プラズマ発生装置およびプラズマ処理装置
【課題】簡易な構成で均一なプラズマを発生させることができるプラズマ発生装置およびプラズマ処理装置を提供する。
【解決手段】プラズマ発生装置１００は、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生部２と、一端がマイクロ波発生部２と接続された第１の導波管３と、第１の導波管３のマイクロ波発生部２と接続された側とは反対の側に接続された第２の導波管４と、を備えている。第２の導波管４は、円環状のスロット５が設けられたＨ面と、Ｈ面に対して垂直な方向に伸びるＥ面と、を有している。Ｈ面に対して垂直な方向における第１の導波管３の断面寸法Ｌｈ１と、第２の導波管４の断面寸法Ｌｈ２と、は、同じとされ、Ｅ面に対して垂直な方向における第２の導波管４の断面寸法は、第１の導波管３の断面寸法よりも大きくされている。
【解決手段】プラズマ発生装置１００は、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生部２と、一端がマイクロ波発生部２と接続された第１の導波管３と、第１の導波管３のマイクロ波発生部２と接続された側とは反対の側に接続された第２の導波管４と、を備えている。第２の導波管４は、円環状のスロット５が設けられたＨ面と、Ｈ面に対して垂直な方向に伸びるＥ面と、を有している。Ｈ面に対して垂直な方向における第１の導波管３の断面寸法Ｌｈ１と、第２の導波管４の断面寸法Ｌｈ２と、は、同じとされ、Ｅ面に対して垂直な方向における第２の導波管４の断面寸法は、第１の導波管３の断面寸法よりも大きくされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、プラズマ発生装置およびプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理装置の代表的なものとして、周波数が１００ＭＨｚ〜数１０ＧＨｚのマイクロ波によりプラズマを発生させる「マイクロ波励起型」のプラズマ処理装置がある。マイクロ波励起型のプラズマ源は、高周波プラズマ源などに比べてプラズマ電位が低いので、ダメージの少ないレジスト・アッシング（resist ashing）や、バイアス電圧を印加した異方性エッチングなどに広く用いられている。
ここで、被処理物（例えば、半導体ウェーハやフラットパネルディスプレイ用のガラス基板など）は、年々大面積化が進められている。そのため、大面積にわたって密度が高く且つ均一なプラズマを発生させることができるプラズマ発生装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
しかしながら、特許文献１に開示されたプラズマ発生装置においては、ＴＥ１０モードで伝播してくるマイクロ波をＴＥＭモードに変換する同軸変換部を設ける必要がある。
そのため、より簡易な構成で均一なプラズマを発生させることができるプラズマ発生装置の開発が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３２４５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、簡易な構成で均一なプラズマを発生させることができるプラズマ発生装置およびプラズマ処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係るプラズマ発生装置は、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生部と、一端が前記マイクロ波発生部と接続された第１の導波管と、前記第１の導波管の前記マイクロ波発生部と接続された側とは反対の側に接続された第２の導波管と、を備えている。また、前記第２の導波管は、円環状のスロットが設けられた第１の面と、前記第１の面に対して垂直な方向に伸びる第２の面と、を有している。そして、前記第１の面に対して垂直な方向における前記第１の導波管の断面寸法と、前記第２の導波管の断面寸法と、は同じとされ、前記第２の面に対して垂直な方向における前記第２の導波管の断面寸法は、前記第１の導波管の断面寸法よりも大きくされている。
【０００６】
また、実施形態に係るプラズマ処理装置は、上記のプラズマ発生装置と、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な処理容器と、前記処理容器の内部を所定の圧力まで減圧する減圧部と、前記処理容器の内部に設けられ、被処理物を載置する載置部と、前記処理容器の内部にプロセスガスを供給するガス供給部と、前記処理容器に設けられ、マイクロ波を透過させる窓部と、を備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、簡易な構成で均一なプラズマを発生させることができるプラズマ発生装置およびプラズマ処理装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施の形態に係るプラズマ発生装置およびプラズマ処理装置を例示するための模式図である。
【図２】本実施の形態に係るプラズマ発生装置を例示するための模式図である。
【図３】板部の位置がマイクロ波とプラズマとのカップリングに与える影響を例示するための模式グラフ図である。
【図４】比較例に係るプラズマ発生装置を例示するための模式図である。
【図５】窓部における電界強度分布を例示するための模式図である。
【図６】第１の導波管と第２の導波管とにおけるマイクロ波の伝播形態を例示するための模式図である。
【図７】窓部における電界強度分布を例示するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本実施の形態に係るプラズマ発生装置およびプラズマ処理装置を例示するための模式図である。
図２は、本実施の形態に係るプラズマ発生装置を例示するための模式図である。なお、図２は図１におけるＡ−Ａ矢視図である。
図１に示すように、プラズマ処理装置１００には、プラズマ発生装置１、処理容器１０２、窓部１０３、載置部１０４、ガス供給部１０５、減圧部１０６、ゲートバルブ１０７などが設けられている。
【００１０】
まず、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１について例示する。
図１、図２に示すように、プラズマ発生装置１には、マイクロ波発生部２、第１の導波管３、第２の導波管４、スロット５、共振制御部６が設けられている。
マイクロ波発生部２は、所定の周波数（例えば、２．４５ＧＨｚ）を有するマイクロ波Ｍを発生させ、第１の導波管３に向けて放射する。
第１の導波管３は、一端がマイクロ波発生部２と接続されている。
第２の導波管４は、第１の導波管３のマイクロ波発生部２と接続された側とは反対の側に接続されている。
【００１１】
共振制御部６は、第２の導波管４の第１の導波管３が接続された側とは反対の側に設けられている。
【００１２】
また、第１の導波管３、第２の導波管４の窓部１０３の側に設けられた面（Ｈ面）（第１の面の一例に相当する）がマイクロ波Ｍの電界方向に垂直な面となっている。また、Ｈ面に対して垂直な方向に伸びる面（Ｅ面）（第２の面の一例に相当する）がマイクロ波Ｍの電界方向に平行な面となり、マイクロ波Ｍの進行側に設けられＨ面およびＥ面に対して垂直な面が反射面（短絡面；Ｒ面）となっている。ただし、本実施の形態においては、後述する共振制御部６に設けられた板部６ａの主面がＲ面となっている。また、第２の導波管４のＨ面には、円環状のスロット５が設けられている。
【００１３】
そして、第１の導波管３、第２の導波管４のマイクロ波Ｍの進行方向に垂直な方向の断面は矩形状を呈している。
また、Ｈ面に対して垂直な方向における第１の導波管３の断面寸法Ｌｈ１と、第２の導波管４の断面寸法Ｌｈ２とは同じとなっており、Ｅ面に対して垂直な方向における第２の導波管４の断面寸法Ｌｗ２は、第１の導波管３の断面寸法Ｌｗ１よりも大きくなっている。
【００１４】
例えば、Ｅ面に対して垂直な方向における第２の導波管４の断面寸法Ｌｗ２は、第１の導波管３の断面寸法Ｌｗ１に対して２．５倍程度大きくすることができる。
この場合、例えば、第１の導波管３のＨ面に対して垂直な方向における断面寸法Ｌｈ１は２７ｍｍ、Ｅ面に対して垂直な方向における断面寸法Ｌｗ１は９６ｍｍとすることができる。この場合、例えば、第２の導波管４のＨ面に対して垂直な方向における断面寸法Ｌｈ２は２７ｍｍ、Ｅ面に対して垂直な方向における断面寸法Ｌｗ２は９６ｍｍを超えるもの（例えば、２４０ｍｍ）とすることができる。また、例えば、スロット５の内径寸法５ｂを２２４ｍｍ、幅寸法５ｃを１１ｍｍとすることができる。
【００１５】
また、図２に示すように、第１の導波管３の中心軸３ａと第２の導波管４の中心軸４ａとが同軸となっている。
また、スロット５の中心５ａは、平面視において第２の導波管４の中心軸４ａと重なる位置に設けられている。
また、スロット５の中心５ａは、平面視において後述する窓部１０３の中心１０３ｂと重なる位置に設けられている。すなわち、スロット５は、窓部１０３の中心１０３ｂに対して点対称となるように設けられている。
【００１６】
共振制御部６は、第２の導波管４の内部空間を伝播されてきたマイクロ波Ｍを反射させることで定在波を形成させるとともに、マイクロ波Ｍを共振させる。
共振制御部６には、板部６ａ、移動部６ｂが設けられている。
板部６ａは、第２の導波管４の第１の導波管３と接続された側とは反対の側（終端側）に設けられ、マイクロ波Ｍを反射させる。
移動部６ｂは、板部６ａの位置を第２の導波管４の軸方向に変化させる。
そして、移動部６ｂは、板部６ａの位置を変化させることで定在波の電界強度の強い部分の位置を変化させる。この場合、定在波の電界強度の強い部分の位置が、マイクロ波Ｍを放射する位置（スロット５の位置）となるようにすることができる。
【００１７】
なお、第２の導波管４内に形成された定在波の電界強度の強い部分の位置が、マイクロ波Ｍを放射する位置（スロット５の位置）となるように、板部６ａの位置を予め調整しておくようにすれば、移動部６ｂは設けなくてもよい。その場合、板部６ａは調整後に位置が固定されるものであってもよい。
また、第２の導波管４の内部に形成された定在波の電界強度の強い部分の位置がマイクロ波を放射する位置（スロット５の位置）となるように第２の導波管４の終端部の位置を予め規定することで共振制御部６を省略することもできる。
ただし、共振制御部６を設けるようにすれば、電界強度の強い部分の位置をスロット５の位置に合わせることが容易となる。
図３は、板部の位置がマイクロ波とプラズマとのカップリングに与える影響を例示するための模式グラフ図である。なお、図３中におけるＭ１とＭ２とでは板部６ａの位置が異なるものとなっている。
図３に示すように、板部６ａの位置を変化させればマイクロ波ＭとプラズマＰとのカップリングを変化させることができる。例えば、板部６ａの位置を変化させることで、図３中のＭ２のようにマイクロ波ＭとプラズマＰとのカップリングを高めることができる。すなわち、板部６ａの位置を変化させることで電界強度の強い部分の位置をスロット５の位置に合わせることができるので、マイクロ波ＭのエネルギーをプラズマＰに効率よく吸収させることができる。
【００１８】
この場合、マイクロ波発生部２から放射されるマイクロ波Ｍの周波数（例えば、２．４５ＧＨｚ）においてマイクロ波ＭとプラズマＰとのカップリングが最も高くなるようにすることが好ましい。
例えば、板部６ａの位置を変化させることで図３中のＭ２の状態とすれば、２．４５ＧＨｚ近傍におけるマイクロ波ＭとプラズマＰとのカップリングを最も高くすることができる。
【００１９】
次に、第１の導波管３、第２の導波管４、スロット５に関してさらに例示をする。
図４は、比較例に係るプラズマ発生装置を例示するための模式図である。
図５は、窓部における電界強度分布を例示するための模式図である。なお、電界強度分布をモノトーン色の濃淡で表し、電界強度が強い程濃く、弱いほど淡くなるように表示した。
【００２０】
図４に示すように、プラズマ発生装置５１には第１の導波管３が設けられている。
第１の導波管３の一端は、マイクロ波発生部２に接続され、他端は閉鎖されている。
また、第１の導波管３のＨ面には、２つのスロット５５がＥ面に沿って開口している。２つのスロット５５は、第１の導波管３の中心軸３ａに対して線対称となるように設けられている。また、第１の導波管３の中心軸３ａは、平面視において窓部１０３の中心１０３ｂを通るようにされている。すなわち、プラズマ発生装置５１には第２の導波管４が設けられておらず、第１の導波管３のＨ面に２つの細長いスロット５５が設けられている。また、スロット５５は、第１の導波管３の中心軸３ａ、窓部１０３の中心軸１０３ａに対して線対称となるように設けられている。
【００２１】
この様な構成を有するプラズマ発生装置５１において、マイクロ波発生部２から第１の導波管３内にマイクロ波Ｍが放射されると、放射されたマイクロ波Ｍは第１の導波管３内を伝播してスロット５５から窓部１０３に導入される。
そして、窓部１０３においては図５に例示をしたような電界強度分布が形成されることになる。
【００２２】
すなわち、２つの細長いスロット５５が第１の導波管３の中心軸３ａに対して線対称となるように設けられているので、図５に示すように電界強度分布も第１の導波管３の中心軸３ａ、ひいては窓部１０３の中心軸１０３ａに対して線対称となる。
この様な電界強度分布が形成されると、それに応じて発生するプラズマＰの密度も導波管３の中心軸３ａに対して線対称となる。そのため、大面積にわたって密度が高く且つ均一なプラズマＰを発生させることが困難となるおそれがある。
【００２３】
次に、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１の場合について例示する。
図６は、第１の導波管と第２の導波管とにおけるマイクロ波の伝播形態を例示するための模式図である。なお、電界強度分布をモノトーン色の濃淡で表し、電界強度が強い程濃く、弱いほど淡くなるように表示した。
図７は、窓部における電界強度分布を例示するための模式図である。なお、電界強度分布をモノトーン色の濃淡で表し、電界強度が強い程濃く、弱いほど淡くなるように表示した。
【００２４】
プラズマ発生装置１において、マイクロ波発生部２から第１の導波管３内にマイクロ波Ｍが放射されると、放射されたマイクロ波Ｍは第１の導波管３を介して第２の導波管４内に伝播される。
この際、Ｅ面に対して垂直な方向における第２の導波管４の断面寸法Ｌｗ２は、第１の導波管３の断面寸法Ｌｗ１よりも大きくなっているので、第２の導波管４内に伝播されたマイクロ波ＭがＥ面に対して垂直な方向に広げられることになる。
【００２５】
そのため、第２の導波管４内においては、Ｅ面に対して垂直な方向において電界強度の強い部分を複数形成することができる。
例えば、図６に例示をしたものの場合には、Ｅ面に対して垂直な方向における電界強度の強い部分が、第１の導波管３内においては１箇所であったものを第２の導波管４内においては３箇所とすることができる。そのため、第２の導波管４内において、電界強度の強い部分がマトリクス状に並ぶようにすることができる。
【００２６】
そして、電界強度の強い部分がマトリクス状に並ぶようにすれば、円環状のスロット５上に電界強度の強い部分がより多く形成されるようにすることができる。また、スロット５の中心５ａに対して点対称となるような位置に電界強度の強い部分が形成されるようにすることができる。
そのため、窓部１０３の中心１０３ｂに対して点対称となるような位置に電界強度が強められたマイクロ波Ｍを導入することができる。
【００２７】
この場合、窓部１０３においては図７に例示をしたような電界強度分布が形成されることになる。
すなわち、図７に例示をしたように、窓部１０３の中心１０３ｂに対して点対称となるような電界強度分布が形成される。
【００２８】
この様な電界強度分布が形成されると、それに応じて発生するプラズマＰの密度も窓部１０３の中心１０３ｂに対して点対称となる。そのため、大面積にわたって密度が高く且つ均一なプラズマＰを発生させることが容易となる。
【００２９】
ここで、Ｅ面に対して垂直な方向において形成される電界強度の強い部分の数は、第２の導波管４の断面寸法Ｌｗ２（Ｅ面に対して垂直な方向における断面寸法）により変化させることができる。
そのため、被処理物の大きさなどに応じて導波管４の断面寸法Ｌｗ２を適宜変更すれば、所望の面積にわたって密度が高く且つ均一なプラズマＰを発生させることが可能となる。
【００３０】
次に、図１に戻って本実施の形態に係るプラズマ処理装置１００について例示をする。 処理容器１０２は、有底の略円筒形状を呈し、大気よりも減圧された雰囲気を維持可能とされている。また、処理容器１０２は、ステンレスやアルミニウム合金などの金属材料から形成されている。
【００３１】
処理容器１０２の上部には開口部が設けられ、開口部には窓部１０３が設けられている。
【００３２】
窓部１０３は、石英やアルミナなどの誘電体材料から形成され、マイクロ波Ｍを透過させることができるようになっている。また、処理容器１０２の開口部と窓部１０３との間には図示しないＯリングなどのシール部材が設けられ、気密が維持できるようになっている。
窓部１０３の上方には、前述した第２の導波管４が設けられている。また、前述したように、スロット５の中心５ａは、平面視において窓部１０３の中心１０３ｂと重なる位置に設けられている。
【００３３】
処理容器１０２の内部には、被処理物Ｗを載置する載置部１０４が設けられている。載置部１０４には図示しない静電チャックなどの保持部やヒータなどの加熱部などが内蔵されている。そして、図示しない保持部により載置部１０４の上面に載置された被処理物Ｗを保持することができるようになっている。また、図示しない加熱部により被処理物Ｗの加熱ができるようになっている。
【００３４】
処理容器１０２の側壁上部にはガス導入口１０２ａが設けられている。ガス導入口１０２ａは、窓部１０３の下方に位置するプラズマＰの発生領域に向けてプロセスガスＧを導入することができるような位置に設けられている。
ガス供給部１０５は、配管１０５ａを介してガス導入口１０２ａに接続されている。ガス供給部１０５は、ガス導入口１０２ａを介して処理容器１０２の内部にプロセスガスＧを供給する。ガス供給部１０５は、例えば、プロセスガスＧが収納された高圧ボンベなどとすることができる。また、ガス供給部１０５から処理容器１０２の内部にプロセスガスＧを供給する際に流量や圧力などを制御する図示しないＭＦＣ（Mass Flow Controller）などを設けるようにすることができる。
【００３５】
プロセスガスＧは、プラズマ処理の種類などにより適宜選択される。例えば、被処理物Ｗのエッチング処理を行う場合には、プロセスガスＧは、酸素ガス（Ｏ２）単体、あるいは酸素ガスにＣＦ４、ＮＦ３、ＳＦ６などのフッ素系ガスを添加した混合ガス、これらのガスに水素ガスを添加したガスなどとすることができる。なお、プロセスガスＧは例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【００３６】
処理容器１０２の底面には、排気口１０２ｂが設けられている。排気口１０２ｂには、排気管１０８、圧力制御部１０９を介して減圧部１０６が接続されている。
減圧部１０６は、処理容器１０２の内部が所定の圧力となるように減圧する。減圧部１０６は、例えば、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ：Turbo Molecular Pump）などとすることができる。
圧力制御部１０９は、処理容器１０２の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、処理容器１０２の内圧が所定の圧力となるように制御する。圧力制御部１０９は、例えば、ＡＰＣ（Auto Pressure Controller）などとすることができる。
【００３７】
処理容器１０２の側壁には被処理物Ｗを処理容器１０２内部に搬入したり、被処理物Ｗを処理容器１０２内部から搬出したりするための搬入搬出口１０２ｃが設けられている。 そして、搬入搬出口１０２ｃを気密に閉鎖できるようにゲートバルブ１０７が設けられている。
ゲートバルブ１０７は、Ｏ（オー）リングのような図示しないシール部材を備える扉１０７ａを有し、ゲート開閉機構１０７ｂにより開閉される。扉１０７ａが閉まった時には、図示しないシール部材が搬入搬出口１０２ｃの近傍の壁面に押しつけられ、搬入搬出口１０２ｃが気密に閉鎖されるようになっている。
その他、載置部１０４の外周や上方などにガスの流動を制御する図示しない整流板などを適宜設けるようにすることができる。
【００３８】
また、プラズマ処理装置１００には図示しない制御部が設けられ、プラズマ処理装置１００に設けられた各要素の動作や処理条件などが制御できるようになっている。例えば、板部６ａの位置、プロセスガスＧやマイクロ波Ｍの導入、処理容器１０２内部の圧力、載置部１０４の温度などが制御できるようになっている。
【００３９】
次に、プラズマ発生装置１、プラズマ処理装置１００の作用について例示をする。
ゲートバルブ１０７の扉１０７ａをゲート開閉機構１０７ｂにより開く。
図示しない搬送部により、被処理物Ｗを搬入搬出口１０２ｃから処理容器１０２内に搬入する。搬入された被処理物Ｗは載置部１０４上に載置され、載置部１０４に内蔵された静電チャックなどの保持部により保持される。
図示しない搬送部を処理容器１０２の外に退避させる。
【００４０】
ゲート開閉機構１０７ｂによりゲートバルブ１０７の扉１０７ａを閉じる。
減圧部１０６により処理容器１０２内が所定の圧力となるように減圧される。この際、処理容器１０２の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、処理容器１０２内が所定の圧力となるように圧力制御部１０９により制御される。
【００４１】
次に、ガス供給部１０５からガス導入口１０２ａを介して処理容器１０２の内部にプロセスガスＧを供給する。この際、図示しないＭＦＣ（Mass Flow Controller）などにより供給するプロセスガスＧの流量や圧力などが制御される。
一方、プラズマ発生装置１において、マイクロ波発生部２から所定の周波数（例えば、２．４５ＧＨｚ）を有するマイクロ波Ｍが第１の導波管３に向けて放射される。
第１の導波管３に放射されたマイクロ波Ｍは、第１の導波管３を介して第２の導波管４内に伝播される。
この際、第２の導波管４内に伝播されたマイクロ波ＭがＥ面に対して垂直な方向に広げられることになる。そのため、第２の導波管４内において、Ｅ面に対して垂直な方向においても電界強度の強い部分が複数形成される。
また、必要に応じて、移動部６ｂにより板部６ａの位置を変化させることで、スロット５の位置に定在波の電界強度の強い部分が形成されるようにする。その様にすれば、前述したように、スロット５の中心５ａに対して点対称となるような位置に電界強度の強い部分が形成されるようにすることができる。
【００４２】
電界強度が強められたマイクロ波Ｍは、円環状のスロット５を介して窓部３に導入される。この際、窓部１０３の中心１０３ｂに対して点対称となるような位置に電界強度が強められたマイクロ波Ｍが導入されることになる。
窓部１０３に導入されたマイクロ波Ｍは、窓部１０３の表面を伝播して、処理容器１０２内に放射される。そして、処理容器１０２内に放射されたマイクロ波Ｍのエネルギーにより、プラズマＰが発生する。この場合、窓部１０３の中心１０３ｂに対して点対称となるような位置に電界強度が強められたマイクロ波Ｍが導入されるので、大面積にわたって密度が高く且つ均一なプラズマＰを発生させることができる。
【００４３】
プラズマＰ中の電子密度が導入されるマイクロ波Ｍを遮蔽できる密度（カットオフ密度）以上となると、マイクロ波Ｍは窓部１０３の下面から一定距離（スキンデプス）だけ入るまでの間に反射されるようになる。そのため、マイクロ波Ｍの定在波が形成されることになる。
【００４４】
すると、マイクロ波Ｍの反射面がプラズマ励起面となって、このプラズマ励起面で安定的にプラズマＰが励起されるようになる。このプラズマ励起面で励起された安定的なプラズマＰ中においては、イオンや電子がプロセスガスＧの分子と衝突することにより、励起された原子や分子、遊離原子（ラジカル）などのプラズマ生成物が生成される。生成されたプラズマ生成物は、処理容器１０２内を下方に拡散して被処理物Ｗの表面に飛来することで、エッチング、アッシング、薄膜堆積、表面改質、プラズマドーピングなどの各種のプラズマ処理が行われる。
プラズマ処理が終了した被処理物Ｗは搬入搬出口１０２ｃを介して処理容器１０２の外に搬出される。以後、同様にして他の被処理物Ｗのプラズマ処理を行うこともできる。
【００４５】
本実施の形態に係るプラズマ発生装置１、プラズマ処理装置１００によれば、簡易な構成であっても大面積にわたって密度が高く且つ均一なプラズマを発生させることができる。そのため、年々大面積化が進められている半導体ウェーハやフラットパネルディスプレイ用のガラス基板などに対して面内均一性の高いプラズマ処理を行うことができる。
【００４６】
以上、実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、プラズマ発生装置１、プラズマ処理装置１００などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置、数などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００４７】
１ プラズマ発生装置、２ マイクロ波発生部、３ 第１の導波管、３ａ 中心軸、４ 第２の導波管、４ａ 中心軸、５ スロット、５ａ 中心、６ 共振制御部、６ａ 板部、６ｂ 移動部、１００ プラズマ処理装置、１０２ 処理容器、１０３ 窓部、１０３ａ 中心軸、１０３ｂ 中心、１０４ 載置部、１０５ ガス供給部、１０６ 減圧部、Ｌｈ１ 断面寸法、Ｌｈ２ 断面寸法、Ｌｗ１ 断面寸法、Ｌｗ２ 断面寸法、Ｍ マイクロ波、Ｐ プラズマ、Ｗ 被処理物
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、プラズマ発生装置およびプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理装置の代表的なものとして、周波数が１００ＭＨｚ〜数１０ＧＨｚのマイクロ波によりプラズマを発生させる「マイクロ波励起型」のプラズマ処理装置がある。マイクロ波励起型のプラズマ源は、高周波プラズマ源などに比べてプラズマ電位が低いので、ダメージの少ないレジスト・アッシング（resist ashing）や、バイアス電圧を印加した異方性エッチングなどに広く用いられている。
ここで、被処理物（例えば、半導体ウェーハやフラットパネルディスプレイ用のガラス基板など）は、年々大面積化が進められている。そのため、大面積にわたって密度が高く且つ均一なプラズマを発生させることができるプラズマ発生装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
しかしながら、特許文献１に開示されたプラズマ発生装置においては、ＴＥ１０モードで伝播してくるマイクロ波をＴＥＭモードに変換する同軸変換部を設ける必要がある。
そのため、より簡易な構成で均一なプラズマを発生させることができるプラズマ発生装置の開発が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３２４５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、簡易な構成で均一なプラズマを発生させることができるプラズマ発生装置およびプラズマ処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係るプラズマ発生装置は、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生部と、一端が前記マイクロ波発生部と接続された第１の導波管と、前記第１の導波管の前記マイクロ波発生部と接続された側とは反対の側に接続された第２の導波管と、を備えている。また、前記第２の導波管は、円環状のスロットが設けられた第１の面と、前記第１の面に対して垂直な方向に伸びる第２の面と、を有している。そして、前記第１の面に対して垂直な方向における前記第１の導波管の断面寸法と、前記第２の導波管の断面寸法と、は同じとされ、前記第２の面に対して垂直な方向における前記第２の導波管の断面寸法は、前記第１の導波管の断面寸法よりも大きくされている。
【０００６】
また、実施形態に係るプラズマ処理装置は、上記のプラズマ発生装置と、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な処理容器と、前記処理容器の内部を所定の圧力まで減圧する減圧部と、前記処理容器の内部に設けられ、被処理物を載置する載置部と、前記処理容器の内部にプロセスガスを供給するガス供給部と、前記処理容器に設けられ、マイクロ波を透過させる窓部と、を備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、簡易な構成で均一なプラズマを発生させることができるプラズマ発生装置およびプラズマ処理装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施の形態に係るプラズマ発生装置およびプラズマ処理装置を例示するための模式図である。
【図２】本実施の形態に係るプラズマ発生装置を例示するための模式図である。
【図３】板部の位置がマイクロ波とプラズマとのカップリングに与える影響を例示するための模式グラフ図である。
【図４】比較例に係るプラズマ発生装置を例示するための模式図である。
【図５】窓部における電界強度分布を例示するための模式図である。
【図６】第１の導波管と第２の導波管とにおけるマイクロ波の伝播形態を例示するための模式図である。
【図７】窓部における電界強度分布を例示するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本実施の形態に係るプラズマ発生装置およびプラズマ処理装置を例示するための模式図である。
図２は、本実施の形態に係るプラズマ発生装置を例示するための模式図である。なお、図２は図１におけるＡ−Ａ矢視図である。
図１に示すように、プラズマ処理装置１００には、プラズマ発生装置１、処理容器１０２、窓部１０３、載置部１０４、ガス供給部１０５、減圧部１０６、ゲートバルブ１０７などが設けられている。
【００１０】
まず、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１について例示する。
図１、図２に示すように、プラズマ発生装置１には、マイクロ波発生部２、第１の導波管３、第２の導波管４、スロット５、共振制御部６が設けられている。
マイクロ波発生部２は、所定の周波数（例えば、２．４５ＧＨｚ）を有するマイクロ波Ｍを発生させ、第１の導波管３に向けて放射する。
第１の導波管３は、一端がマイクロ波発生部２と接続されている。
第２の導波管４は、第１の導波管３のマイクロ波発生部２と接続された側とは反対の側に接続されている。
【００１１】
共振制御部６は、第２の導波管４の第１の導波管３が接続された側とは反対の側に設けられている。
【００１２】
また、第１の導波管３、第２の導波管４の窓部１０３の側に設けられた面（Ｈ面）（第１の面の一例に相当する）がマイクロ波Ｍの電界方向に垂直な面となっている。また、Ｈ面に対して垂直な方向に伸びる面（Ｅ面）（第２の面の一例に相当する）がマイクロ波Ｍの電界方向に平行な面となり、マイクロ波Ｍの進行側に設けられＨ面およびＥ面に対して垂直な面が反射面（短絡面；Ｒ面）となっている。ただし、本実施の形態においては、後述する共振制御部６に設けられた板部６ａの主面がＲ面となっている。また、第２の導波管４のＨ面には、円環状のスロット５が設けられている。
【００１３】
そして、第１の導波管３、第２の導波管４のマイクロ波Ｍの進行方向に垂直な方向の断面は矩形状を呈している。
また、Ｈ面に対して垂直な方向における第１の導波管３の断面寸法Ｌｈ１と、第２の導波管４の断面寸法Ｌｈ２とは同じとなっており、Ｅ面に対して垂直な方向における第２の導波管４の断面寸法Ｌｗ２は、第１の導波管３の断面寸法Ｌｗ１よりも大きくなっている。
【００１４】
例えば、Ｅ面に対して垂直な方向における第２の導波管４の断面寸法Ｌｗ２は、第１の導波管３の断面寸法Ｌｗ１に対して２．５倍程度大きくすることができる。
この場合、例えば、第１の導波管３のＨ面に対して垂直な方向における断面寸法Ｌｈ１は２７ｍｍ、Ｅ面に対して垂直な方向における断面寸法Ｌｗ１は９６ｍｍとすることができる。この場合、例えば、第２の導波管４のＨ面に対して垂直な方向における断面寸法Ｌｈ２は２７ｍｍ、Ｅ面に対して垂直な方向における断面寸法Ｌｗ２は９６ｍｍを超えるもの（例えば、２４０ｍｍ）とすることができる。また、例えば、スロット５の内径寸法５ｂを２２４ｍｍ、幅寸法５ｃを１１ｍｍとすることができる。
【００１５】
また、図２に示すように、第１の導波管３の中心軸３ａと第２の導波管４の中心軸４ａとが同軸となっている。
また、スロット５の中心５ａは、平面視において第２の導波管４の中心軸４ａと重なる位置に設けられている。
また、スロット５の中心５ａは、平面視において後述する窓部１０３の中心１０３ｂと重なる位置に設けられている。すなわち、スロット５は、窓部１０３の中心１０３ｂに対して点対称となるように設けられている。
【００１６】
共振制御部６は、第２の導波管４の内部空間を伝播されてきたマイクロ波Ｍを反射させることで定在波を形成させるとともに、マイクロ波Ｍを共振させる。
共振制御部６には、板部６ａ、移動部６ｂが設けられている。
板部６ａは、第２の導波管４の第１の導波管３と接続された側とは反対の側（終端側）に設けられ、マイクロ波Ｍを反射させる。
移動部６ｂは、板部６ａの位置を第２の導波管４の軸方向に変化させる。
そして、移動部６ｂは、板部６ａの位置を変化させることで定在波の電界強度の強い部分の位置を変化させる。この場合、定在波の電界強度の強い部分の位置が、マイクロ波Ｍを放射する位置（スロット５の位置）となるようにすることができる。
【００１７】
なお、第２の導波管４内に形成された定在波の電界強度の強い部分の位置が、マイクロ波Ｍを放射する位置（スロット５の位置）となるように、板部６ａの位置を予め調整しておくようにすれば、移動部６ｂは設けなくてもよい。その場合、板部６ａは調整後に位置が固定されるものであってもよい。
また、第２の導波管４の内部に形成された定在波の電界強度の強い部分の位置がマイクロ波を放射する位置（スロット５の位置）となるように第２の導波管４の終端部の位置を予め規定することで共振制御部６を省略することもできる。
ただし、共振制御部６を設けるようにすれば、電界強度の強い部分の位置をスロット５の位置に合わせることが容易となる。
図３は、板部の位置がマイクロ波とプラズマとのカップリングに与える影響を例示するための模式グラフ図である。なお、図３中におけるＭ１とＭ２とでは板部６ａの位置が異なるものとなっている。
図３に示すように、板部６ａの位置を変化させればマイクロ波ＭとプラズマＰとのカップリングを変化させることができる。例えば、板部６ａの位置を変化させることで、図３中のＭ２のようにマイクロ波ＭとプラズマＰとのカップリングを高めることができる。すなわち、板部６ａの位置を変化させることで電界強度の強い部分の位置をスロット５の位置に合わせることができるので、マイクロ波ＭのエネルギーをプラズマＰに効率よく吸収させることができる。
【００１８】
この場合、マイクロ波発生部２から放射されるマイクロ波Ｍの周波数（例えば、２．４５ＧＨｚ）においてマイクロ波ＭとプラズマＰとのカップリングが最も高くなるようにすることが好ましい。
例えば、板部６ａの位置を変化させることで図３中のＭ２の状態とすれば、２．４５ＧＨｚ近傍におけるマイクロ波ＭとプラズマＰとのカップリングを最も高くすることができる。
【００１９】
次に、第１の導波管３、第２の導波管４、スロット５に関してさらに例示をする。
図４は、比較例に係るプラズマ発生装置を例示するための模式図である。
図５は、窓部における電界強度分布を例示するための模式図である。なお、電界強度分布をモノトーン色の濃淡で表し、電界強度が強い程濃く、弱いほど淡くなるように表示した。
【００２０】
図４に示すように、プラズマ発生装置５１には第１の導波管３が設けられている。
第１の導波管３の一端は、マイクロ波発生部２に接続され、他端は閉鎖されている。
また、第１の導波管３のＨ面には、２つのスロット５５がＥ面に沿って開口している。２つのスロット５５は、第１の導波管３の中心軸３ａに対して線対称となるように設けられている。また、第１の導波管３の中心軸３ａは、平面視において窓部１０３の中心１０３ｂを通るようにされている。すなわち、プラズマ発生装置５１には第２の導波管４が設けられておらず、第１の導波管３のＨ面に２つの細長いスロット５５が設けられている。また、スロット５５は、第１の導波管３の中心軸３ａ、窓部１０３の中心軸１０３ａに対して線対称となるように設けられている。
【００２１】
この様な構成を有するプラズマ発生装置５１において、マイクロ波発生部２から第１の導波管３内にマイクロ波Ｍが放射されると、放射されたマイクロ波Ｍは第１の導波管３内を伝播してスロット５５から窓部１０３に導入される。
そして、窓部１０３においては図５に例示をしたような電界強度分布が形成されることになる。
【００２２】
すなわち、２つの細長いスロット５５が第１の導波管３の中心軸３ａに対して線対称となるように設けられているので、図５に示すように電界強度分布も第１の導波管３の中心軸３ａ、ひいては窓部１０３の中心軸１０３ａに対して線対称となる。
この様な電界強度分布が形成されると、それに応じて発生するプラズマＰの密度も導波管３の中心軸３ａに対して線対称となる。そのため、大面積にわたって密度が高く且つ均一なプラズマＰを発生させることが困難となるおそれがある。
【００２３】
次に、本実施の形態に係るプラズマ発生装置１の場合について例示する。
図６は、第１の導波管と第２の導波管とにおけるマイクロ波の伝播形態を例示するための模式図である。なお、電界強度分布をモノトーン色の濃淡で表し、電界強度が強い程濃く、弱いほど淡くなるように表示した。
図７は、窓部における電界強度分布を例示するための模式図である。なお、電界強度分布をモノトーン色の濃淡で表し、電界強度が強い程濃く、弱いほど淡くなるように表示した。
【００２４】
プラズマ発生装置１において、マイクロ波発生部２から第１の導波管３内にマイクロ波Ｍが放射されると、放射されたマイクロ波Ｍは第１の導波管３を介して第２の導波管４内に伝播される。
この際、Ｅ面に対して垂直な方向における第２の導波管４の断面寸法Ｌｗ２は、第１の導波管３の断面寸法Ｌｗ１よりも大きくなっているので、第２の導波管４内に伝播されたマイクロ波ＭがＥ面に対して垂直な方向に広げられることになる。
【００２５】
そのため、第２の導波管４内においては、Ｅ面に対して垂直な方向において電界強度の強い部分を複数形成することができる。
例えば、図６に例示をしたものの場合には、Ｅ面に対して垂直な方向における電界強度の強い部分が、第１の導波管３内においては１箇所であったものを第２の導波管４内においては３箇所とすることができる。そのため、第２の導波管４内において、電界強度の強い部分がマトリクス状に並ぶようにすることができる。
【００２６】
そして、電界強度の強い部分がマトリクス状に並ぶようにすれば、円環状のスロット５上に電界強度の強い部分がより多く形成されるようにすることができる。また、スロット５の中心５ａに対して点対称となるような位置に電界強度の強い部分が形成されるようにすることができる。
そのため、窓部１０３の中心１０３ｂに対して点対称となるような位置に電界強度が強められたマイクロ波Ｍを導入することができる。
【００２７】
この場合、窓部１０３においては図７に例示をしたような電界強度分布が形成されることになる。
すなわち、図７に例示をしたように、窓部１０３の中心１０３ｂに対して点対称となるような電界強度分布が形成される。
【００２８】
この様な電界強度分布が形成されると、それに応じて発生するプラズマＰの密度も窓部１０３の中心１０３ｂに対して点対称となる。そのため、大面積にわたって密度が高く且つ均一なプラズマＰを発生させることが容易となる。
【００２９】
ここで、Ｅ面に対して垂直な方向において形成される電界強度の強い部分の数は、第２の導波管４の断面寸法Ｌｗ２（Ｅ面に対して垂直な方向における断面寸法）により変化させることができる。
そのため、被処理物の大きさなどに応じて導波管４の断面寸法Ｌｗ２を適宜変更すれば、所望の面積にわたって密度が高く且つ均一なプラズマＰを発生させることが可能となる。
【００３０】
次に、図１に戻って本実施の形態に係るプラズマ処理装置１００について例示をする。 処理容器１０２は、有底の略円筒形状を呈し、大気よりも減圧された雰囲気を維持可能とされている。また、処理容器１０２は、ステンレスやアルミニウム合金などの金属材料から形成されている。
【００３１】
処理容器１０２の上部には開口部が設けられ、開口部には窓部１０３が設けられている。
【００３２】
窓部１０３は、石英やアルミナなどの誘電体材料から形成され、マイクロ波Ｍを透過させることができるようになっている。また、処理容器１０２の開口部と窓部１０３との間には図示しないＯリングなどのシール部材が設けられ、気密が維持できるようになっている。
窓部１０３の上方には、前述した第２の導波管４が設けられている。また、前述したように、スロット５の中心５ａは、平面視において窓部１０３の中心１０３ｂと重なる位置に設けられている。
【００３３】
処理容器１０２の内部には、被処理物Ｗを載置する載置部１０４が設けられている。載置部１０４には図示しない静電チャックなどの保持部やヒータなどの加熱部などが内蔵されている。そして、図示しない保持部により載置部１０４の上面に載置された被処理物Ｗを保持することができるようになっている。また、図示しない加熱部により被処理物Ｗの加熱ができるようになっている。
【００３４】
処理容器１０２の側壁上部にはガス導入口１０２ａが設けられている。ガス導入口１０２ａは、窓部１０３の下方に位置するプラズマＰの発生領域に向けてプロセスガスＧを導入することができるような位置に設けられている。
ガス供給部１０５は、配管１０５ａを介してガス導入口１０２ａに接続されている。ガス供給部１０５は、ガス導入口１０２ａを介して処理容器１０２の内部にプロセスガスＧを供給する。ガス供給部１０５は、例えば、プロセスガスＧが収納された高圧ボンベなどとすることができる。また、ガス供給部１０５から処理容器１０２の内部にプロセスガスＧを供給する際に流量や圧力などを制御する図示しないＭＦＣ（Mass Flow Controller）などを設けるようにすることができる。
【００３５】
プロセスガスＧは、プラズマ処理の種類などにより適宜選択される。例えば、被処理物Ｗのエッチング処理を行う場合には、プロセスガスＧは、酸素ガス（Ｏ２）単体、あるいは酸素ガスにＣＦ４、ＮＦ３、ＳＦ６などのフッ素系ガスを添加した混合ガス、これらのガスに水素ガスを添加したガスなどとすることができる。なお、プロセスガスＧは例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【００３６】
処理容器１０２の底面には、排気口１０２ｂが設けられている。排気口１０２ｂには、排気管１０８、圧力制御部１０９を介して減圧部１０６が接続されている。
減圧部１０６は、処理容器１０２の内部が所定の圧力となるように減圧する。減圧部１０６は、例えば、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ：Turbo Molecular Pump）などとすることができる。
圧力制御部１０９は、処理容器１０２の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、処理容器１０２の内圧が所定の圧力となるように制御する。圧力制御部１０９は、例えば、ＡＰＣ（Auto Pressure Controller）などとすることができる。
【００３７】
処理容器１０２の側壁には被処理物Ｗを処理容器１０２内部に搬入したり、被処理物Ｗを処理容器１０２内部から搬出したりするための搬入搬出口１０２ｃが設けられている。 そして、搬入搬出口１０２ｃを気密に閉鎖できるようにゲートバルブ１０７が設けられている。
ゲートバルブ１０７は、Ｏ（オー）リングのような図示しないシール部材を備える扉１０７ａを有し、ゲート開閉機構１０７ｂにより開閉される。扉１０７ａが閉まった時には、図示しないシール部材が搬入搬出口１０２ｃの近傍の壁面に押しつけられ、搬入搬出口１０２ｃが気密に閉鎖されるようになっている。
その他、載置部１０４の外周や上方などにガスの流動を制御する図示しない整流板などを適宜設けるようにすることができる。
【００３８】
また、プラズマ処理装置１００には図示しない制御部が設けられ、プラズマ処理装置１００に設けられた各要素の動作や処理条件などが制御できるようになっている。例えば、板部６ａの位置、プロセスガスＧやマイクロ波Ｍの導入、処理容器１０２内部の圧力、載置部１０４の温度などが制御できるようになっている。
【００３９】
次に、プラズマ発生装置１、プラズマ処理装置１００の作用について例示をする。
ゲートバルブ１０７の扉１０７ａをゲート開閉機構１０７ｂにより開く。
図示しない搬送部により、被処理物Ｗを搬入搬出口１０２ｃから処理容器１０２内に搬入する。搬入された被処理物Ｗは載置部１０４上に載置され、載置部１０４に内蔵された静電チャックなどの保持部により保持される。
図示しない搬送部を処理容器１０２の外に退避させる。
【００４０】
ゲート開閉機構１０７ｂによりゲートバルブ１０７の扉１０７ａを閉じる。
減圧部１０６により処理容器１０２内が所定の圧力となるように減圧される。この際、処理容器１０２の内圧を検出する図示しない真空計などの出力に基づいて、処理容器１０２内が所定の圧力となるように圧力制御部１０９により制御される。
【００４１】
次に、ガス供給部１０５からガス導入口１０２ａを介して処理容器１０２の内部にプロセスガスＧを供給する。この際、図示しないＭＦＣ（Mass Flow Controller）などにより供給するプロセスガスＧの流量や圧力などが制御される。
一方、プラズマ発生装置１において、マイクロ波発生部２から所定の周波数（例えば、２．４５ＧＨｚ）を有するマイクロ波Ｍが第１の導波管３に向けて放射される。
第１の導波管３に放射されたマイクロ波Ｍは、第１の導波管３を介して第２の導波管４内に伝播される。
この際、第２の導波管４内に伝播されたマイクロ波ＭがＥ面に対して垂直な方向に広げられることになる。そのため、第２の導波管４内において、Ｅ面に対して垂直な方向においても電界強度の強い部分が複数形成される。
また、必要に応じて、移動部６ｂにより板部６ａの位置を変化させることで、スロット５の位置に定在波の電界強度の強い部分が形成されるようにする。その様にすれば、前述したように、スロット５の中心５ａに対して点対称となるような位置に電界強度の強い部分が形成されるようにすることができる。
【００４２】
電界強度が強められたマイクロ波Ｍは、円環状のスロット５を介して窓部３に導入される。この際、窓部１０３の中心１０３ｂに対して点対称となるような位置に電界強度が強められたマイクロ波Ｍが導入されることになる。
窓部１０３に導入されたマイクロ波Ｍは、窓部１０３の表面を伝播して、処理容器１０２内に放射される。そして、処理容器１０２内に放射されたマイクロ波Ｍのエネルギーにより、プラズマＰが発生する。この場合、窓部１０３の中心１０３ｂに対して点対称となるような位置に電界強度が強められたマイクロ波Ｍが導入されるので、大面積にわたって密度が高く且つ均一なプラズマＰを発生させることができる。
【００４３】
プラズマＰ中の電子密度が導入されるマイクロ波Ｍを遮蔽できる密度（カットオフ密度）以上となると、マイクロ波Ｍは窓部１０３の下面から一定距離（スキンデプス）だけ入るまでの間に反射されるようになる。そのため、マイクロ波Ｍの定在波が形成されることになる。
【００４４】
すると、マイクロ波Ｍの反射面がプラズマ励起面となって、このプラズマ励起面で安定的にプラズマＰが励起されるようになる。このプラズマ励起面で励起された安定的なプラズマＰ中においては、イオンや電子がプロセスガスＧの分子と衝突することにより、励起された原子や分子、遊離原子（ラジカル）などのプラズマ生成物が生成される。生成されたプラズマ生成物は、処理容器１０２内を下方に拡散して被処理物Ｗの表面に飛来することで、エッチング、アッシング、薄膜堆積、表面改質、プラズマドーピングなどの各種のプラズマ処理が行われる。
プラズマ処理が終了した被処理物Ｗは搬入搬出口１０２ｃを介して処理容器１０２の外に搬出される。以後、同様にして他の被処理物Ｗのプラズマ処理を行うこともできる。
【００４５】
本実施の形態に係るプラズマ発生装置１、プラズマ処理装置１００によれば、簡易な構成であっても大面積にわたって密度が高く且つ均一なプラズマを発生させることができる。そのため、年々大面積化が進められている半導体ウェーハやフラットパネルディスプレイ用のガラス基板などに対して面内均一性の高いプラズマ処理を行うことができる。
【００４６】
以上、実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、プラズマ発生装置１、プラズマ処理装置１００などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置、数などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００４７】
１ プラズマ発生装置、２ マイクロ波発生部、３ 第１の導波管、３ａ 中心軸、４ 第２の導波管、４ａ 中心軸、５ スロット、５ａ 中心、６ 共振制御部、６ａ 板部、６ｂ 移動部、１００ プラズマ処理装置、１０２ 処理容器、１０３ 窓部、１０３ａ 中心軸、１０３ｂ 中心、１０４ 載置部、１０５ ガス供給部、１０６ 減圧部、Ｌｈ１ 断面寸法、Ｌｈ２ 断面寸法、Ｌｗ１ 断面寸法、Ｌｗ２ 断面寸法、Ｍ マイクロ波、Ｐ プラズマ、Ｗ 被処理物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波を発生させるマイクロ波発生部と、
一端が前記マイクロ波発生部と接続された第１の導波管と、
前記第１の導波管の前記マイクロ波発生部と接続された側とは反対の側に接続された第２の導波管と、
を備え、
前記第２の導波管は、円環状のスロットが設けられた第１の面と、前記第１の面に対して垂直な方向に伸びる第２の面と、を有し、
前記第１の面に対して垂直な方向における前記第１の導波管の断面寸法と、前記第２の導波管の断面寸法と、は、同じとされ、
前記第２の面に対して垂直な方向における前記第２の導波管の断面寸法は、前記第１の導波管の断面寸法よりも大きくされていること、を特徴とするプラズマ発生装置。
【請求項２】
前記スロットの中心は、平面視において前記第２の導波管の中心軸と重なる位置に設けられたことを特徴とする請求項１記載のプラズマ発生装置。
【請求項３】
前記第１の面は、前記マイクロ波の電界方向に垂直な面であり、
前記第２の面は、前記マイクロ波の電界方向に平行な面であることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ発生装置。
【請求項４】
前記第２の導波管の前記第１の導波管と接続された側とは反対の側に設けられ、前記マイクロ波を反射させる板部と、
前記板部の位置を変化させる移動部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のプラズマ発生装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のプラズマ発生装置と、
大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な処理容器と、
前記処理容器の内部を所定の圧力まで減圧する減圧部と、
前記処理容器の内部に設けられ、被処理物を載置する載置部と、
前記処理容器の内部にプロセスガスを供給するガス供給部と、
前記処理容器に設けられ、マイクロ波を透過させる窓部と、
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記プラズマ発生装置に設けられた円環状のスロットの中心は、平面視において前記窓部の中心と重なる位置に設けられたことを特徴とする請求項５記載のプラズマ処理装置。
【請求項１】
マイクロ波を発生させるマイクロ波発生部と、
一端が前記マイクロ波発生部と接続された第１の導波管と、
前記第１の導波管の前記マイクロ波発生部と接続された側とは反対の側に接続された第２の導波管と、
を備え、
前記第２の導波管は、円環状のスロットが設けられた第１の面と、前記第１の面に対して垂直な方向に伸びる第２の面と、を有し、
前記第１の面に対して垂直な方向における前記第１の導波管の断面寸法と、前記第２の導波管の断面寸法と、は、同じとされ、
前記第２の面に対して垂直な方向における前記第２の導波管の断面寸法は、前記第１の導波管の断面寸法よりも大きくされていること、を特徴とするプラズマ発生装置。
【請求項２】
前記スロットの中心は、平面視において前記第２の導波管の中心軸と重なる位置に設けられたことを特徴とする請求項１記載のプラズマ発生装置。
【請求項３】
前記第１の面は、前記マイクロ波の電界方向に垂直な面であり、
前記第２の面は、前記マイクロ波の電界方向に平行な面であることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ発生装置。
【請求項４】
前記第２の導波管の前記第１の導波管と接続された側とは反対の側に設けられ、前記マイクロ波を反射させる板部と、
前記板部の位置を変化させる移動部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のプラズマ発生装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のプラズマ発生装置と、
大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な処理容器と、
前記処理容器の内部を所定の圧力まで減圧する減圧部と、
前記処理容器の内部に設けられ、被処理物を載置する載置部と、
前記処理容器の内部にプロセスガスを供給するガス供給部と、
前記処理容器に設けられ、マイクロ波を透過させる窓部と、
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記プラズマ発生装置に設けられた円環状のスロットの中心は、平面視において前記窓部の中心と重なる位置に設けられたことを特徴とする請求項５記載のプラズマ処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１９０５４６（Ｐ２０１２−１９０５４６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５０４９５（Ｐ２０１１−５０４９５）
【出願日】平成２３年３月８日（２０１１．３．８）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月８日（２０１１．３．８）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
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