されたものである。給電用導波管は、導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈの放射用導波管の幅（幅方向の長さ）の総和と同じ長さを有している。給電用導波管のＥ面に複数形成された給電用スロット１２と放射用導波管の一端にそれぞれ形成された給電用スロット１２とが重なるように配置することにより、給電用スロット１２で給電用導波管と放射用導波管とが連通する。なお、給電用スロット１２は、すべての放射用導波管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。
【００４０】
給電用導波管には、給電用スロット１２が形成されたＥ面に対向するＥ面の中央部に開口３１が形成されている。この開口３１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。
また、給電用導波管の管内には、開口３１が形成されたＥ面から給電用スロット１２の幅方向の中心に向かって垂直に突出する誘導壁３２が、上下のＨ面の間に延在している。誘導壁３２の突出長は給電用導波管の幅の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。
【００４１】
なお、給電用導波管の管内波長をλg0とすると、放射用導波管の幅は略λg0／２に形成される。このため、給電用スロット１２もまた略λg0／２間隔で形成される。したがって、隣り合う放射用導波管には、給電用スロット１２を介して給電用導波管からマイクロ波が逆位相で供給されることになる。このため、導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈのすべての放射用スロット１１から同じ回転方向の円偏波が放射されるように、隣り合う導波管スロットアンテナの放射用スロット１１が放射用導波管の軸線方向に略λg／２ だけずれた位置に配置される。
【００４２】
本実施の形態では、導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈの放射用導波管およびマイクロ波分配器３０の給電用導波管は、互いに離間して平行に配置された平面視方形の２枚の平板１３，１４とこれらの平板１３，１４の周縁部を接続する側壁１５，１６，１７，１８とからなる箱体の内部を、側壁１５から略λg0／２だけ離間した位置に側壁１５，１７と平行に配設された仕切り板１９で仕切り、仕切り板１９と側壁１７とに挟まれた領域を、側壁１６，１８と平行に配設された７つの仕切り板２０で略λg0／２間隔で仕切ることによって形成される。なお、平板１３，１４、側壁１５〜１８および仕切り板１９，２０は、銅などの導体で形成される。
【００４３】
この場合、平板１３，１４がそれぞれすべての放射用導波管および給電用導波管のＨ面となり、側壁１５が給電用導波管の一方のＥ面となり、仕切り板１９が給電用導波管の他方のＥ面かつすべての放射用導波管の一端面となり、側壁１７がすべての放射用導波管の他端面となり、側壁１６，１８のそれぞれの一部が給電用導波管の両端面となり、側壁１６，１８のそれぞれの他部および仕切り板２０が放射用導波管のＥ面となる。そして、側壁１５の中央部に開口３１が形成され、仕切り板１９に給電用スロット１２が複数形成される。また、載置台２に対向する平板１４に放射用スロット１１が複数形成される。
【００４４】
以上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３０の開口３１からマイクロ波分配器３０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は抑制される。
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は二分岐し、給電用導波管の両端面に向かって伝播してゆく。そして、マイクロ波の進行方向に略λg0／２の間隔で配設された誘導壁３２に誘導され、その誘導壁３２に対向する給電用スロット１２を介して導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈのそれぞれの放射用導波管に均等に分配される。
【００４５】
放射用導波管に導入されたマイクロ波は、遅波材２１が配置された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１１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１１から放射されずに残ったマイクロ波はマイクロ波吸収材２２に吸収される。
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。
【００４６】
以上のように、本実施の形態では、導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈが整列配置される方向に延びる給電用導波管のＥ面に給電用スロット１２が複数形成された構成のマイクロ波分配器３０を用いる。この分配器３０は、開口面積を大きくするために導波管スロットアンテナの数を増やしたとしても、すべての導波管スロットアンテナの放射用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だけなので、従来のマイクロ波分配器９３０ほど装置構成が複雑化かつ大型化することはない。また、導波管スロットアンテナの数が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、導波管スロットアンテナの数を増やして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。
【００４７】
なお、本実施の形態では、開口面積を大きくするために導波管スロットアンテナの放射用導波管の断面サイズを大きくする必要がないので、放射用導波管として単一モードのマイクロ波導波管を用いることができ、マイクロ波の制御が容易になる。
また、誘電体板８内に表面波を励起する必要がないので、プラズマの分布を均一化することができる。さらに、導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈのスロット面から略垂直方向にマイクロ波が放射され、プラズマ表面に垂直な方向の電界成分が小さいので、基板ダメージや処理容器１内の金属汚染が少ない低電子温度プラズマを実現することができる。
【００４８】
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３０の給電用導波管の管内に誘導壁３２を配設し、給電用導波管を伝播するマイクロ波を給電用スロット１２を介して導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈの放射用導波管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放射用導波管へマイクロ波を効率よく供給することができる。
【００４９】
また、導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈの放射用導波管の管内に遅波材２１を配置することにより、放射用導波管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１１の間隔も短くなる。このため、同じ長さの放射用導波管に、管内を中空とした場合より多くの放射用スロット１１を形成することができる。したがって、処理容器１内に、管内を中空とした場合より小電力のマイクロ波を短い間隔で供給し、プラズマ密度の分布を均一化することができる。
【００５０】
なお、給電用スロット１２がある側の遅波材２１の端部に勾配２１Ａを形成することにより、給電用導波管と放射用導波管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、放射用導波管へマイクロ波を効率よく供給することができる。
ここで、マイクロ波分配器３０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、分配器３０がマイクロ波を分配可能な導波管スロットアンテナの数は変わらず、装置構成の設計自由度を制約することはない。
【００５１】
また、放射用スロット１１としてクロススロットを形成し、処理容器１内に円偏波を放射することにより、導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈの放射用スロット１１が形成されたＨ面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１１が形成されたＨ面と平行に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。
なお、図３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１１１として、ハの字型スロットを用いてもよい。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。
【００５２】
また、本実施の形態では、マイクロ波分配器３０の給電用導波管のＥ面に開口３１および給電用スロット１２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スロットが形成されるマイクロ波分配器もある。この分配器は、放射用導波管のＥ面に放射用スロットが複数形成された導波管スロットアンテナに対応して用いられる。
【００５３】
（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、導波管スロットアンテナアレーのすべての放射用導波管にマイクロ波を同位相で分配するマイクロ波分配器を用いたものである。
図４は、このマイクロ波分配器を含むマイクロ波供給装置の横断面図である。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。
【００５４】
図４に示すマイクロ波供給装置２５０が有するマイクロ波分配器２３０は、導波管スロットアンテナ２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ，２１０Ｄ，２１０Ｅ，２１０Ｆ，２１０Ｇ，２１０Ｈの放射用導波管にマイクロ波を供給する開口２１２が方形導波管からなる給電用導波管のＥ面（仕切り板２１９）に略λg0の間隔で複数形成されたものである。なお、λg0は給電用導波管の管内波長である。放射用導波管の幅は略λg0／２であるので、開口２１２をそれぞれ隣り合う２つの放射用導波管の境界領域に形成し、１つの開口２１２で隣り合う２つの放射用導波管を給電用導波管に連通させる。
【００５５】
給電用導波管には、開口２１２が形成されたＥ面に対向するＥ面の中央部に、開口３１が形成されており、この開口３１にはマイクロ波導波管４１を介してマイクロ波発振器４２が接続されている。なお、隣り合う２つの放射用導波管の境界領域であって開口２１２が形成されていない部分の対向位置に開口３１を形成してもよい。また、給電用導波管の端面に開口３１を形成してもよい。
また、給電用導波管の管内には、開口３１が形成されたＥ面から開口２１２の幅方向の中心に向かって垂直に突出する誘導壁２３２が複数配設されている。誘導壁２３２の間隔も、開口２１２と同じく略λg0となる。
【００５６】
なお、給電用導波管の管内が中空であること、給電用導波管の長さが導波管スロットアンテナ２１０Ａ〜２１０Ｈの放射用導波管の幅の総和と同じであること、開口２１２がすべての放射用導波管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ことは、図１および図２に示したプラズマ分配器３０と同じである。
一方、導波管スロットアンテナ２１０Ａ〜２１０Ｈにおいては、隣り合う２つの放射用導波管にマイクロ波を導入しやすくするために、２つの放射用導波管の境界となるＥ面（仕切り板２２０）の開口２１２側の先端がやや後退している。
【００５７】
このように構成することにより、マイクロ波分配器２３０の給電用導波管から導波管スロットアンテナ２１０Ａ〜２１０Ｈの放射用導波管のそれぞれへマイクロ波が同位相で導入されるので、放射用スロット１１の配置をすべての導波管スロットアンテナ２１０Ａ〜２１０Ｈで同じにすることができる。
【００５８】
（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、導波管スロットアンテナアレー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５は、このマイクロ波供給装置の横断面図である。この図では、図２または図４に示した構成要素に相当する構成要素を図２または図４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。
【００５９】
図５に示すマイクロ波供給装置３５０は、第２の実施の形態におけるマイクロ波供給装置２５０と概ね同じである。ただし、本実施の形態においては、アンテナアレー３１０を構成する導波管スロットアンテナ３１０Ａ，３１０Ｂ，３１０Ｃ，３１０Ｄ，３１０Ｅ，３１０Ｆ，３１０Ｇ，３１０Ｈの放射用スロット１１の配置および数が、その導波管スロットアンテナ３１０Ａ〜３１０Ｈがアンテナアレー３１０内で配置される位置により異なっている。より具体的には、導波管スロットアンテナ３１０Ａ〜３１０Ｈを組み合わせることにより形成される載置台２と対向する面の中央部分３６０には放射用スロット１１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１１が配置される。ここで、放射用スロット１１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。
【００６０】
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３６０にスロット１１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。
【００６１】
上述したように、導波管スロットアンテナ毎に放射用スロット１１の数が異なる場合、すべての導波管スロットアンテナの放射用導波管に均等に電力を分配すると、放射用スロット１１の数が少ない放射用導波管において、放射用スロット１１から放射されず最終的にマイクロ波吸収材２２に吸収される電力が増える。このため、マイクロ波分配器２３０の分配量を調整し、放射用スロット１１の数が少ない放射用導波管ほど小さい電力を供給する。これにより、放射用スロット１１から放射されない電力の損失を低減し、効率よくプラズマを生成することができる。ここで、マイクロ波分配器２３０の分配量は、放射用導波管にマイクロ波を供給する開口２１２の大きさや、マイクロ波を開口２１２を介して放射用導波管に誘導する誘導壁２３２の突出長などにより調整することができる。
なお、スロット１１が配置されない部分３６０の形状は、四角形状でも円形状でもよい。
【００６２】
（第４の実施の形態）
本発明の第４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６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。この図において、（ａ）は導波管スロットアンテナアレーの放射用スロットが形成される面を示し、（ｂ）は（ａ）におけるVIb−VIb′線方向の断面構成を示している。なお、図２または図４に示した構成要素に相当する構成要素を図２または図４と同一符号で示している。
【００６３】
複数のマイクロ波供給装置２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄ，２５０Ｅ，２５０Ｆを組み合わせて用いる場合、導波管スロットアンテナアレー２１０の放射用スロット１１が形成される面を連続させる必要がある。したがって、図６（ａ）に示すように、マイクロ波供給装置２５０Ａと２５０Ｂと２５０Ｃは、アンテナアレー２１０の側壁１６と１８が対向するように配置される。マイクロ波供給装置２５０Ｄと２５０Ｅと２５０Ｆについても同じである。また、マイクロ波供給装置２５０Ａと２５０Ｄは、アンテナアレー２１０の側壁１７同士が対向するように配置される。マイクロ波供給装置２５０Ｂと２５０Ｅ、２５０Ｃと２５０Ｆについても同じである。
【００６４】
放射用スロット１１が放射用導波管の軸線方向に一列に形成されている場合には、マイクロ波供給装置２５０Ａと２５０Ｄは、それぞれの放射用スロット１１が同一直線上に並ぶように配置される。マイクロ波供給装置２５０Ｂと２５０Ｅ、２５０Ｃと２５０Ｆについても同じである。これにより、スロット配置の規則性が維持されるので、処理容器１内にマイクロ波を均一に供給し、均一なプラズマを生成することができる。
【００６５】
本実施の形態のように複数のマイクロ波供給装置２５０Ａ〜２５０Ｆを用いて処理容器１内に電力供給することにより、１個の高出力発振器を用いたときと同等の電力供給を複数の低出力発振器を用いて実現することができる。したがって、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４２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。
【００６６】
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、隣り合う複数のアンテナアレー２１０の境界をなす側壁１６〜１８の付近からはマイクロ波が放射されない。このため、図６（ｂ）に示すように、この境界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。
【００６７】
図７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または図４に示した構成要素に相当する構成要素を図２または図４と同一符号で示している。
この構成例では、第３の実施の形態と同様に、導波管スロットアンテナアレー４１０の放射用スロット１１が形成される面の中央部分４６０にはスロット１１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１１が配置される。ここで、放射用スロット１１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。
【００６８】
より具体的には、マイクロ波供給装置４５０Ａ，４５０Ｃ，４５０Ｄ，４５０Ｆの導波管スロットアンテナアレー４１０には全域に放射用スロット１１が配置されるのに対し、マイクロ波供給装置４５０Ｂ，４５０Ｅの導波管スロットアンテナアレー４１０には先端領域を除く領域のみに放射用スロット１１が配置される（すなわち、放射用導波管のショートされた他端側の領域には放射用スロット１１は配置されない）。
このように放射用スロット１１を配置することにより、第３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。
【００６９】
（第５の実施の形態）
図８は、本発明の第５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要部構成を示す斜視図である。図９は、図８におけるIX−IX′線方向の縦断面図である。図１０は、図９におけるＸ−Ｘ′線方向の横断面図である。
図８〜図１０に示すマイクロ波供給装置５５０は、図示しないマイクロ波発振器と、マイクロ波発振器で生成されたマイクロ波を導く方形導波管からなるマイクロ波導波管５４１と、マイクロ波導波管５４１により導かれたマイクロ波を処理容器１内に供給するアンテナ部材５７０とを有している。
【００７０】
ここで、アンテナ部材５７０は、高さが低い直方体状をした箱体５７１を有している。箱体５７１は、互いに離間して略平行に配置された平面視方形の２枚の平板５１３，５１４（図９参照）と、平板５１３，５１４の周縁部を接続する側壁５１５，５１６，５１７，５１８（図１０参照）とから構成されている。平板５１３，５１４および側壁５１５〜５１８は、銅などの導体で形成される。
図１１に示すように、箱体５７１の内部は、側壁５１６，５１８に平行なＹ方向に３つのブロック（Ａ，Ｂ，Ｃ）に分割され、さらに各ブロック（Ａ，Ｂ，Ｃ）は、側壁５１５，５１７に平行なＸ方向に４つの放射用ブロック（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）に分割されている。よって、箱体５７１の内部は合計１２の放射用ブロックに分割されている。
【００７１】
箱体５７１の各放射用ブロックの間は、銅などの導体で形成された仕切り部材５２３，５２４で仕切られている。ただし、放射用ブロックＢ１〜Ｂ４のそれぞれの境界は完全に開口し、放射用ブロックＡｉとＢｉとＣｉとのそれぞれの境界は一部開口している（ｉ＝１，２，３，４）。この結果、図１０に示すように、仕切り部材５２３は２枚の平板をＴ字型に接続したものからなり、仕切り部材５２４は１枚の平板からなる。なお、仕切り部材５２３，５２４は、アンテナ部材５７０の箱体を構成する平板５１３と５１４との間に延在し、その両方に接続されている。
【００７２】
図１１に示すように、箱体５７１の各放射用ブロックは、一辺の長さが略λg/２の正方形をしている。また、図９に示すように、箱体５７１の高さは略λg/４である。ここで、λg は箱体５７１の管内波長である。したがって、相互に連通している放射用ブロックＢ１〜Ｂ４はＸ方向に延びる方形導波管として作用し、同じく放射用ブロックＡ１〜Ｃ１，Ａ２〜Ｃ２，Ａ３〜Ｃ３，Ａ４〜Ｃ４はそれぞれＹ方向に延びる方形導波管として作用する。
【００７３】
箱体５７１の上面となる平板５１３には、長方形の開口５４２が形成され、この開口５４２の周囲にマイクロ波発振器に繋がるマイクロ波導波管５４１が接続されている。より具体的に言えば、放射用ブロックＢ２と放射用ブロックＢ３との境界線上に、方形導波管からなるマイクロ波導波管５４１の２つのＨ面（広い方の壁面）の中間位置がくるように、開口５４２が形成されている。ここで、マイクロ波導波管５４１が接続される平板５１３は、放射用ブロックＢ１〜Ｂ４からなる方形導波管のＨ面となる。よって、マイクロ波導波管５４１の管内および箱体５７１の放射用ブロックＢ２，Ｂ３における磁力線は、それぞれ図１２（ａ）および（ｂ）の矢線で示すようになり、マイクロ波導波管５４１により導かれたマイクロ波を、放射用ブロックＢ２と放射用ブロックＢ３とで位相が逆になるように分配供給することができる。
【００７４】
放射用ブロックＢ２，Ｂ３に供給されたマイクロ波は、それぞれ放射用ブロックＢ１，Ｂ４に伝播する。また、放射用ブロックＢ１〜Ｂ４のマイクロ波は、開口５１２を介して放射用ブロックＡ１〜Ａ４および放射用ブロックＣ１〜Ｃ４に分配される。各放射用ブロックの一辺の長さは略λg/２であるから、各放射用ブロックにおける磁力線は図１０に示すようになる。
【００７５】
図１０に示すように、箱体５７１の下面となる平板５１４には、放射用スロット５１１が形成されている。この例では、箱体５７１の各放射用ブロックに、２つのスロット５１１Ａ，５１１Ｂからなるハの字型スロットが形成されている。長さが短いスロット５１１Ａは磁力線が左方向に向かう位置に配置され、長さが長いスロット５１１Ｂは磁力線が下方向に向かう位置に配置されており、２つのスロット５１１Ａ，５１１Ｂはその延長線上で直交する。したがって、放射電界の位相をスロット５１１Ａで＋４５゜、スロット５１１Ｂで−４５°とすることにより、スロット５１１Ａ，５１１Ｂから放射されるマイクロ波は円偏波となる。
【００７６】
なお、各スロット５１１Ａ，５１１Ｂの放射電力は、直線偏波を放射する場合の略１／２とする。これにより、円偏波の電力は直線偏波を放射する場合と同等になるが、各スロット５１１Ａ，５１１Ｂの放射電力が小さくなるので、各スロット５１１Ａ，５１１Ｂで放電が起こる危険が減少する。
【００７７】
このような構成のアンテナ部材５７０において、箱体５７１の放射用ブロックＢ１〜Ｂ４からなる方形導波管および開口５１２は、第１の実施の形態におけるマイクロ波分配器３０と同様に、放射用ブロックＡ１〜Ａ４，Ｃ１〜Ｃ４にマイクロ波を分配供給する作用を有する。また、放射用ブロックＡ１〜Ａ４および放射用ブロックＣ１〜Ｃ４は、第１の実施の形態における導波管スロットアンテナアレー１０と同様に、マイクロ波分配器３０から導入されたマイクロ波を放射用スロット５１１を介して処理容器１の内部に供給する作用を有する。したがって、アンテナ部材５７０は、第１の実施の形態におけるマイクロ波分配器３０の両側に導波管スロットアンテナアレー１０をそれぞれ設け、さらにマイクロ波分配器３０の給電用導波管の下面（すなわち、載置台２に対向する壁面）に放射用スロット５１１を形成したもとの捉えることができる。
【００７８】
したがって、本実施の形態では、第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、導波管スロットアンテナの数を増やして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、導波管スロットアンテナの放射用導波管の断面サイズを大きくする必要がなく、放射用ブロックの数を増やすことで大面積化が可能であり、高次モードを励起させることなく、マイクロ波の制御が容易になる。さらに、誘電体板８内に表面波を励起する必要がないので、プラズマの分布を均一化し、また基板ダメージや処理容器１内の金属汚染が少ない低電子温度プラズマを実現することができる。
これに加えて、本実施の形態ではマイクロ波分配器３０のみの作用を有する部材が不要となるので、第１の実施の形態よりも更に装置構成の簡単化および小型化が可能となる。
【００７９】
次に、アンテナ部材５７０の変形例について説明する。
まず、仕切り部材について説明する。
図１３は、アンテナ部材５７０に使用可能な仕切り部材の平面形状を示す図である。この図において、点線は箱体５７１の各放射用ブロックの境界線を表している。
【００８０】
仕切り部材としては、図１３（ａ），（ｂ）に示すような１枚の平板からなる仕切り部材５２５Ａ，５２５Ｂの他、図１３（ｃ）に示すような平面視Ｔ字型をした仕切り部材５２５Ｃ、図１３（ｄ）に示すような平面視十字型をした仕切り部材５２５Ｄ、図１３（ｅ）に示すような平面視Ｌ字型をした仕切り部材５２５Ｅを用いることができる。図１０における仕切り部材５２３，５２４は、それぞれ図１３（ｃ），（ａ）に示した仕切り部材５２５Ｃ，５２５Ａと同型である。
また、図１１において、放射用ブロックＡ１〜Ａ４，Ｃ１〜Ｃ４のそれぞれの境界は開口してもよいので、図１３（ｆ）に示すような柱状の仕切り部材５２５Ｆを用いることもできる。
【００８１】
次いで、放射用スロット５１１の他の例について説明する。
図１４は、放射用スロット５１１の他の配置例を示す図である。この図に示す放射用スロット５１１もまた、２つのスロット５１１Ｃ，５１１Ｄからなるハの字型スロットである。ただし、スロット５１１Ｃ，５１１Ｄは、放射用ブロックＡｉ，Ｂｉ，Ｃｉ（ｉ＝１，２，３，４）からなる方形導波管の軸線に対して略４５°の角度をなしている。
【００８２】
図１５は、図１４に示した放射用スロット５１１の設計例を示す図である。また、図１６は、放射用スロットのマイクロ波放射特性を示す図である。横軸はスロットの長さをマイクロ波の自由空間波長（周波数が２．４５ＧＨｚのマイクロ波で１２２ｍｍ）λ0で割った値、縦軸はスロットからの放射電界の相対利得［ｄＢ］または位相［ｄｅｇ］を示している。
図１５に示す例では、２つのスロット５１１Ｃ，５１１Ｄのなす角度を９０°とし、それぞれの長さを０．４３λ0，０．５１λ0とする。スロット５１１Ｃ，５１１Ｄのそれぞれの長さを０．４３λ0，０．５１λ0とすると、図１６から分かるように、放射電界の位相が＋４５°，−４５°となる。よって、スロット５１１Ｃ，５１１Ｄから放射されるマイクロ波を円偏波にすることができる。
【００８３】
図１７は、放射用スロットの更に他の配置例を示す図である。この図に示す放射用スロット５１１Ｅは各放射用ブロックにおいて磁力線が下方向に向かう位置に配置されており、放射されるマイクロ波は直線偏波となる。
なお、アンテナ部材５７０における放射用スロット５１１の位置により偏波を変えてもよい。例えば、処理容器１の側壁付近に放射されるマイクロ波をその側壁に平行な直線偏波にすることにより、マイクロ波の漏洩を低減することができる。また、処理容器１の内部で生成されるプラズマの状態に応じて、偏波を設定してもよい。例えば、電子温度を上げたい場合には、敢えて直線偏波にするとよい。
【００８４】
次いで、放射用ブロックの配置のバリエーションについて説明する。
本実施の形態では、箱体５７１の内部を複数の放射用ブロックに分割し、各放射用ブロックの間を必要に応じて仕切り部材で仕切る構成をとっている。したがって、箱体５７１の大きさや形状などによって、放射用ブロックの数や配置を自在に変更することができる。
例えば、図１８に示すようなＸ方向の長さがλg 、Ｙ方向の長さが３×λg/２の箱体５７１Ｃについては、箱体５７１Ｃの内部を２×３＝６個の放射用ブロックに分割することができる。
【００８５】
また、図１９に示すようなＸ方向およびＹ方向の両方の長さが３×λg/２の箱体５７１Ｄについても、アンテナ部材５７０の使用態様によっては、箱体５７１Ｄの内部を２×３＝６個の放射用ブロックに分割してもよい。この際、１つの放射用ブロックのＸ方向、Ｙ方向の辺の長さをそれぞれａｘ，ａｙとすれば、
λg＝λ0／｛１−（λ0／２ａｘ）2｝1/2
λg／２＝ａｙ
の関係式を好ましくは満たすように設定する。
【００８６】
また、第１の実施の形態における導波管スロットアンテナアレー１０として作用する部分（図１１では放射用ブロックＡ１〜Ａ４，Ｃ１〜Ｃ４）のＹ方向の長さを延ばし、Ｙ方向に複数の放射用ブロックを配置してもよい。図２０には、導波管スロットアンテナアレー１０として作用する部分ＡＡ，ＣＣのＹ方向の長さをλgとし、Ｙ方向にそれぞれ２個の放射用ブロックを配置した例を示している。
また、図２１に示すように、導波管スロットアンテナアレー１０として作用する部分ＡＡを、マイクロ波分配器３０として作用する部分Ｂの片側のみに設けてもよい。
【００８７】
このように、放射用ブロックの数や配置は自由度が大きいので、処理容器１の開口部の口径および形状に合わせて箱体５７１を選び、その内部をブロック化することにより、処理容器１の開口部の全域に放射用ブロックを配置することができる。よって、本実施の形態によれば、複数の放射用導波管を組み合わせてアンテナを構成するよりも容易に、処理容器１の開口部をアンテナで覆うことが可能となる。
【００８８】
（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態に係るプラズマ処理装置は、第５の実施の形態におけるマイクロ波供給装置５５０を複数組み合わせて用いるものである。
図２２は、マイクロ波供給装置５５０を複数組み合わせて用いる場合の一構成例を示す平面図である。図２３は、マイクロ波供給装置５５０のアンテナ部材５７０の寸法を示す図である。図２４は、図２２におけるＸＸIV−ＸＸIV′線方向の断面図である。この図では、図１に示した構成要素に相当する構成要素を図１と同一符号で示している。
【００８９】
図２２に示すように、ＬＣＤ基板３の寸法が１１００ｍｍ×１３００ｍｍの場合には、例えば、口径が１５００ｍｍ×１５００ｍｍの処理容器１を用いる。また、処理容器１の開口上部に、３４６．４ｍｍ×３４６．４ｍｍの箱体５７１を有するアンテナ部材５７０をマトリックス状に３×３＝９個配置する。なお、図２３に示すように、この箱体５７１の内部は８６．６ｍｍ×８６．６ｍｍの放射用ブロックに１６分割されている。
このように、マイクロ波供給装置５５０を複数用いることにより、上述した第４の実施の形態と同様の作用効果が得られる。すなわち、各マイクロ波供給装置５５０のマイクロ波発振器として低出力で価格の安いものを用いることができ、結果として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。
【００９０】
本実施の形態でも第４の実施の形態同様に、処理容器１の上部開口を１枚の誘電体板８で閉塞し、その誘電体板８の上に複数のアンテナ部材５７０を配置してもよいが、図２４に示すように各アンテナ部材５７０の下部のみを誘電体板８Ａで構成してもよい。この場合には、誘電体板の面積を大きくする必要がないので、誘電体板の強度を維持できる。アンテナ部材５７０の下部のみに配置された誘電体板８Ａは、処理容器１の上部開口に梁渡された梁１Ａにより支持される。誘電体板８Ａと梁１Ａとの間、および、梁１Ａの基部と処理容器１の側壁上面との間には、Ｏリングなどのシール部材１Ｂを介在させ、処理容器１内の気密性を確保する。
また、処理容器１内にガスを導入するガス導入管７Ａを梁１Ａに設けてもよい。さらに、載置台２の上部空間に金属性のシャワープレート（図示せず）を配置し、ガス導入管７Ａから導入されたガスを均一化するようにしてもよい。
【００９１】
また、アンテナ部材５７０の放射用スロット５１１が形成された下面を、誘電体部材８Ａに接触させてもよい。この場合、アンテナ部材５７０の温度制御を行うことにより、誘電体板８Ａの温度を調整することができる。アンテナ部材５７０を冷却して誘電体板８Ａを冷却することにより、プラズマ熱流による誘電体板８Ａの温度上昇を抑え、熱膨張による誘電体板８Ａの破損を防ぐことができる。また、例えばフロロカーボンガスのようなデポ性のガスを用いたプロセスを行う際に、アンテナ部材５７０を加熱して誘電体板８Ａの温度を１５０℃程度にすることにより、誘電体板８Ａへのデポジションを防ぎ、プロセスを安定させることができる。
【００９２】
（第７の実施の形態）
第５の実施の形態では、マイクロ波供給装置５５０のマイクロ波導波管５４１として方形導波管を用いた例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば同軸導波管を用いてもよい。この同軸導波管を用いる例を、本発明の第７の実施の形態として説明する。
図２５は、本発明の第７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要部構成を示す縦断面図である。図２６は、図２５におけるＸＸVI−ＸＸVI′線方向の横断面図である。これら図では、図８〜図１０に示した構成要素に相当する構成要素を図８〜図１０と同一符号で示している。
図２５および図２６に示すマイクロ波供給装置６５０は、図示しないマイクロ波発振器と、マイクロ波発振器で生成されたマイクロ波を導く同軸導波管からなるマイクロ波導波管６４１と、マイクロ波導波管６４１により導かれたマイクロ波を処理容器１内に供給するアンテナ部材６７０とを有している。
【００９３】
アンテナ部材６７０の箱体６７１の上面となる平板５１３には、円形の開口６４２が形成されている。開口６４２は箱体６７１内部のある放射用ブロックの中央部分に形成され、開口６４２の周囲にマイクロ波導波管６４１の外部導体６４１Ａが接続さている。外部導体６４１Ａと同軸に配置された内部導体６４１Ｂは、開口６４２を通って箱体６７１内部にまで延びている。内部導体６４１Ｂの先端は、図２５（ａ）に示すように箱体６７１の下面となる平板５１４に接続されていてもよいし、図２５（ｂ）に示すように接続されていていなくてもよい。前者の場合には、内部導体６４１Ｂの先端にテーパー６４３を付けることにより、マイクロ波導波管６４１からアンテナ部材６７０へのインピーダンス変化を緩やかにし、マイクロ波導波管６４１とアンテナ部材６７０との接続部でのマイクロ波の反射を小さくすることができる。
【００９４】
マイクロ波導波管６４１の管内における磁力線は、図２７（ａ）の矢線で示すように内部導体６４１Ｂを中心に回転している。よって、上述したように放射用ブロックの中央部にマイクロ波導波管６４１を接続することにより、その放射用ブロックでの磁力線は図２７（ｂ）の矢線で示すようになり、図２６に示すように全ブロックへマイクロ波を分配することができる。
第６の実施の形態と同様に、このマイクロ波導波管６４１として同軸導波管を用いたマイクロ波供給装置６５０を複数組み合わせて用いてもよい。その一構成例を図２８に示す。この図では、処理容器１の開口上部に、マイクロ波供給装置６５０のアンテナ部材６７０をマトリックス状に３×３＝９個配置している。
【００９５】
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】
【００９６】
本発明のプラズマ処理装置は、エッチング装置、ＣＶＤ装置、アッシング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装置の製造にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【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】放射用スロットの構成例を示す横断面図である。
【図４】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５】本発明の第３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６】本発明の第４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７】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８】本発明の第５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要部構成を示す斜視図である。
【図９】図８におけるIX−IX′線方向の縦断面図である。
【図１０】図９におけるＸ−Ｘ′線方向の横断面図である。
【図１１】箱体内部の放射用ブロックの配置例を示す図である。
【図１２】マイクロ波導波管の管内およびマイクロ波導波管が接続された放射用ブロックにおける磁力線を示す図である。
【図１３】アンテナ部材に使用可能な仕切り部材の平面形状を示す図である。
【図１４】放射用スロットの他の配置例を示す図である。
【図１５】図１４に示した放射用スロットの設計例を示す図である。
【図１６】放射用スロットのマイクロ波放射特性を示す図である。
【図１７】放射用スロットの更に他の配置例を示す図である。
【図１８】箱体内部の放射用ブロックの他の配置例を示す図である。
【図１９】箱体内部の放射用ブロックの他の配置例を示す図である。
【図２０】箱体内部の放射用ブロックの他の配置例を示す図である。
【図２１】箱体内部の放射用ブロックの他の配置例を示す図である。
【図２２】マイクロ波供給装置を複数組み合わせて用いる場合の一構成例を示す平面図である。
【図２３】マイクロ波供給装置のアンテナ部材の寸法を示す図である。
【図２４】図２２におけるＸＸIV−ＸＸIV′線方向の断面図である。
【図２５】図２５は、本発明の第７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要部構成を示す縦断面図である。
【図２６】図２５におけるＸＸVI−ＸＸVI′線方向の横断面図である。
【図２７】マイクロ波導波管の管内およびマイクロ波導波管が接続された放射用ブロックにおける磁力線を示す図である。
【図２８】マイクロ波供給装置を複数組み合わせて用いる場合の一構成例を示す平面図である。
【図２９】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３０】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】
【００９８】
１…処理容器、１Ａ…梁、１Ｂ…シール部材、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…ガス導入口、７Ａ…ガス導入管、８，８Ａ…誘電体板、９…シールド材、１０，１１０，２１０，３１０，４１０…導波管スロットアンテナアレー、１０Ａ〜１０Ｈ，１１０Ａ〜１１０Ｈ，２１０Ａ〜２１０Ｈ，３１０Ａ〜３１０Ｈ…導波管スロットアンテナ、１１，１１１，５１１…放射用スロット、１２，２１２…給電用スロット、１３，１４，５１３，５１４…平板、１５〜１８，５１５〜５１８，５１７Ａ，５１７Ｂ…側壁、１９，２０，２１９，２２０…仕切り板、２１…遅波材、２１Ａ…勾配、２２…マイクロ波吸収材、３０，２３０…マイクロ波分配器、３１…開口、３２，２３２…誘導壁、４１，５４１，６４１…マイクロ波導波管、４２…マイクロ波発振器、４３…アイリス（インピーダンス整合器）、５０，１５０，２５０，２５０Ａ〜２５０Ｆ，３５０，４５０Ａ〜４５０Ｆ，５５０，６５０…マイクロ波供給装置、８１…梁（補強部材）、５１１Ａ〜５１１Ｅ…スロット、５１２…開口、５２３，５２４，５２５Ａ〜５２５Ｆ…仕切り部材、５４２，６４２…開口、５７０，６７０…アンテナ部材、５７１，５７１Ａ〜５７１Ｆ，６７１…箱体、６４１Ａ…外部導体、６４１Ｂ…内部導体、６４３…テーパー、Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ４…放射用ブロック。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置および方法に関し、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装置の製造において、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２９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３０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２９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９１０が配設されている。誘電体板８およびアンテナアレー９１０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、アンテナアレー９１０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】
導波管スロットアンテナアレー９１０の導入部にはマイクロ波分配器９３０の出力側が接続され、マイクロ波分配器９３０の入力側にはマイクロ波導波管４１を介してマイクロ波発振器４２が接続されている。
図３０に示すように、導波管スロットアンテナアレー９１０は、複数の導波管スロットアンテナ９１０Ａ，９１０Ｂ，９１０Ｃ，９１０Ｄから構成されている。導波管スロットアンテナ９１０Ａ〜９１０Ｄ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９１１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。このような導波管スロットアンテナ９１０Ａ〜９１０Ｄが、スロット９１１が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】
また、マイクロ波分配器９３０は、マイクロ波導波管４１と同じ幅を有する導入部９３１と、導入部９３１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９３２と、分岐部９３２の各先端から導波管スロットアンテナ９１０Ａ〜９１０Ｄの放射用導波管の軸線方向に平行に延びる平行部９３３と、導波管スロットアンテナ９１０Ａ〜９１０Ｄの放射用導波管の幅の総和と同じ幅を有する分割部９３４とを有している。導入部９３１と分岐部９３２との境界部中央には、スタブ９３５が設けられている。分割部９３４は、放射用導波管の軸線方向に延びる仕切り板９３６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９３０の導入部９３１に導入される。導入部９３１に導入されたマイクロ波は、スタブ９３５により位相が調整され、分岐部９３２で二分割され、平行部９３３を介して分割部９３４に至り、導波管スロットアンテナ９１０Ａ〜９１０Ｄ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スロット９１１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９１０Ａ〜９１０Ｄからなるアンテナアレー９１０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９３０は、導波管スロットアンテナ９１０Ａ〜９１０Ｄ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９１０Ａ〜９１０Ｄ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】
フラットパネルディスプレイ装置の製造コストを低減するため、従来より大型の基板を処理可能なプラズマ処理装置の実現が待望されている。従来より大型の基板を処理するには、従来より大口径の処理容器が必要であり、この処理容器の口径に合わせて処理容器内にマイクロ波を供給する平面アンテナの開口面積を大きくしなければならない。
【００１１】
平面アンテナとして上述した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る場合、開口面積を大きくするには、導波管スロットアンテナの放射用導波管の断面サイズを大きくする方法が考えられる。しかし、放射用導波管の断面の長辺が管内波長を超えると、ＴＥ10モードに加えてＴＥ01モードが励起され、マイクロ波の制御が困難になる。
一方、導波管スロットアンテナをそれぞれ離間して配置し、各導波管スロットアンテナから放射されるマイクロ波により誘電体板８内に表面波を励起する方法では、この表面波が定在波モードであるため電界分布が不均一で、その電界により励起されるプラズマの分布も不均一になる。また、プラズマ表面に垂直な方向の電界成分が大きいため、プラズマにマイクロ波が吸収されやすく、電子温度が増大して基板ダメージや、処理容器１のスパッタによる金属汚染が発生する。
【００１２】
よって、開口面積を大きくするには、アンテナアレーを構成する導波管スロットアンテナの数を増やすのがよい。しかし、この場合、従来のプラズマ処理装置で用いられているマイクロ波分配器９３０と同様の方法で各導波管スロットアンテナの放射用導波管にマイクロ波を分配すると、二分岐を有する分岐部９３２が多数必要になり、マイクロ波分配器の構成が複雑化かつ大型化するという問題があった。また、導波管スロットアンテナの数が２n （ｎは２以上の整数）以外の場合には、分岐部９３２を有するマイクロ波分配器を用いることができず、装置構成の設計自由度が小さいという問題があった。
【００１３】
また、従来より大口径の処理容器を用いてプラズマ処理を行うには、プラズマが生成される空間の増加に応じた大きな電力を処理容器に供給する必要がある。しかし、マイクロ波発振器４２は出力電力が大きくなると価格が格段に高くなるので、マイクロ波発振器４２の価格によりプラズマ処理装置全体の製造コストが大幅に高くなるという問題があった。
【００１４】
また、処理容器１内の電界強度はマイクロ波を供給するスロット９１１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スロット９１１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９１０Ａ〜９１０Ｄの放射用導波管の軸線方向に配置されるスロット９１１の間隔を小さくすればよい。しかし、放射用導波管の管内波長に基づく所定間隔でスロット９１１を配置しなければ、マイクロ波の放射方向が変化するため、スロット９１１の間隔をむやみに小さくすることはできないという問題があった。
【００１５】
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、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とともに、装置構成の設計自由度を大きくすることにある。
また、他の目的は、プラズマ処理装置の製造コストを抑制することにある。
また、他の目的は、処理容器内のプラズマ密度分布を均一化することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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、放射用導波管にスロットが形成された複数の導波管スロットアンテナが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るとともに載置台に対向配置されたアンテナアレーと、放射用導波管の一端に接続されそれぞれにマイクロ波を分配する分配器とを備え、この分配器が、導波管スロットアンテナ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形成された放射用導波管と給電用導波管とを連通する開口とを有することを特徴とする。
この分配器では、すべての導波管スロットアンテナの放射用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ので、アンテナアレーを構成する導波管スロットアンテナの数を増やして開口面積を大きくしても、従来のマイクロ波分配器９３０ほど装置構成が複雑化かつ大型化することはない。また、導波管スロットアンテナの数が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。
【００１７】
このプラズマ処理装置において、給電用導波管の載置台に対向する壁面にスロットが形成されていてもよい。これにより、給電用導波管により導波管スロットアンテナアンテナが構成される。
また、分配器は、上記開口に対向する給電用導波管の壁面から開口に向かって突出し、給電用導波管を伝播するマイクロ波を放射用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。
また、アンテナアレーは、給電用導波管の両側にそれぞれに設けられていてもよい。
【００１８】
また、このプラズマ処理装置は、放射用導波管の管内のみに配置された誘電体からなる遅波材を備えるものであってもよい。放射用導波管の管内に遅波材を配置することにより、放射用導波管の管内の比誘電率が１より大きくなり、放射用導波管の管内波長が短くなる。放射用導波管のスロットは管内波長に基づく所定間隔で配置されるので、管内波長が短くなることにより、スロット間隔も短くなり、同じ長さの放射用導波管に従来より多くのスロットを形成することが可能となる。したがって、処理容器内に従来より小電力のマイクロ波が従来より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。また、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。
ここで、この遅波材は、放射用導波管の一端の側の端部に勾配を有していてもよい。これにより、放射用導波管と給電用導波管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。
【００１９】
また、上述したプラズマ処理装置において、放射用導波管の幅を、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形成される開口を、給電用導波管の管内波長と略同一の間隔で配置し、１つの開口で隣り合う２つの放射用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、給電用導波管から放射用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、互いに略平行に配置された２枚の導体板と、これら２枚の導体板の間に延在し２枚の導体板によって形成された空間を仕切る導体からなる仕切り部材とを備え、２枚の導体板と仕切り部材とから放射用導波管および給電用導波管が形成されるものであってもよい。
【００２０】
また、上述したプラズマ処理装置は、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給電用導波管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、マイクロ波導波管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。
ここで、インピーダンス整合器は、給電用導波管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、上述したプラズマ処理装置は、アンテナアレーと分配器とこの分配器にマイクロ波を供給するマイクロ波発振器とを含むマイクロ波供給装置を複数有するものであってもよい。これにより、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、２つのマイクロ波供給装置を、それぞれが有する放射用導波管の他端が対向するとともに、それぞれが有する放射用導波管に形成されたスロットが同一直線上に並ぶように配置してもよい。これにより、スロット配置の規則性が維持される。
また、処理容器のアンテナアレー側端部を閉塞する誘電体板と、隣り合う複数のアンテナアレー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ものであってもよい。
【００２２】
また、上述したプラズマ装置は、放射用導波管に形成されるスロットの数が、その放射用導波管がアンテナアレー内で配置される位置により異なるものであってもよい。
例えば、すべての放射用導波管を組み合わせることにより形成される載置台と対向す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。これにより、載置台と対向する面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、スロットの数が少ない放射用導波管ほど小さい電力を供給するようにしてもよい。これにより、スロットの数が少ない放射用導波管において、スロットから放射されない電力の損失が低減される。
【００２３】
また、上述したプラズマ処理装置において、導波管スロットアンテナが、スロットより処理容器の内部に円偏波を供給するようにしてもよい。これにより、放射用導波管のスロットが形成された面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。なお、導波管スロットアンテナおよび分配器が、スロットより処理容器の内部に円偏波を供給するようにしてもよい。
【００２４】
また、本発明のプラズマ処理方法は、放射用導波管にスロットが形成された複数の導波管スロットアンテナが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たアンテナアレーを用いて処理容器内にマイクロ波を供給し、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プラズマ処理方法において、分配器を構成する給電用導波管にマイクロ波を供給し、給電用導波管の側壁に複数形成された開口を介して放射用導波管のそれぞれにマイクロ波を供給し、放射用導波管に形成されたスロットを介してマイクロ波を処理容器内に供給することを特徴とする。
【００２５】
このプラズマ処理方法において、放射用導波管の管内のみに誘電体からなる遅波材を配置し、放射用導波管に複数形成されるスロットの間隔を短くしてもよい。
また、２枚の導体板を互いに略平行に配置し、２枚の導体板によって形成された空間を２枚の導体板の間に延在する導体からなる仕切り部材で仕切り、２枚の導体板と仕切り部材とから放射用導波管および給電用導波管を形成するようにしてもよい。
【００２６】
また、アンテナアレーと分配器とこの分配器にマイクロ波を供給するマイクロ波発振器とを含むマイクロ波供給装置を複数用いてもよい。
また、すべての放射用導波管を組み合わせることにより形成される載置台と対向する面の中央部分を除く領域のみにスロットを形成するようにしてもよい。
また、アンテナアレーを処理容器の外部に配置し、処理容器のアンテナアレー側端部を誘電体板で閉塞し、この誘電体板にアンテナアレーを接触させた状態でアンテナアレーの温度を制御するようにしてもよい。
【００２７】
また、本発明のフラットパネルディスプレイ装置の製造方法は、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、アッシングおよびＣＶＤのうちの少なくとも一つの処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明では、処理容器内にマイクロ波を供給する導波管スロットアンテナが整列配置される方向に延びる給電用導波管と、導波管スロットアンテナの放射用導波管と給電用導波管とを連通する開口とを有する分配器を用いることにより、アンテナアレーを構成する導波管スロットアンテナの数を増やして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、給電用導波管の載置台に対向する壁面にスロットを形成することにより、分配器のみの作用を有する部材が不要となるので、装置構成を更に簡単化および小型化することができる。
【００２９】
また、放射用導波管の管内に遅波材を配置することにより、同じ長さの放射用導波管に従来より多くのスロットを形成することができる。これにより、処理容器内には従来より小電力のマイクロ波が従来より短い間隔で供給されるので、プラズマの分布を均一化することができる。また、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い。したがって、分配器がマイクロ波を分配可能な導波管スロットアンテナの数は変わらず、装置構成の設計自由度を制約することはない。
【００３０】
また、放射用導波管の幅を、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形成される開口を、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、給電用導波管から放射用導波管のそれぞれへマイクロ波が同位相で導入されるので、スロットの配置をすべての導波管スロットアンテナで同じにすることができる。
また、互いに略平行に配置された２枚の導体板と、これら２枚の導体板によって形成された空間を仕切る仕切り部材とから放射用導波管および給電用導波管を形成することにより、処理容器の開口部をアンテナで覆うことが容易になる。
また、マイクロ波発振器から出力されるマイクロ波を給電用導波管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。
【００３１】
また、アンテナアレーと分配器とマイクロ波発振器とを含む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、処理容器のアンテナアレー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アンテナアレーの境界に対向するように延在させることにより、アンテナアレー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。
【００３２】
また、すべての放射用導波管を組み合わせることにより形成される載置台と対向する面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が抑制されるので、プラズマ密度の分布を均一化することができる。
ここで、スロットの数が少ない放射用導波管ほど小さい電力を供給することにより、スロットの数が少ない放射用導波管においてスロットから放射されない電力の損失を低減し、効率よくプラズマを生成することができる。
【００３３】
また、スロットより処理容器の内部に円偏波を供給することにより、スロットが形成された面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、スロットが形成された面と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。
また、処理容器の端部を閉塞する誘電体板にアンテナアレーを接触させた状態でアンテナアレーの温度制御を行うことにより、誘電体板の温度を調整することができる。例えば、アンテナアレーを冷却することにより、プラズマ熱流による誘電体板の破損を防ぐことができる。また、アンテナアレーを加熱することにより、誘電体板へのデポジションを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
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２９および図３０に示した構成要素に相当する構成要素については図２９および図３０と同一符号で示し、適宜その説明を省略する。
【００３５】
（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。また、図２は、図１に示すプラズマ処理装置の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、導波管スロットアンテナアレー１０と、マイクロ波分配器３０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。
【００３６】
図２に示すように、導波管スロットアンテナアレー１０は、複数の導波管スロットアンテナ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ，１０Ｈから構成されている。導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈは、方形導波管からなる放射用導波管のＨ面に放射用スロット１１が複数形成されたアンテナである。放射用導波管の一端には給電用スロット（開口）１２が形成され、他端はショートされている。このような導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈが、放射用スロット１１が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（マイクロ波の進行方向）に直交する幅方向に整列配置されている。
【００３７】
導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈの放射用導波管の管内には、誘電体からなる遅波材２１が配置されている。遅波材２１の比誘電率をεr （＞１）、放射用導波管の管内が中空のときの管内波長をλg0とすると、遅波材２１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、給電用スロット１２がある側の遅波材２１の端部は、厚みが徐々に変化してゆくように勾配２１Ａが形成されている。
放射用導波管の管内にはまた、ショートされた他端の近傍にマイクロ波吸収材２２が配置されている。なお、マイクロ波吸収材２２は必ずしも必要ではない。
【００３８】
放射用スロット１１としては、円偏波を放射するクロススロットが用いられている。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、放射用導波管内の比誘電率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、放射用導波管の軸線に対して略４５゜傾斜するように配置される。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、放射用導波管の軸線に対して略３６．５゜傾斜するように配置されてもよい。このようなクロススロットからなる複数の放射用スロット１１は、本実施の形態では放射用導波管の中心軸に対して一方の側に、略λg の自然数倍の間隔で配置される。
【００３９】
また、マイクロ波分配器３０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）に給電用スロット（開口）１２が複数形成されたものである。給電用導波管は、導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈの放射用導波管の幅（幅方向の長さ）の総和と同じ長さを有している。給電用導波管のＥ面に複数形成された給電用スロット１２と放射用導波管の一端にそれぞれ形成された給電用スロット１２とが重なるように配置することにより、給電用スロット１２で給電用導波管と放射用導波管とが連通する。なお、給電用スロット１２は、すべての放射用導波管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。
【００４０】
給電用導波管には、給電用スロット１２が形成されたＥ面に対向するＥ面の中央部に開口３１が形成されている。この開口３１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。
また、給電用導波管の管内には、開口３１が形成されたＥ面から給電用スロット１２の幅方向の中心に向かって垂直に突出する誘導壁３２が、上下のＨ面の間に延在している。誘導壁３２の突出長は給電用導波管の幅の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。
【００４１】
なお、給電用導波管の管内波長をλg0とすると、放射用導波管の幅は略λg0／２に形成される。このため、給電用スロット１２もまた略λg0／２間隔で形成される。したがって、隣り合う放射用導波管には、給電用スロット１２を介して給電用導波管からマイクロ波が逆位相で供給されることになる。このため、導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈのすべての放射用スロット１１から同じ回転方向の円偏波が放射されるように、隣り合う導波管スロットアンテナの放射用スロット１１が放射用導波管の軸線方向に略λg／２ だけずれた位置に配置される。
【００４２】
本実施の形態では、導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈの放射用導波管およびマイクロ波分配器３０の給電用導波管は、互いに離間して平行に配置された平面視方形の２枚の平板１３，１４とこれらの平板１３，１４の周縁部を接続する側壁１５，１６，１７，１８とからなる箱体の内部を、側壁１５から略λg0／２だけ離間した位置に側壁１５，１７と平行に配設された仕切り板１９で仕切り、仕切り板１９と側壁１７とに挟まれた領域を、側壁１６，１８と平行に配設された７つの仕切り板２０で略λg0／２間隔で仕切ることによって形成される。なお、平板１３，１４、側壁１５〜１８および仕切り板１９，２０は、銅などの導体で形成される。
【００４３】
この場合、平板１３，１４がそれぞれすべての放射用導波管および給電用導波管のＨ面となり、側壁１５が給電用導波管の一方のＥ面となり、仕切り板１９が給電用導波管の他方のＥ面かつすべての放射用導波管の一端面となり、側壁１７がすべての放射用導波管の他端面となり、側壁１６，１８のそれぞれの一部が給電用導波管の両端面となり、側壁１６，１８のそれぞれの他部および仕切り板２０が放射用導波管のＥ面となる。そして、側壁１５の中央部に開口３１が形成され、仕切り板１９に給電用スロット１２が複数形成される。また、載置台２に対向する平板１４に放射用スロット１１が複数形成される。
【００４４】
以上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３０の開口３１からマイクロ波分配器３０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は抑制される。
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は二分岐し、給電用導波管の両端面に向かって伝播してゆく。そして、マイクロ波の進行方向に略λg0／２の間隔で配設された誘導壁３２に誘導され、その誘導壁３２に対向する給電用スロット１２を介して導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈのそれぞれの放射用導波管に均等に分配される。
【００４５】
放射用導波管に導入されたマイクロ波は、遅波材２１が配置された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１１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１１から放射されずに残ったマイクロ波はマイクロ波吸収材２２に吸収される。
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。
【００４６】
以上のように、本実施の形態では、導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈが整列配置される方向に延びる給電用導波管のＥ面に給電用スロット１２が複数形成された構成のマイクロ波分配器３０を用いる。この分配器３０は、開口面積を大きくするために導波管スロットアンテナの数を増やしたとしても、すべての導波管スロットアンテナの放射用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だけなので、従来のマイクロ波分配器９３０ほど装置構成が複雑化かつ大型化することはない。また、導波管スロットアンテナの数が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、導波管スロットアンテナの数を増やして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。
【００４７】
なお、本実施の形態では、開口面積を大きくするために導波管スロットアンテナの放射用導波管の断面サイズを大きくする必要がないので、放射用導波管として単一モードのマイクロ波導波管を用いることができ、マイクロ波の制御が容易になる。
また、誘電体板８内に表面波を励起する必要がないので、プラズマの分布を均一化することができる。さらに、導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈのスロット面から略垂直方向にマイクロ波が放射され、プラズマ表面に垂直な方向の電界成分が小さいので、基板ダメージや処理容器１内の金属汚染が少ない低電子温度プラズマを実現することができる。
【００４８】
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３０の給電用導波管の管内に誘導壁３２を配設し、給電用導波管を伝播するマイクロ波を給電用スロット１２を介して導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈの放射用導波管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放射用導波管へマイクロ波を効率よく供給することができる。
【００４９】
また、導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈの放射用導波管の管内に遅波材２１を配置することにより、放射用導波管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１１の間隔も短くなる。このため、同じ長さの放射用導波管に、管内を中空とした場合より多くの放射用スロット１１を形成することができる。したがって、処理容器１内に、管内を中空とした場合より小電力のマイクロ波を短い間隔で供給し、プラズマ密度の分布を均一化することができる。
【００５０】
なお、給電用スロット１２がある側の遅波材２１の端部に勾配２１Ａを形成することにより、給電用導波管と放射用導波管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、放射用導波管へマイクロ波を効率よく供給することができる。
ここで、マイクロ波分配器３０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、分配器３０がマイクロ波を分配可能な導波管スロットアンテナの数は変わらず、装置構成の設計自由度を制約することはない。
【００５１】
また、放射用スロット１１としてクロススロットを形成し、処理容器１内に円偏波を放射することにより、導波管スロットアンテナ１０Ａ〜１０Ｈの放射用スロット１１が形成されたＨ面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１１が形成されたＨ面と平行に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。
なお、図３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１１１として、ハの字型スロットを用いてもよい。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。
【００５２】
また、本実施の形態では、マイクロ波分配器３０の給電用導波管のＥ面に開口３１および給電用スロット１２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スロットが形成されるマイクロ波分配器もある。この分配器は、放射用導波管のＥ面に放射用スロットが複数形成された導波管スロットアンテナに対応して用いられる。
【００５３】
（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、導波管スロットアンテナアレーのすべての放射用導波管にマイクロ波を同位相で分配するマイクロ波分配器を用いたものである。
図４は、このマイクロ波分配器を含むマイクロ波供給装置の横断面図である。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。
【００５４】
図４に示すマイクロ波供給装置２５０が有するマイクロ波分配器２３０は、導波管スロットアンテナ２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ，２１０Ｄ，２１０Ｅ，２１０Ｆ，２１０Ｇ，２１０Ｈの放射用導波管にマイクロ波を供給する開口２１２が方形導波管からなる給電用導波管のＥ面（仕切り板２１９）に略λg0の間隔で複数形成されたものである。なお、λg0は給電用導波管の管内波長である。放射用導波管の幅は略λg0／２であるので、開口２１２をそれぞれ隣り合う２つの放射用導波管の境界領域に形成し、１つの開口２１２で隣り合う２つの放射用導波管を給電用導波管に連通させる。
【００５５】
給電用導波管には、開口２１２が形成されたＥ面に対向するＥ面の中央部に、開口３１が形成されており、この開口３１にはマイクロ波導波管４１を介してマイクロ波発振器４２が接続されている。なお、隣り合う２つの放射用導波管の境界領域であって開口２１２が形成されていない部分の対向位置に開口３１を形成してもよい。また、給電用導波管の端面に開口３１を形成してもよい。
また、給電用導波管の管内には、開口３１が形成されたＥ面から開口２１２の幅方向の中心に向かって垂直に突出する誘導壁２３２が複数配設されている。誘導壁２３２の間隔も、開口２１２と同じく略λg0となる。
【００５６】
なお、給電用導波管の管内が中空であること、給電用導波管の長さが導波管スロットアンテナ２１０Ａ〜２１０Ｈの放射用導波管の幅の総和と同じであること、開口２１２がすべての放射用導波管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ことは、図１および図２に示したプラズマ分配器３０と同じである。
一方、導波管スロットアンテナ２１０Ａ〜２１０Ｈにおいては、隣り合う２つの放射用導波管にマイクロ波を導入しやすくするために、２つの放射用導波管の境界となるＥ面（仕切り板２２０）の開口２１２側の先端がやや後退している。
【００５７】
このように構成することにより、マイクロ波分配器２３０の給電用導波管から導波管スロットアンテナ２１０Ａ〜２１０Ｈの放射用導波管のそれぞれへマイクロ波が同位相で導入されるので、放射用スロット１１の配置をすべての導波管スロットアンテナ２１０Ａ〜２１０Ｈで同じにすることができる。
【００５８】
（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、導波管スロットアンテナアレー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５は、このマイクロ波供給装置の横断面図である。この図では、図２または図４に示した構成要素に相当する構成要素を図２または図４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。
【００５９】
図５に示すマイクロ波供給装置３５０は、第２の実施の形態におけるマイクロ波供給装置２５０と概ね同じである。ただし、本実施の形態においては、アンテナアレー３１０を構成する導波管スロットアンテナ３１０Ａ，３１０Ｂ，３１０Ｃ，３１０Ｄ，３１０Ｅ，３１０Ｆ，３１０Ｇ，３１０Ｈの放射用スロット１１の配置および数が、その導波管スロットアンテナ３１０Ａ〜３１０Ｈがアンテナアレー３１０内で配置される位置により異なっている。より具体的には、導波管スロットアンテナ３１０Ａ〜３１０Ｈを組み合わせることにより形成される載置台２と対向する面の中央部分３６０には放射用スロット１１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１１が配置される。ここで、放射用スロット１１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。
【００６０】
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３６０にスロット１１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。
【００６１】
上述したように、導波管スロットアンテナ毎に放射用スロット１１の数が異なる場合、すべての導波管スロットアンテナの放射用導波管に均等に電力を分配すると、放射用スロット１１の数が少ない放射用導波管において、放射用スロット１１から放射されず最終的にマイクロ波吸収材２２に吸収される電力が増える。このため、マイクロ波分配器２３０の分配量を調整し、放射用スロット１１の数が少ない放射用導波管ほど小さい電力を供給する。これにより、放射用スロット１１から放射されない電力の損失を低減し、効率よくプラズマを生成することができる。ここで、マイクロ波分配器２３０の分配量は、放射用導波管にマイクロ波を供給する開口２１２の大きさや、マイクロ波を開口２１２を介して放射用導波管に誘導する誘導壁２３２の突出長などにより調整することができる。
なお、スロット１１が配置されない部分３６０の形状は、四角形状でも円形状でもよい。
【００６２】
（第４の実施の形態）
本発明の第４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６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。この図において、（ａ）は導波管スロットアンテナアレーの放射用スロットが形成される面を示し、（ｂ）は（ａ）におけるVIb−VIb′線方向の断面構成を示している。なお、図２または図４に示した構成要素に相当する構成要素を図２または図４と同一符号で示している。
【００６３】
複数のマイクロ波供給装置２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄ，２５０Ｅ，２５０Ｆを組み合わせて用いる場合、導波管スロットアンテナアレー２１０の放射用スロット１１が形成される面を連続させる必要がある。したがって、図６（ａ）に示すように、マイクロ波供給装置２５０Ａと２５０Ｂと２５０Ｃは、アンテナアレー２１０の側壁１６と１８が対向するように配置される。マイクロ波供給装置２５０Ｄと２５０Ｅと２５０Ｆについても同じである。また、マイクロ波供給装置２５０Ａと２５０Ｄは、アンテナアレー２１０の側壁１７同士が対向するように配置される。マイクロ波供給装置２５０Ｂと２５０Ｅ、２５０Ｃと２５０Ｆについても同じである。
【００６４】
放射用スロット１１が放射用導波管の軸線方向に一列に形成されている場合には、マイクロ波供給装置２５０Ａと２５０Ｄは、それぞれの放射用スロット１１が同一直線上に並ぶように配置される。マイクロ波供給装置２５０Ｂと２５０Ｅ、２５０Ｃと２５０Ｆについても同じである。これにより、スロット配置の規則性が維持されるので、処理容器１内にマイクロ波を均一に供給し、均一なプラズマを生成することができる。
【００６５】
本実施の形態のように複数のマイクロ波供給装置２５０Ａ〜２５０Ｆを用いて処理容器１内に電力供給することにより、１個の高出力発振器を用いたときと同等の電力供給を複数の低出力発振器を用いて実現することができる。したがって、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４２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。
【００６６】
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、隣り合う複数のアンテナアレー２１０の境界をなす側壁１６〜１８の付近からはマイクロ波が放射されない。このため、図６（ｂ）に示すように、この境界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。
【００６７】
図７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または図４に示した構成要素に相当する構成要素を図２または図４と同一符号で示している。
この構成例では、第３の実施の形態と同様に、導波管スロットアンテナアレー４１０の放射用スロット１１が形成される面の中央部分４６０にはスロット１１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１１が配置される。ここで、放射用スロット１１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。
【００６８】
より具体的には、マイクロ波供給装置４５０Ａ，４５０Ｃ，４５０Ｄ，４５０Ｆの導波管スロットアンテナアレー４１０には全域に放射用スロット１１が配置されるのに対し、マイクロ波供給装置４５０Ｂ，４５０Ｅの導波管スロットアンテナアレー４１０には先端領域を除く領域のみに放射用スロット１１が配置される（すなわち、放射用導波管のショートされた他端側の領域には放射用スロット１１は配置されない）。
このように放射用スロット１１を配置することにより、第３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。
【００６９】
（第５の実施の形態）
図８は、本発明の第５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要部構成を示す斜視図である。図９は、図８におけるIX−IX′線方向の縦断面図である。図１０は、図９におけるＸ−Ｘ′線方向の横断面図である。
図８〜図１０に示すマイクロ波供給装置５５０は、図示しないマイクロ波発振器と、マイクロ波発振器で生成されたマイクロ波を導く方形導波管からなるマイクロ波導波管５４１と、マイクロ波導波管５４１により導かれたマイクロ波を処理容器１内に供給するアンテナ部材５７０とを有している。
【００７０】
ここで、アンテナ部材５７０は、高さが低い直方体状をした箱体５７１を有している。箱体５７１は、互いに離間して略平行に配置された平面視方形の２枚の平板５１３，５１４（図９参照）と、平板５１３，５１４の周縁部を接続する側壁５１５，５１６，５１７，５１８（図１０参照）とから構成されている。平板５１３，５１４および側壁５１５〜５１８は、銅などの導体で形成される。
図１１に示すように、箱体５７１の内部は、側壁５１６，５１８に平行なＹ方向に３つのブロック（Ａ，Ｂ，Ｃ）に分割され、さらに各ブロック（Ａ，Ｂ，Ｃ）は、側壁５１５，５１７に平行なＸ方向に４つの放射用ブロック（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）に分割されている。よって、箱体５７１の内部は合計１２の放射用ブロックに分割されている。
【００７１】
箱体５７１の各放射用ブロックの間は、銅などの導体で形成された仕切り部材５２３，５２４で仕切られている。ただし、放射用ブロックＢ１〜Ｂ４のそれぞれの境界は完全に開口し、放射用ブロックＡｉとＢｉとＣｉとのそれぞれの境界は一部開口している（ｉ＝１，２，３，４）。この結果、図１０に示すように、仕切り部材５２３は２枚の平板をＴ字型に接続したものからなり、仕切り部材５２４は１枚の平板からなる。なお、仕切り部材５２３，５２４は、アンテナ部材５７０の箱体を構成する平板５１３と５１４との間に延在し、その両方に接続されている。
【００７２】
図１１に示すように、箱体５７１の各放射用ブロックは、一辺の長さが略λg/２の正方形をしている。また、図９に示すように、箱体５７１の高さは略λg/４である。ここで、λg は箱体５７１の管内波長である。したがって、相互に連通している放射用ブロックＢ１〜Ｂ４はＸ方向に延びる方形導波管として作用し、同じく放射用ブロックＡ１〜Ｃ１，Ａ２〜Ｃ２，Ａ３〜Ｃ３，Ａ４〜Ｃ４はそれぞれＹ方向に延びる方形導波管として作用する。
【００７３】
箱体５７１の上面となる平板５１３には、長方形の開口５４２が形成され、この開口５４２の周囲にマイクロ波発振器に繋がるマイクロ波導波管５４１が接続されている。より具体的に言えば、放射用ブロックＢ２と放射用ブロックＢ３との境界線上に、方形導波管からなるマイクロ波導波管５４１の２つのＨ面（広い方の壁面）の中間位置がくるように、開口５４２が形成されている。ここで、マイクロ波導波管５４１が接続される平板５１３は、放射用ブロックＢ１〜Ｂ４からなる方形導波管のＨ面となる。よって、マイクロ波導波管５４１の管内および箱体５７１の放射用ブロックＢ２，Ｂ３における磁力線は、それぞれ図１２（ａ）および（ｂ）の矢線で示すようになり、マイクロ波導波管５４１により導かれたマイクロ波を、放射用ブロックＢ２と放射用ブロックＢ３とで位相が逆になるように分配供給することができる。
【００７４】
放射用ブロックＢ２，Ｂ３に供給されたマイクロ波は、それぞれ放射用ブロックＢ１，Ｂ４に伝播する。また、放射用ブロックＢ１〜Ｂ４のマイクロ波は、開口５１２を介して放射用ブロックＡ１〜Ａ４および放射用ブロックＣ１〜Ｃ４に分配される。各放射用ブロックの一辺の長さは略λg/２であるから、各放射用ブロックにおける磁力線は図１０に示すようになる。
【００７５】
図１０に示すように、箱体５７１の下面となる平板５１４には、放射用スロット５１１が形成されている。この例では、箱体５７１の各放射用ブロックに、２つのスロット５１１Ａ，５１１Ｂからなるハの字型スロットが形成されている。長さが短いスロット５１１Ａは磁力線が左方向に向かう位置に配置され、長さが長いスロット５１１Ｂは磁力線が下方向に向かう位置に配置されており、２つのスロット５１１Ａ，５１１Ｂはその延長線上で直交する。したがって、放射電界の位相をスロット５１１Ａで＋４５゜、スロット５１１Ｂで−４５°とすることにより、スロット５１１Ａ，５１１Ｂから放射されるマイクロ波は円偏波となる。
【００７６】
なお、各スロット５１１Ａ，５１１Ｂの放射電力は、直線偏波を放射する場合の略１／２とする。これにより、円偏波の電力は直線偏波を放射する場合と同等になるが、各スロット５１１Ａ，５１１Ｂの放射電力が小さくなるので、各スロット５１１Ａ，５１１Ｂで放電が起こる危険が減少する。
【００７７】
このような構成のアンテナ部材５７０において、箱体５７１の放射用ブロックＢ１〜Ｂ４からなる方形導波管および開口５１２は、第１の実施の形態におけるマイクロ波分配器３０と同様に、放射用ブロックＡ１〜Ａ４，Ｃ１〜Ｃ４にマイクロ波を分配供給する作用を有する。また、放射用ブロックＡ１〜Ａ４および放射用ブロックＣ１〜Ｃ４は、第１の実施の形態における導波管スロットアンテナアレー１０と同様に、マイクロ波分配器３０から導入されたマイクロ波を放射用スロット５１１を介して処理容器１の内部に供給する作用を有する。したがって、アンテナ部材５７０は、第１の実施の形態におけるマイクロ波分配器３０の両側に導波管スロットアンテナアレー１０をそれぞれ設け、さらにマイクロ波分配器３０の給電用導波管の下面（すなわち、載置台２に対向する壁面）に放射用スロット５１１を形成したもとの捉えることができる。
【００７８】
したがって、本実施の形態では、第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、導波管スロットアンテナの数を増やして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、導波管スロットアンテナの放射用導波管の断面サイズを大きくする必要がなく、放射用ブロックの数を増やすことで大面積化が可能であり、高次モードを励起させることなく、マイクロ波の制御が容易になる。さらに、誘電体板８内に表面波を励起する必要がないので、プラズマの分布を均一化し、また基板ダメージや処理容器１内の金属汚染が少ない低電子温度プラズマを実現することができる。
これに加えて、本実施の形態ではマイクロ波分配器３０のみの作用を有する部材が不要となるので、第１の実施の形態よりも更に装置構成の簡単化および小型化が可能となる。
【００７９】
次に、アンテナ部材５７０の変形例について説明する。
まず、仕切り部材について説明する。
図１３は、アンテナ部材５７０に使用可能な仕切り部材の平面形状を示す図である。この図において、点線は箱体５７１の各放射用ブロックの境界線を表している。
【００８０】
仕切り部材としては、図１３（ａ），（ｂ）に示すような１枚の平板からなる仕切り部材５２５Ａ，５２５Ｂの他、図１３（ｃ）に示すような平面視Ｔ字型をした仕切り部材５２５Ｃ、図１３（ｄ）に示すような平面視十字型をした仕切り部材５２５Ｄ、図１３（ｅ）に示すような平面視Ｌ字型をした仕切り部材５２５Ｅを用いることができる。図１０における仕切り部材５２３，５２４は、それぞれ図１３（ｃ），（ａ）に示した仕切り部材５２５Ｃ，５２５Ａと同型である。
また、図１１において、放射用ブロックＡ１〜Ａ４，Ｃ１〜Ｃ４のそれぞれの境界は開口してもよいので、図１３（ｆ）に示すような柱状の仕切り部材５２５Ｆを用いることもできる。
【００８１】
次いで、放射用スロット５１１の他の例について説明する。
図１４は、放射用スロット５１１の他の配置例を示す図である。この図に示す放射用スロット５１１もまた、２つのスロット５１１Ｃ，５１１Ｄからなるハの字型スロットである。ただし、スロット５１１Ｃ，５１１Ｄは、放射用ブロックＡｉ，Ｂｉ，Ｃｉ（ｉ＝１，２，３，４）からなる方形導波管の軸線に対して略４５°の角度をなしている。
【００８２】
図１５は、図１４に示した放射用スロット５１１の設計例を示す図である。また、図１６は、放射用スロットのマイクロ波放射特性を示す図である。横軸はスロットの長さをマイクロ波の自由空間波長（周波数が２．４５ＧＨｚのマイクロ波で１２２ｍｍ）λ0で割った値、縦軸はスロットからの放射電界の相対利得［ｄＢ］または位相［ｄｅｇ］を示している。
図１５に示す例では、２つのスロット５１１Ｃ，５１１Ｄのなす角度を９０°とし、それぞれの長さを０．４３λ0，０．５１λ0とする。スロット５１１Ｃ，５１１Ｄのそれぞれの長さを０．４３λ0，０．５１λ0とすると、図１６から分かるように、放射電界の位相が＋４５°，−４５°となる。よって、スロット５１１Ｃ，５１１Ｄから放射されるマイクロ波を円偏波にすることができる。
【００８３】
図１７は、放射用スロットの更に他の配置例を示す図である。この図に示す放射用スロット５１１Ｅは各放射用ブロックにおいて磁力線が下方向に向かう位置に配置されており、放射されるマイクロ波は直線偏波となる。
なお、アンテナ部材５７０における放射用スロット５１１の位置により偏波を変えてもよい。例えば、処理容器１の側壁付近に放射されるマイクロ波をその側壁に平行な直線偏波にすることにより、マイクロ波の漏洩を低減することができる。また、処理容器１の内部で生成されるプラズマの状態に応じて、偏波を設定してもよい。例えば、電子温度を上げたい場合には、敢えて直線偏波にするとよい。
【００８４】
次いで、放射用ブロックの配置のバリエーションについて説明する。
本実施の形態では、箱体５７１の内部を複数の放射用ブロックに分割し、各放射用ブロックの間を必要に応じて仕切り部材で仕切る構成をとっている。したがって、箱体５７１の大きさや形状などによって、放射用ブロックの数や配置を自在に変更することができる。
例えば、図１８に示すようなＸ方向の長さがλg 、Ｙ方向の長さが３×λg/２の箱体５７１Ｃについては、箱体５７１Ｃの内部を２×３＝６個の放射用ブロックに分割することができる。
【００８５】
また、図１９に示すようなＸ方向およびＹ方向の両方の長さが３×λg/２の箱体５７１Ｄについても、アンテナ部材５７０の使用態様によっては、箱体５７１Ｄの内部を２×３＝６個の放射用ブロックに分割してもよい。この際、１つの放射用ブロックのＸ方向、Ｙ方向の辺の長さをそれぞれａｘ，ａｙとすれば、
λg＝λ0／｛１−（λ0／２ａｘ）2｝1/2
λg／２＝ａｙ
の関係式を好ましくは満たすように設定する。
【００８６】
また、第１の実施の形態における導波管スロットアンテナアレー１０として作用する部分（図１１では放射用ブロックＡ１〜Ａ４，Ｃ１〜Ｃ４）のＹ方向の長さを延ばし、Ｙ方向に複数の放射用ブロックを配置してもよい。図２０には、導波管スロットアンテナアレー１０として作用する部分ＡＡ，ＣＣのＹ方向の長さをλgとし、Ｙ方向にそれぞれ２個の放射用ブロックを配置した例を示している。
また、図２１に示すように、導波管スロットアンテナアレー１０として作用する部分ＡＡを、マイクロ波分配器３０として作用する部分Ｂの片側のみに設けてもよい。
【００８７】
このように、放射用ブロックの数や配置は自由度が大きいので、処理容器１の開口部の口径および形状に合わせて箱体５７１を選び、その内部をブロック化することにより、処理容器１の開口部の全域に放射用ブロックを配置することができる。よって、本実施の形態によれば、複数の放射用導波管を組み合わせてアンテナを構成するよりも容易に、処理容器１の開口部をアンテナで覆うことが可能となる。
【００８８】
（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態に係るプラズマ処理装置は、第５の実施の形態におけるマイクロ波供給装置５５０を複数組み合わせて用いるものである。
図２２は、マイクロ波供給装置５５０を複数組み合わせて用いる場合の一構成例を示す平面図である。図２３は、マイクロ波供給装置５５０のアンテナ部材５７０の寸法を示す図である。図２４は、図２２におけるＸＸIV−ＸＸIV′線方向の断面図である。この図では、図１に示した構成要素に相当する構成要素を図１と同一符号で示している。
【００８９】
図２２に示すように、ＬＣＤ基板３の寸法が１１００ｍｍ×１３００ｍｍの場合には、例えば、口径が１５００ｍｍ×１５００ｍｍの処理容器１を用いる。また、処理容器１の開口上部に、３４６．４ｍｍ×３４６．４ｍｍの箱体５７１を有するアンテナ部材５７０をマトリックス状に３×３＝９個配置する。なお、図２３に示すように、この箱体５７１の内部は８６．６ｍｍ×８６．６ｍｍの放射用ブロックに１６分割されている。
このように、マイクロ波供給装置５５０を複数用いることにより、上述した第４の実施の形態と同様の作用効果が得られる。すなわち、各マイクロ波供給装置５５０のマイクロ波発振器として低出力で価格の安いものを用いることができ、結果として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。
【００９０】
本実施の形態でも第４の実施の形態同様に、処理容器１の上部開口を１枚の誘電体板８で閉塞し、その誘電体板８の上に複数のアンテナ部材５７０を配置してもよいが、図２４に示すように各アンテナ部材５７０の下部のみを誘電体板８Ａで構成してもよい。この場合には、誘電体板の面積を大きくする必要がないので、誘電体板の強度を維持できる。アンテナ部材５７０の下部のみに配置された誘電体板８Ａは、処理容器１の上部開口に梁渡された梁１Ａにより支持される。誘電体板８Ａと梁１Ａとの間、および、梁１Ａの基部と処理容器１の側壁上面との間には、Ｏリングなどのシール部材１Ｂを介在させ、処理容器１内の気密性を確保する。
また、処理容器１内にガスを導入するガス導入管７Ａを梁１Ａに設けてもよい。さらに、載置台２の上部空間に金属性のシャワープレート（図示せず）を配置し、ガス導入管７Ａから導入されたガスを均一化するようにしてもよい。
【００９１】
また、アンテナ部材５７０の放射用スロット５１１が形成された下面を、誘電体部材８Ａに接触させてもよい。この場合、アンテナ部材５７０の温度制御を行うことにより、誘電体板８Ａの温度を調整することができる。アンテナ部材５７０を冷却して誘電体板８Ａを冷却することにより、プラズマ熱流による誘電体板８Ａの温度上昇を抑え、熱膨張による誘電体板８Ａの破損を防ぐことができる。また、例えばフロロカーボンガスのようなデポ性のガスを用いたプロセスを行う際に、アンテナ部材５７０を加熱して誘電体板８Ａの温度を１５０℃程度にすることにより、誘電体板８Ａへのデポジションを防ぎ、プロセスを安定させることができる。
【００９２】
（第７の実施の形態）
第５の実施の形態では、マイクロ波供給装置５５０のマイクロ波導波管５４１として方形導波管を用いた例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば同軸導波管を用いてもよい。この同軸導波管を用いる例を、本発明の第７の実施の形態として説明する。
図２５は、本発明の第７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要部構成を示す縦断面図である。図２６は、図２５におけるＸＸVI−ＸＸVI′線方向の横断面図である。これら図では、図８〜図１０に示した構成要素に相当する構成要素を図８〜図１０と同一符号で示している。
図２５および図２６に示すマイクロ波供給装置６５０は、図示しないマイクロ波発振器と、マイクロ波発振器で生成されたマイクロ波を導く同軸導波管からなるマイクロ波導波管６４１と、マイクロ波導波管６４１により導かれたマイクロ波を処理容器１内に供給するアンテナ部材６７０とを有している。
【００９３】
アンテナ部材６７０の箱体６７１の上面となる平板５１３には、円形の開口６４２が形成されている。開口６４２は箱体６７１内部のある放射用ブロックの中央部分に形成され、開口６４２の周囲にマイクロ波導波管６４１の外部導体６４１Ａが接続さている。外部導体６４１Ａと同軸に配置された内部導体６４１Ｂは、開口６４２を通って箱体６７１内部にまで延びている。内部導体６４１Ｂの先端は、図２５（ａ）に示すように箱体６７１の下面となる平板５１４に接続されていてもよいし、図２５（ｂ）に示すように接続されていていなくてもよい。前者の場合には、内部導体６４１Ｂの先端にテーパー６４３を付けることにより、マイクロ波導波管６４１からアンテナ部材６７０へのインピーダンス変化を緩やかにし、マイクロ波導波管６４１とアンテナ部材６７０との接続部でのマイクロ波の反射を小さくすることができる。
【００９４】
マイクロ波導波管６４１の管内における磁力線は、図２７（ａ）の矢線で示すように内部導体６４１Ｂを中心に回転している。よって、上述したように放射用ブロックの中央部にマイクロ波導波管６４１を接続することにより、その放射用ブロックでの磁力線は図２７（ｂ）の矢線で示すようになり、図２６に示すように全ブロックへマイクロ波を分配することができる。
第６の実施の形態と同様に、このマイクロ波導波管６４１として同軸導波管を用いたマイクロ波供給装置６５０を複数組み合わせて用いてもよい。その一構成例を図２８に示す。この図では、処理容器１の開口上部に、マイクロ波供給装置６５０のアンテナ部材６７０をマトリックス状に３×３＝９個配置している。
【００９５】
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】
【００９６】
本発明のプラズマ処理装置は、エッチング装置、ＣＶＤ装置、アッシング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装置の製造にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【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】放射用スロットの構成例を示す横断面図である。
【図４】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５】本発明の第３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６】本発明の第４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７】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８】本発明の第５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要部構成を示す斜視図である。
【図９】図８におけるIX−IX′線方向の縦断面図である。
【図１０】図９におけるＸ−Ｘ′線方向の横断面図である。
【図１１】箱体内部の放射用ブロックの配置例を示す図である。
【図１２】マイクロ波導波管の管内およびマイクロ波導波管が接続された放射用ブロックにおける磁力線を示す図である。
【図１３】アンテナ部材に使用可能な仕切り部材の平面形状を示す図である。
【図１４】放射用スロットの他の配置例を示す図である。
【図１５】図１４に示した放射用スロットの設計例を示す図である。
【図１６】放射用スロットのマイクロ波放射特性を示す図である。
【図１７】放射用スロットの更に他の配置例を示す図である。
【図１８】箱体内部の放射用ブロックの他の配置例を示す図である。
【図１９】箱体内部の放射用ブロックの他の配置例を示す図である。
【図２０】箱体内部の放射用ブロックの他の配置例を示す図である。
【図２１】箱体内部の放射用ブロックの他の配置例を示す図である。
【図２２】マイクロ波供給装置を複数組み合わせて用いる場合の一構成例を示す平面図である。
【図２３】マイクロ波供給装置のアンテナ部材の寸法を示す図である。
【図２４】図２２におけるＸＸIV−ＸＸIV′線方向の断面図である。
【図２５】図２５は、本発明の第７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要部構成を示す縦断面図である。
【図２６】図２５におけるＸＸVI−ＸＸVI′線方向の横断面図である。
【図２７】マイクロ波導波管の管内およびマイクロ波導波管が接続された放射用ブロックにおける磁力線を示す図である。
【図２８】マイクロ波供給装置を複数組み合わせて用いる場合の一構成例を示す平面図である。
【図２９】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３０】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】
【００９８】
１…処理容器、１Ａ…梁、１Ｂ…シール部材、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…ガス導入口、７Ａ…ガス導入管、８，８Ａ…誘電体板、９…シールド材、１０，１１０，２１０，３１０，４１０…導波管スロットアンテナアレー、１０Ａ〜１０Ｈ，１１０Ａ〜１１０Ｈ，２１０Ａ〜２１０Ｈ，３１０Ａ〜３１０Ｈ…導波管スロットアンテナ、１１，１１１，５１１…放射用スロット、１２，２１２…給電用スロット、１３，１４，５１３，５１４…平板、１５〜１８，５１５〜５１８，５１７Ａ，５１７Ｂ…側壁、１９，２０，２１９，２２０…仕切り板、２１…遅波材、２１Ａ…勾配、２２…マイクロ波吸収材、３０，２３０…マイクロ波分配器、３１…開口、３２，２３２…誘導壁、４１，５４１，６４１…マイクロ波導波管、４２…マイクロ波発振器、４３…アイリス（インピーダンス整合器）、５０，１５０，２５０，２５０Ａ〜２５０Ｆ，３５０，４５０Ａ〜４５０Ｆ，５５０，６５０…マイクロ波供給装置、８１…梁（補強部材）、５１１Ａ〜５１１Ｅ…スロット、５１２…開口、５２３，５２４，５２５Ａ〜５２５Ｆ…仕切り部材、５４２，６４２…開口、５７０，６７０…アンテナ部材、５７１，５７１Ａ〜５７１Ｆ，６７１…箱体、６４１Ａ…外部導体、６４１Ｂ…内部導体、６４３…テーパー、Ａ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ４…放射用ブロック。
【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、放射用導波管にスロットが形成された複数の導波管スロットアンテナが前記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るとともに前記載置台に対向配置されたアンテナアレーと、前記放射用導波管の一端に接続されそれぞれにマイクロ波を分配する分配器とを備えたプラズマ処理装置において、
前記分配器は、
前記導波管スロットアンテナ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形成された前記放射用導波管と前記給電用導波管とを連通する開口と
を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたプラズマ処理装置において、
前記給電用導波管の前記載置台に対向する壁面にスロット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３】
請求項１または２に記載されたプラズマ処理装置において、
前記分配器は、前記開口に対向する前記給電用導波管の壁面から前記開口に向かって突出し、前記給電用導波管を伝播するマイクロ波を前記放射用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４】
請求項１または２に記載されたプラズマ処理装置において、
前記アンテナアレーは、前記給電用導波管の両側にそれぞれに設けられてい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、
前記放射用導波管の管内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、前記放射用導波管の前記一端の側の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、
前記放射用導波管の幅は、前記給電用導波管の管内波長の略１／２であり、
前記開口は、前記給電用導波管の管内波長と略同一の間隔で配置され、それぞれ隣り合う２つの放射用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８】
請求項１〜７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、
互いに略平行に配置された２枚の導体板と、
前記２枚の導体板の間に延在し、前記２枚の導体板によって形成された空間を仕切る導体からなる仕切り部材とを備え、
前記２枚の導体板と前記仕切り部材とから前記放射用導波管および前記給電用導波管が形成されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項９】
請求項１〜８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、
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給電用導波管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、
前記インピーダンス整合器は、前記給電用導波管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１１】
請求項１〜８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、
前記アンテナアレーと前記分配器とこの分配器に前記マイクロ波を供給するマイクロ波発振器とを含むマイクロ波供給装置を複数有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１１に記載されたプラズマ処理装置において、
２つのマイクロ波供給装置は、それぞれが有する放射用導波管の他端が対向するとともに、それぞれが有する前記放射用導波管に形成された前記スロットが同一直線上に並ぶように配置されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載されたプラズマ処理装置において、
複数のアンテナアレーは、前記処理容器の外部に配置され、
前記処理容器の前記アンテナアレー側端部を閉塞する誘電体板と、
隣り合う複数のアンテナアレー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１４】
請求項１〜１３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、
前記放射用導波管に形成される前記スロットの数は、その放射用導波管が前記アンテナアレー内で配置される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１５】
請求項１４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、すべての放射用導波管を組み合わせることにより形成される前記載置台と対向す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１６】
請求項１４または１５に記載されたプラズマ処理装置において、
前記分配器は、前記スロットの数が少ない放射用導波管ほど小さい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１７】
請求項１に記載されたプラズマ処理装置において、
前記導波管スロットアンテナは、前記スロットより前記処理容器の内部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１８】
請求項２に記載されたプラズマ処理装置において、
前記導波管スロットアンテナおよび前記分配器は、前記スロットより前記処理容器の内部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】
放射用導波管にスロットが形成された複数の導波管スロットアンテナが前記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たアンテナアレーを用いて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、
分配器を構成する給電用導波管にマイクロ波を供給し、前記給電用導波管の側壁に複数形成された開口を介して前記放射用導波管のそれぞれに前記マイクロ波を供給し、前記放射用導波管に形成された前記スロットを介して前記マイクロ波を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１９項に記載されたプラズマ処理方法において、
前記放射用導波管の管内のみに誘電体からなる遅波材を配置し、前記放射用導波管に複数形成されるスロットの間隔を短くすることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２１】
請求項１９または２０に記載されたプラズマ処理方法において、
２枚の導体板を互いに略平行に配置し、前記２枚の導体板によって形成された空間を前記２枚の導体板の間に延在する導体からなる仕切り部材で仕切り、前記２枚の導体板と前記仕切り部材とから前記放射用導波管および前記給電用導波管を形成することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２２】
請求項１９〜２１のいずれか１項に記載されたプラズマ処理方法において、
前記アンテナアレーと前記分配器とこの分配器に前記マイクロ波を供給するマイクロ波発振器とを含むマイクロ波供給装置を複数用いることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２３】
請求項１９〜２２のいずれか１項に記載されたプラズマ処理方法において、
すべての放射用導波管を組み合わせることにより形成される前記載置台と対向する面の中央部分を除く領域のみに前記スロットを形成することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２４】
請求項１９〜２３のいずれか１項に記載されたプラズマ処理方法において、
前記アンテナアレーを前記処理容器の外部に配置し、前記処理容器の前記アンテナアレー側端部を誘電体板で閉塞し、この誘電体板に前記アンテナアレーを接触させた状態で前記アンテナアレーの温度を制御することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２５】
請求項１９〜２４のいずれか１項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、アッシングおよびＣＶＤのうちの少なくとも一つの処理を行うことを特徴とするフラットパネルディスプレイ装置の製造方法。
【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、放射用導波管にスロットが形成された複数の導波管スロットアンテナが前記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るとともに前記載置台に対向配置されたアンテナアレーと、前記放射用導波管の一端に接続されそれぞれにマイクロ波を分配する分配器とを備えたプラズマ処理装置において、
前記分配器は、
前記導波管スロットアンテナ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形成された前記放射用導波管と前記給電用導波管とを連通する開口と
を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたプラズマ処理装置において、
前記給電用導波管の前記載置台に対向する壁面にスロット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３】
請求項１または２に記載されたプラズマ処理装置において、
前記分配器は、前記開口に対向する前記給電用導波管の壁面から前記開口に向かって突出し、前記給電用導波管を伝播するマイクロ波を前記放射用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４】
請求項１または２に記載されたプラズマ処理装置において、
前記アンテナアレーは、前記給電用導波管の両側にそれぞれに設けられてい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、
前記放射用導波管の管内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、前記放射用導波管の前記一端の側の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、
前記放射用導波管の幅は、前記給電用導波管の管内波長の略１／２であり、
前記開口は、前記給電用導波管の管内波長と略同一の間隔で配置され、それぞれ隣り合う２つの放射用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８】
請求項１〜７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、
互いに略平行に配置された２枚の導体板と、
前記２枚の導体板の間に延在し、前記２枚の導体板によって形成された空間を仕切る導体からなる仕切り部材とを備え、
前記２枚の導体板と前記仕切り部材とから前記放射用導波管および前記給電用導波管が形成されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項９】
請求項１〜８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、
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給電用導波管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、
前記インピーダンス整合器は、前記給電用導波管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１１】
請求項１〜８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、
前記アンテナアレーと前記分配器とこの分配器に前記マイクロ波を供給するマイクロ波発振器とを含むマイクロ波供給装置を複数有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１１に記載されたプラズマ処理装置において、
２つのマイクロ波供給装置は、それぞれが有する放射用導波管の他端が対向するとともに、それぞれが有する前記放射用導波管に形成された前記スロットが同一直線上に並ぶように配置されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載されたプラズマ処理装置において、
複数のアンテナアレーは、前記処理容器の外部に配置され、
前記処理容器の前記アンテナアレー側端部を閉塞する誘電体板と、
隣り合う複数のアンテナアレー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１４】
請求項１〜１３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、
前記放射用導波管に形成される前記スロットの数は、その放射用導波管が前記アンテナアレー内で配置される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１５】
請求項１４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、すべての放射用導波管を組み合わせることにより形成される前記載置台と対向す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１６】
請求項１４または１５に記載されたプラズマ処理装置において、
前記分配器は、前記スロットの数が少ない放射用導波管ほど小さい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１７】
請求項１に記載されたプラズマ処理装置において、
前記導波管スロットアンテナは、前記スロットより前記処理容器の内部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１８】
請求項２に記載されたプラズマ処理装置において、
前記導波管スロットアンテナおよび前記分配器は、前記スロットより前記処理容器の内部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】
放射用導波管にスロットが形成された複数の導波管スロットアンテナが前記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たアンテナアレーを用いて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、
分配器を構成する給電用導波管にマイクロ波を供給し、前記給電用導波管の側壁に複数形成された開口を介して前記放射用導波管のそれぞれに前記マイクロ波を供給し、前記放射用導波管に形成された前記スロットを介して前記マイクロ波を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１９項に記載されたプラズマ処理方法において、
前記放射用導波管の管内のみに誘電体からなる遅波材を配置し、前記放射用導波管に複数形成されるスロットの間隔を短くすることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２１】
請求項１９または２０に記載されたプラズマ処理方法において、
２枚の導体板を互いに略平行に配置し、前記２枚の導体板によって形成された空間を前記２枚の導体板の間に延在する導体からなる仕切り部材で仕切り、前記２枚の導体板と前記仕切り部材とから前記放射用導波管および前記給電用導波管を形成することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２２】
請求項１９〜２１のいずれか１項に記載されたプラズマ処理方法において、
前記アンテナアレーと前記分配器とこの分配器に前記マイクロ波を供給するマイクロ波発振器とを含むマイクロ波供給装置を複数用いることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２３】
請求項１９〜２２のいずれか１項に記載されたプラズマ処理方法において、
すべての放射用導波管を組み合わせることにより形成される前記載置台と対向する面の中央部分を除く領域のみに前記スロットを形成することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２４】
請求項１９〜２３のいずれか１項に記載されたプラズマ処理方法において、
前記アンテナアレーを前記処理容器の外部に配置し、前記処理容器の前記アンテナアレー側端部を誘電体板で閉塞し、この誘電体板に前記アンテナアレーを接触させた状態で前記アンテナアレーの温度を制御することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２５】
請求項１９〜２４のいずれか１項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、アッシングおよびＣＶＤのうちの少なくとも一つの処理を行うことを特徴とするフラットパネルディスプレイ装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【公開番号】特開２００６−４０６０９（Ｐ２００６−４０６０９Ａ）
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２１５５６４（Ｐ２００４−２１５５６４）
【出願日】平成１６年７月２３日（２００４．７．２３）
【出願人】（０００１６６８０１）
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２３日（２００４．７．２３）
【出願人】（０００１６６８０１）
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]