201001480 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明，係有關於激勵電漿並對於基板施加成膜等之 處理的電漿處理裝置及處理方法。 【先前技術】 例如在LCD裝置等之製造工程中，係使用有電漿處 理裝置，其係利用微波而在處理容器內激勵電漿，並對於 LCD基板（玻璃基板）施加CVD處理或是蝕刻處理等之 處理。作爲此種電漿處理裝置，係週知有：從微波源而經 由同軸管或是導波管來將微波供給至配置於處理容器之內 面的介電質，並經由微波之能量來將被供給至處理容器內 的特定之氣體電漿化者。 近年，伴隨著基板等之大型化，電漿處理裝置亦隨著 變大，但是，當將配置於處理容器內之介電質設爲單一之 板的情況時，大型化之介電質的製造係爲困難，而成爲使 製造成本高漲的重要原因。於此，爲了解決此種問題，本 申請人，係提案了：藉由在處理容器之蓋體下面安裝複數 之介電質，而將介電質板分割爲複數的技術（專利文獻1 )° [專利文獻1]日本特開200 6-3 1 0 794號公報 【發明內容】 [發明所欲解決之課題] -5- 201001480 然而，在如同上述一般之利用有微波的電漿處理裝置 中，一般而言，係使用有輸出2.45GHz之微波的微波源。 其理由，係因爲：輸出2.45 GHz之微波源，在工業上係廣 泛的普及，而容易獲得，且亦爲經濟性之故。 而，在先前之電漿處理裝置中，係爲使藉由微波源所 輸出之2.45GHz的微波透過被配置在處理容器之蓋體的下 面之介電質，而供給至處理容器之內部的構成。於此情況 ，介電質係以將被收容在處理容器內之基板的處理面（上 面）之幾乎全體作覆蓋的方式而被配置，露出於處理容器 之內部的介電質之露出面的面積，係爲與基板之處理面的 面積爲幾乎同程度的大小。藉由此，而使用在介電質之下 面全體所產生之電漿，來對基板之處理面全體進行均一之 處理。 然而，當如同先前技術之電漿處理裝置一般地將介電 質之露出面積設爲與基板之處理面的面積爲幾乎同等程度 的情況時’係有必要使介電質之使用量變多，而有在經濟 面上並不佳的缺點。特別是在最近，基板係被大型化，介 電質之使用量係有必要變得更多，而成爲成本上升之主要 原因。 又’當在處理容器之蓋體下面全體配置介電質的情況 時，亦會產生難以將處理氣體均一地供給至基板的處理面 全體的問題。亦即是，作爲介電質，例如係使用Al2〇3等 ，但是’相較於金屬製之蓋體，在介電質上加工而製造氣 體供給孔一事係爲困難，通常，氣體供給孔係僅設置在蓋 -6- 201001480 體之露出部分處。故而，將處理氣體以如同噴淋板一般之 狀態來均一地供給至基板的處理面全體一事，係變得困難 〇 在触刻或 CVD(chemical vapor deposition)等之電漿處 理中，爲了對從電漿而射入至基板表面的離子之能量作控 制，係有對基板施加高頻偏壓而使基板產生自我偏壓電壓 (負的直流電壓）的情況。此時，係期望能將施加於基板 的闻頻偏壓僅侷限在基板周邊之鞘（s h e a t h)處，但是，當 在處理容器之內面的大部分係被介電質所覆蓋，而難以使 電漿照射至底面（處理容器內面）的狀況下，則亦會被施 加至底面周邊之鞘處。因此，不但是有必要對基板施加過 剩之大量的高頻電力，亦有由於射入至底面之離子的能量 增加而使得底面被蝕刻，並引起金屬污染的問題。 進而，若是爲了加快處理速度而投入大電力之微波， 則藉由從電漿而來之離子或是電子之射入，介電質之溫度 係上升，而有由於熱應力而使介電質破損、或是由於介電 質表面之蝕刻反應被促進而引起不純物污染的問題。 本發明之目的，係在於提供一種能夠盡量減少介電質 之使用量的電漿處理裝置。 [用以解決課題之手段] 如同上述一般，在利用有微波的電漿處理裝置中，由 於獲得之容易程度以及經濟性等的理由，一般而言，係使 用有輸出2.45GHz之微波的微波源。另一方面’在最近， 201001480 係提案有利用2GHz以下之頻率低的微波之電漿處理，作 爲其中一例，係檢討有利用9 1 5MHz之頻率的微波之電漿 處理。此係因爲，爲了安定地得到電子溫度爲低之電漿所 需的下限之電子密度，係與頻率之平方成比例，因此，若 是降低頻率，則能夠以更廣範圍之條件而得到適合於電漿 處理的電漿之故。 本發明者，係針對此種使用有2GHz以下之頻率爲低 的微波之電漿處理，而進行了各種之檢討。其結果，係得 到了以下之新的發現：當使2GHz以下之頻率的電磁波透 過處理容器內面之介電質的情況時，係能夠從介電質之周 圍而沿著處理容器內面等的金屬表面來有效地傳播電磁波 ，並能夠經由此沿著金屬表面而傳播的電磁波來在處理容 器內激勵電漿。另外，在本說明書中，係將此種在金屬表 面與電漿之間沿著金屬表面而傳播的電磁波稱爲「導體表 面波」。 本發明，係爲基於此種新穎的知識而創造者。亦即是 ，若藉由本發明，則係提供一種電漿處理裝置，其係爲具 備有收容被作電漿處理之基板的金屬製之處理容器、和對 前述處理容器內供給用以激勵電槳所需要的電磁波之電磁 波源，並在前述處理容器之蓋體下面，具備有使從前述電 磁波源所供給之電磁波透過前述處理容器之內部的一部份 露出於前述處理容器之內部的1又或是2以上之介電質，其 特徵爲：沿著露出於前述處理容器之內部的金屬面而將電 磁波作搬送的表面波傳播部，係鄰接於前述介電質而被設 -8- 201001480 置。在此電漿處理裝置中，係可藉由從介電質而沿著表面 波傳播部所傳播的電磁波（導體表面波），來在處理容器 內激勵電漿。 在此電漿處理裝置中，例如’前述介電質之露出部分 的面積，係爲前述表面波傳播部之面積的1 /2以下。又， 例如，前述介電質之露出部分的面積，係爲前述表面波傳 播部之面積的1 /5以下。又，例如，前述介電質之露出部 分的面積，係爲基板上面之面積的1 / 5以下。藉由如此這 般而將介電質之露出面積縮小並將底面（處理容器內面） 的露出面之面積增大，係成爲能夠不引起金屬污染地在基 板處有效率的使自我偏壓電壓產生。另外’從前述電磁波 源所供給之電磁波的頻率’例如，係爲2GHz以下。 亦可爲以下之構成：在前述處理容器之內面，係被設 置有連續之溝，前述介電質，係被配置在藉由前述溝而作 包圍之範圍內。又，亦可藉由前述溝來對前述表面波傳播 部作區劃。於此情況，例如，前述溝之剖面係槪略爲矩形 ，前述溝之寬幅 W和深度D，係滿足〇.26<D/W<2.3之 關係。又，前述溝之寬幅’係以設爲較電磁波之對電漿的 進入長度之2倍爲小，且較在前述處理容器之內面與電漿 之間所形成的鞘之厚度的2倍更大爲理想。又，前述溝之 角隅部的曲率半徑，係以設爲較在處理容器之內面與電漿 之間作傳播的微波之波長Λ的1 /4 0更小爲理想。又，亦可 在前述蓋體之下面設置保護膜。 又，亦可爲以下之構成：在前述處理容器之內面，係 -9- 201001480 被設置有連續之凸部，前述介電質，係被配置在藉由前述 凸部而作包圍之範圍內。又，亦可藉由前述凸部來對前述 表面波傳播部作區劃。於此情況，例如，前述凸部之剖面 係槪略爲矩形，前述凸部之高度，係設爲較沿著處理容器 之內面而作傳播的微波之波長的1/2更小，且較在前述處 理容器之內面與電漿之間所形成的鞘之厚度更大。 又，亦可爲以下之構成：在前述介電質之上部，係具 備有：1又或是複數之金屬棒，其下端係鄰接又或是近接 於前述介電質之上面，並將電磁波傳達至前述介電質處。 於此情況，係亦可爲以下之構成：前述介電質，係大略爲 圓柱形狀，在前述介電質之圓周面處，係具備有將前述處 理容器之外部與內部作區隔之遮蔽構件。或者是，亦可爲 以下之構成：在前述金屬棒與前述蓋體之間，係具備有將 前述處理容器之外部與內部作區隔之遮蔽構件。又，亦可 爲以下之構成：在前述蓋體之下面，係被設置有將在電漿 處理中所需要之氣體放出至前述處理容器內之1又或是複 數的氣體放出孔。 又，亦可爲以下之構成：在前述介電質之下面，係設 置有金屬電極，在前述金屬電極之周圍又或是內側方向， 前述介電質係露出於前述處理容器之內部。於此情況，係 亦可具備有：貫通前述介電質而與前述金屬電極電性連接 ’並將電磁波傳播至前述介電質處之金屬棒。又，亦可爲 以下之構成：在前述金屬棒與前述蓋體之間，係具備有將 前述金屬容器之外部與內部作區隔之遮蔽構件。又，在前 -10- 201001480 述介電質之上面與前述蓋體之間、以及前述介電質之下面 與前述金屬電極之間’係亦可具備有將前述處理容器之外 部與內部作區隔之遮蔽構件。又，亦可爲以下之構成：在 前述金屬電極處’係被設置有將在電漿處理中所需要之氣 體放出至前述處理容器內之1又或是複數的氣體放出孔； 在前述金屬棒處’係被形成有使氣體流通至前述氣體放出 孔處之氣體流路。又’係亦可具備有：貫通被形成於前述 介電質處之孔，而將前述金屬電極與前述蓋體作連接之1 又或是複數的連接構件。於此情況，前述連接構件，例如 係由金屬所成。又’亦可爲以下之構成：在前述金屬電極 處，係被設置有將在電漿處理中所需要之氣體放出至前述 處理容器內之1又或是複數的氣體放出孔；在前述連接構 件處，係被形成有使氣體流通至前述氣體放出孔處之氣體 流路。 又，係亦可具備有將從前述電磁波源所供給之電磁波 傳播至前述介電質處之1又或是複數的導波管。於此情況 ，前述介電質，係亦可***至被形成於前述導波管之下面 處的槽中。又，係亦可具備有對在前述導波管內作傳播之 電磁波的波長作調節之波長調節機構。又，亦可爲以下之 構成：在前述介電質與前述蓋體之間，係具備有將前述處 理容器之外部與內部作區隔之遮蔽構件。 又，亦可爲以下之構成：在前述蓋體之內部，係內藏 有前述介電質，而前述介電質之下面，係部分性的從被形 成於前述蓋體之下面的1又或是複數的開口部處而露出於 -11 - 201001480 處理容器中。於此情況，係亦可在前述蓋體之下面 數之開口部配置爲同心圓狀。又，前述蓋體之下面 可爲輻射狀狹縫天線。又，亦可在前述蓋體之下面 護膜。 又，亦可爲以下之構成：前述表面波傳播部， 其表面爲藉由身爲金屬之部分所構成，且係藉由在 屬之表面而延伸存在的溝又或是凸部而被作區劃。 述介電質之露出於前述容器內部的面，係亦可經由 面波傳播部而被包圍。又，亦可爲以下之構成：前 質之露出於前述容器內部的面，係成爲沿著前述容 而延伸存在的形狀，且該延伸面之兩側，係經由前 波傳播部而被包圍。又，前述介電質之露出於前述 部的面，係亦可爲相互隔離之複數個。又，前述介 露出於前述容器內部的面，係亦可以構成圓周又或 形之方式而連續又或是不連續地延伸存在而被配置 係亦可在前述圓周又或是多角形之內部的表面波傳 中心部’設置有表面波非傳播部。又，前述圓周又 角形之內部的表面波非傳播部，係亦可經由溝又或 而被區劃。又’係亦可經由沿著前述表面波傳播部 播之電磁波，而在前述表面波傳播部與前述基板的 之間使電發被激勵。又，在前述容器內面之前述介 未露出的部分處，係亦可設置有將電漿激勵用氣體 前述容器內部之氣體放出口。又，前述表面波傳播 面’係亦可經由不會對電磁波之傳播造成實質上影 處將複 ，係亦 設置保 係至少 前述金 又，前 目IJ述表 述介電 器內部 述表面 容器內 電質之 是多角 。又， 播部之 或是多 是凸部 所被傳 處理面 電質並 放出至 部之表 響的厚 -12- 201001480 度爲薄之保護膜而被覆蓋。又，前述表面波傳播部之中心 線平均粗度，例如係爲2.4μιη以下。 又，若藉由本發明，則係提供一種電漿處理方法，係 爲將基板收容於金屬製之處理容器內，並從電磁波源而使 電磁波透過在前述處理容器之蓋體下面而露出之1又或是2 以上的介電質，藉此來將電磁波供給至前述處理容器內， 並在前述處理容器內使電槳被激勵，而對基板作處理之電 漿處理方法，其特徵爲：對前述處理容器內供給處理氣體 ;從前述電磁波源而供給頻率爲2GHz以下之電磁波；從 露出於前述處理容器之內度的前述介電質之露出面，而沿 著前述處理容器之內面來傳播電磁波，藉由此，在前述處 理容器內使電漿被激勵，而對基板作處理 [發明之效果] 若藉由本發明，則由於係可藉由沿著被配置在介電質 周圍之表面波傳播部而傳播的電磁波（導體表面波）來激 勵電漿，因此成爲能夠大幅減少介電質之使用量。又，藉 由將露出於處理容器之內部的介電質之露出面積縮小，在 能夠抑制由於介電質之過熱所致的介電質之破損或是蝕刻 等的同時，亦能夠防止從處理容器內面所產生之金屬污染 。又，經由減少介電質之露出面積，由於蓋體之露出面積 係增加，因此，能夠在身爲金屬製之蓋體上容易地加工而 製造氣體供給孔。藉由在身爲金屬製之蓋體的下面處分布 配置複數之氣體供給孔，能夠對於基板之處理面全體而將 -13- 201001480 處理氣體以噴淋板一般之狀態來均勻地作供給。再加上’ 當作爲2GHz以下之頻率的電磁波而使用915MHz頻率之 微波的情況時，相較於利用2.45GHz之頻率的微波之情況 ，係能夠將爲了能安定地得到電子溫度爲低之電漿所需要 的下限之電子密度降低爲約1/7，而成爲能夠以至今爲止 均無法使用之廣範圍的條件來得到適合於電漿處理之電槳 ，故能夠將處理裝置之汎用性顯著的提升。其結果，係成 爲能夠以一台的處理裝置而進行處理條件相異之複數的連 續之處理，而成爲能夠在短時間內以低成本來製造高品質 之製品。 【實施方式】 以下，針對本發明之實施型態，根據進行身爲電漿處 理之其中一例的CVD處理之電漿處理裝置1來作說明。另 外，根據作爲電磁波之其中一例而使用有微波之電漿處理 裝置1來作說明。 (電漿處理裝置1之基本構成） 圖1，係爲展示本發明之實施型態中的電漿處理裝置1 之槪略性構成的縱剖面圖（圖2中之Y-Y剖面）。圖2， 係爲此電漿處理裝置1所具備的蓋體3之下面圖（圖1中之 X-X剖面）。圖3，係爲圖1中之Z-Z剖面處的在蓋體3之 上部的橫剖面圖。圖4，係爲使微波傳播至介電質25處之 電極部47的立體圖。圖5，係爲介電質25之立體圖。另外 -14- 201001480 ’在本說明書以及圖面中，針對實質上具備有相同之功能 的構成要素，係藉由附加相同之符號，而省略其說明。 此電漿處理裝置1，係具備有：處理容器4，其係由於 上部開口之立方體形狀的容器本體2、和將此容器本體2之 上方作閉塞之蓋體3所構成。藉由以蓋體3來閉塞容器本體 2之上方，在處理容器4之內部係被形成有密閉空間。處理 容器4全體（處理容器以及蓋體3 )係爲由具備有導電性之 材料、例如由鋁合金所成，並成爲被作電性接地的狀態。 在處理容器4之內部，係被設置有用以載置作爲基板 之例如玻璃基板（以下，稱爲「基板」）G的成爲載置台 之支持座1 〇。此支持座1 〇，例如係由氮化鋁所成，於其之 內部，係被設置有：用以將基板G做靜電吸著，同時對 處理容器4之內部施加特定之偏壓電壓的給電部1 1、和將 基板G加熱至特定之溫度的加熱器1 2。於給電部1 1處， 係經由具備有電容器等之整合器14，而被連接有設置於處 理容器4之外部的偏壓施加用之高頻電源13，同時，經由 線圈16，而被連接有靜電吸著用之高壓直流電源15。在加 熱器12處，係被連接有同樣設置於處理容器2之外部的交 流電源1 7。 在處理容器4之底部，係被設置有用以經由被設置在 處理容器4之外部的真空幫浦等之排氣裝置（未圖示）來 將處理容器4內之氣體環境作排氣之排氣口2〇。在如圖示 一般而將容器本體之上方經由蓋體3來閉塞的狀態下’經 由被配置在蓋體3之下面周邊部與容器本體2之上面之間的 -15- 201001480 〇型環21，和被配置在後述之各介電質與蓋體3之間的〇 型環3 0，而保持處理容器4內之氣密性。 在蓋體3之下面，係以使下部露出於處理容器之內部 的狀態下，被安裝有4個的例如由Α1〇3所成之介電質25 ° 作爲介電質2 5，例如係亦可使用氟樹脂、石英等之介電材 料。介電質25，係爲在成爲直方體形狀之介電質下部26的 上面，被一體化地形成四角形之板狀的凸緣部27之構成。 在介電質25之上面（凸緣部27之上面）的四角隅處，係在 4場所被設置有用以***後述之電極棒46的孔28。 介電質25，係藉由將凸緣部27載置於被形成在蓋體3 之下方處的段部29處，而在蓋體3之下面將介電質25作支 持。另外，在凸緣部27之下面與段部29之間，係作爲將處 理容器4之外部與內部作區隔之密封構件，而被配置有Ο 型環3 0。 在蓋體3之上面中央，係被連接有將從微波源34所供 給之微波作傳播的同軸管3 5。此同軸管3 5，係經由內側導 體36與外部導體37而被構成。內側導體36，係被連接於被 配置在蓋體3之內部的分歧板40處。 如圖3所示一般，分歧板40，係成爲以其與內部導體 3 6之連結位置爲中心而將4根的枝導體4 1作了十字狀配置 的構成。同軸管3 5與分歧板4 0，係藉由C u等之導電性構 件而被形成。分歧板4 0，係使用作爲傳送線路之阻抗整合 手段的介電質42，而在蓋體3之內部被作支持。 在各枝導體4〇之前端下面，係被安裝有金屬棒45。進 -16- 201001480 而，如圖4所示一般，在各金屬棒45之下端’係被設置有 於下面具備有4根之電極棒46的電極部47。此電極部47下 面之4根的電極棒46，係被***於被形成在上述之介電質 25上面的4角隅處之孔28中。金屬棒45、電極棒46以及電 極部47，係藉由Cu等之導電性構件而被形成。 從上述之微波供給裝置34，係成爲將作爲頻率2GHxz 以下之微波的例如具備9 1 5MHz之頻率的微波對於同軸管 35而作導入。藉由此，915MH之微波，係在分歧板40處 被作分歧，並經由金屬棒45而被傳播至各介電質25處。 在蓋體3之下面，於從各介電質25之周圍而離開有特 定之距離的位置處，係被設置有以將各介電質2 5作包圍的 方式而被配置之溝50。在蓋體3之下面，藉由此溝而被包 圍之區域，係成爲表面波傳播部51。在此實施型態中，藉 由以溝50來作區劃，於各介電質25之周圍處，係被配置有 將蓋體3之下面區劃爲4個的表面波傳播部51。在電漿處理 中，從微波供給裝置34而被傳播至各介電質25處的微波， 係從露出於蓋體3之下面的介電質2 5之周圍，而沿著各表 面波傳播部5 1之表面來被作傳播。此時，溝5 0，係作爲使 沿著各表面傳播部51之表面而被作傳播的微波（導體表面 波）不會超過溝5 0而被傳播至表面波傳播部5 1之外側的傳 播障礙部來起作用。另外，針對電漿處理中之在蓋體3的 下面處之導體表面波的傳播狀態、以及溝5 〇之作爲傳播障 礙部的作用，係在後面作詳細說明。 在蓋體3之內部，係被設置有用以供給在電漿處理中 -17- 201001480 之必要的特定氣體之氣體配管55、和冷媒供給用之冷媒配 管56。從被配置在處理容器4之外部的氣體供給源6〇而通 過氣體配管5 5所被供給之特定的氣體，係從開口於蓋體3 之下面的氣體放出孔61而被供給至處理容器4之內部。 在冷媒配管56處，係被連接有從被配置在處理容器4 之外部的冷媒供給源6 5而循環供給冷媒之冷媒供給配管6 6 與冷媒回送配管67。藉由透過此些之冷媒供給配管66與冷 媒回送配管67來從冷媒供給源65而將冷媒循環供給至冷媒 配管56處，蓋體3係被保持爲特定之溫度。 (在電漿處理裝置1處之電漿處理） 針對在如同上述一般所構成之本發明之實施型態的電 漿處理裝置1中，例如在基板G之上面成膜非晶質矽的情 況作說明。首先，將基板G搬入至處理容器4之內部，並 將基板G載置於支持座1 0上。而後，在被密閉之處理容 器4內，進行特定之電漿處理。 在電漿處理中，係一面從氣體供給源60而經過氣體配 管5 5以及氣體放出孔6 1來將在電漿處理中所必要的例如氬 氣/矽烷氣體/氫之混合氣體供給至處理容器4內，一面從 排氣口 20來作排氣，而將處理容器4內設定爲特定之壓力 。而後，在如此這般地將特定之氣體供給至處理容器2內 的同時，經由加熱器12來將基板G加熱至特定之溫度。 又，將藉由微波供給裝置34所產生之例如915MHz的微波 ，通過同軸管35、分歧板40以及電極棒46來傳播至各介電 -18- 201001480 質板26中。而後，透過了各介電質板26之微波，係從露出 於蓋體3之下面的介電質25之周圍，而以導體表面波TM 之狀態來沿著各表面波傳播部5 1之表面而被作傳播。 在此實施型態之電漿處理裝置10中，由於係可藉由沿 著被配置在介電質25周圍之表面波傳播部51而傳播的微波 (導體表面波）來激勵電漿P，因此成爲能夠盡可能的減 少介電質25之使用量。於此情況，藉由以溝50之配置來改 變表面波傳播部5 1之區域，能夠對在處理容器4內之電漿 P的產生區域作任意的控制。例如，藉由將表面波傳播部 5 1之區域擴大而使其延伸至基板尺寸之外側’能夠對基板 G之上面（處理面）全體進行均一之電漿處理。 又，藉由將露出於處理容器4之內部的介電質25之露 出面積縮小，亦能夠抑制由於介電質2 5之破損或是伴隨著 電漿處理之蝕刻等所致的介電質2 5之損失。於此情況’藉 由將介電質25之露出面積設爲基板G之處理面積的1/5以 下，與電漿相對向之接地電極的面積’係至少會成爲基板 G表面之面積的1.5(1.7-1/5)倍以上。藉由此’成爲不會引 起由於伴隨著蓋體3下面之濺鍍所造成的基板G之金屬污 染，而能夠將從高頻電源1 3所施加之高頻電壓有效率地施 加至基板G表面近旁之電漿鞘s處。
又，經由減少介電質25之露出面積’由於蓋體3之露 出面積係增加，因此，能夠在身爲金屬製之蓋體3上容易 地加工而製造氣體供給孔61。藉由在身爲金屬製之蓋體3 的下面處分布配置複數之氣體供給孔6 1 ’能夠對於基板G -19- 201001480 之處理面全體而將處理氣體以噴淋板一般之狀態來均句地 作供給。藉由此，成爲能夠對基板G之處理面全體施加 均一之電漿處理。 (導體表面波W之傳播與頻率間之關係） 在處理容器4內所產生之電漿P的介電率，係藉由 sr’-jsr”來作表示。在電漿P之介電率中，由於係亦存在 有損失成分，因此，係以複數（complex number)來作表現 。電漿P之介電率的實部^，，通常係較-1爲更小。電槳P 之介電率，係藉由次式（1)來作表現。 [數式1] ε\ -jsn = 1 1 ~ΐ{υΒ/ωΥ ε\<-1 ⑴ 當微波射入至電漿Ρ中時之傳播特性，係藉由次式（ 2 )來作表現。 [數式2] ⑵ k=k〇 於此’ k係爲波數，係爲真空中之波數，ω係爲微 波角頻率，V。係爲電子衝突頻率，ωρ6係爲以次式（3 )所 表現之電子電漿頻率。 -20- 201001480 [數式3]
⑶ 於此，e係爲元電荷，ne係爲電漿P之電子密度，ε〇 係爲真空中之介電率，me係爲電子之質量。 進入長度6 ’係代表當射入微波時，微波之可射入電 漿內部的程度。具體而言’直到微波之電場強度E衰減至 電漿P之邊界面處的電場強度E〇之Ι/e爲止時所進入之距 離，係爲進入長度<5。進入長度5，係藉由次式（4)來 作表現。 (5 =-l/Im(k) · . . (4) k，如前述一般’係爲波數。 當電子密度ne爲較以次式（5)所表現之截止密度nc 更大的情況時’微波係無法在電漿中作傳播’而射入至電 漿P中之微波’係急速的衰減。 nc = s〇mero2/e2 · . . ( 5 ) 若依照式（4 )，則進入長度<5，係成爲數mm〜數 1 0mm，當電子密度越高’則變的越短。又’當電子密度 ne相較於截止密度而爲充分大的情況時’進入長度占 ，係並不太依存於頻率。 -21 - 201001480 另一方面，電漿P之鞘厚度t，係藉由次式（6)來 作表現。 [數式4]
於此，Vp係爲電漿電位’ kB係爲波茲曼常數，Te係 爲電子溫度，λ0係爲以次式（7)所表現之德拜長度 (Debye length)。德拜長度λι>’係代表在電漿中之電位的 紊亂之衰減的迅速程度。 [數式5]
若依照式（6 )，則鞘厚度t，係成爲數1 0 μιη〜數 1 0 0 μιη。又，亦可得知，鞘厚度t係與德拜長度λυ成比例 。又，在式（6)中，可以理解’電子密度ne越高，則德 拜長度λ0係變得越短。 「導體表面波ΤΜ之波長、衰減量」 作爲導體表面波ΤΜ之傳播模式，如圖6所示一般’ 針對將在身爲導體之蓋體3 (表面波傳播部51)之下面與 電漿Ρ之間所形成之無限寬廣的厚度t之稍於ζ方向而傳 播導體表面波TM之情況作說明。將鞘g之介電率設爲sr -22- 201001480 =1，將電漿P之介電率設爲。若是從馬克士威方 程式來導出滿足圖6之y方向的磁場Hy之方程式，則係 成爲如下所述一般。 [數式6] d2Hy dx2 + hHy =0 (8) 但是，h係爲固有値，在鞘之內外，係如同下述一般 而作表示。 [數式7] A2=.
.{£'r-j£M+r2s^ 0<x<t (9) x>t (10) 於此，r係爲傳播常數，hi係爲在鞘g中之固有値， he係爲在電漿P中之固有値。固有値hi以及he，一般係 成爲複數。 在身爲導體之蓋體3的下面處，在z方向之電場強度 係成爲〇之邊界條件下，式（8 )之一般解，係成爲如同下 述一般。 [數式8] Η^Αοο^χ)β^ 0<x<t (Π)
Hy = Be~j、xe-界 (12) -23- 201001480 於此，A以及B係爲任意之定數。 在鞘g與電漿P之邊界處，若藉由磁場與電 成分係成爲連續一事來將任意定數消去，則係可 之特性方程式。 [數式9] (er - Mr )b tan^r) = jhe ^-he=(l-K+M)k〇 ⑽ 在特性方程式（1 3 )中，鞘厚度t係藉由5 求出，而電漿P之介電率”係藉由式（1 ) 故而，藉由對聯立方程式（1 3 )求解，而分別求 値hi以及he。當存在有複數之解的情況時，只 內之磁場分布係成爲雙曲線函數的解即可。進而 (9)係可求取出傳播常數r。 傳播常數r，係藉由衰減常數α以及相位常 表現爲r = 。由傳播常數之定義，電漿之 E，係藉由次式（1 4 )而作表示。 E= E〇xe-JYZ- E〇e'azejPz · . . ( 14 ) 於此，z係爲導體表面波TM之傳播距離’ 傳播距離z爲0時之電場強度。e — az係表示導體表
隨著傳播而作指數函數性之衰減的效果’而ejPZ 體表面波TM之相位的旋轉。又’由於β = 2π/λο -24- 場之切線 導出以下 :(6 )來 來求出。 取出固有 要選取鞘 ，藉由式 數/3 ，而 電場強度 Ε〇係表不 :面波ΤΜ 係表示導 ，因此從 201001480 相位常數/3，可以求取出導體表面波TM之波長λ。。故而 ，若是得知傳播常數r，則可以算出導體表面波ΤΜ之衰 減量與導體表面波TM之波長λ(：。另外，衰減常數α之單 位，係爲Νρ(奈，neper)/m，而其與後述之各圖表的單位 dB/m，係具備有以下之關係。 lNp/m= 20/ln( 1 0)dB/m = 8.686dB/m 使用此些之式，而分別計算出當微波頻率爲9 1 5 MH2 、電子溫度Te爲2eV、電漿電位Vp爲24V、電子密度n< 爲 lxlO11。!!!·3、‘xloHcnT3、lxl012cnT3 時的進入長度（5、 鞘厚度t、導體表面波TM之波長λί；。於次表中，展示其 結果。 [表1] 電子密度 進入長度5 導體表面波波長 鞘厚度 lxlOncm·3 17.8mm 11.7mm 0.22mm 4xlOncm'3 8.5mm 23.6mm 0.11mm lxl0,2cm'3 5.3mm 30.4mm 0.07mm 導體表面波，在某一電子密度以下，係成爲被截止 (cut off)，而無法傳播。將此電子密度稱爲導體表面波共 鳴密度nr ’而成爲藉由式（5 )所表示之截止密度的2倍之 値。由於截止密度係與頻率之平方成比例，因此，導體表 面波’若是頻率越低，則在較低之電子密度下亦可作傳播 -25- 201001480 若是對導體表面波共鳴密度nr之値作計算，則當 2.45GHz時，係成爲1 ·5χ 1 Ο1、ηΓ3。在實際的電漿處理條 件下，雖會有表面附近之電子密度成爲lx l〇Ucnr3以下之 情況，但是，在此種條件下，導體表面波係不會傳播。另 一方面，當915MHz時，係成爲2.1xl01QcnT3，而成爲 2.45GHz的情況時之約1/7。在9 15MHz的條件下，就算是表 面附近之電子密度成爲lxl〇Ucm_3以下，導體表面波亦會傳播 。如上述一般，爲了在表面附近之電子密度係爲lxl O^cnT3 程度的低密度電漿中亦使表面波作傳播，係有必要選擇 2GHz以下之頻率。 另一方面，在圖1所示之電漿處理裝置1中，若是從介 電質26所放出之導體表面波TM沿著處理容器4之內壁（ 蓋體3下面以及容器本體2內面）而一直傳播至基板G之 周邊，則在處理容器4內所產生之電漿係成爲不均勻，而 產生使製程之均一性惡化，或是在將基板G於處理容器4 內作搬入搬出時使作開閉之閘閥或是載置基板G之支持 座10劣化等的弊害。當導體表面波TM在介電質26與基板 G間之距離間作傳播的期間中並未充分地衰減的情況時（ 衰減量在20dB以下），係成爲需要具備使導體表面波TM 反射而使其不作更進一步之傳播的手段。於此，圖7中所 示之圖表的實線，係爲在後述之變形例8的代表性之條件 中的導體表面波TM之衰減量的頻率依存性。在電漿處理 裝置1中，介電質26與基板G間之標準的間隔係爲約〇.1 m -26- 201001480 ’若是將傳播此距離時之衰減量設爲20 dB，則在每 衰減量’係成爲200dB/m。此時之頻率，藉由圖7 得知其係爲1 · 9 GH z。亦即是，當1 · 9 G Hz以下的情 係成爲需要使導體表面波TM反射的手段。 (溝50之必要性） 如上述一般，若依照此實施型態之電漿處理奏 則藉由使用2GHz以下之微波，能夠藉由從介電質 圍而傳播至表面波傳播部51全體的導體表面波TM 生更爲均一之電漿P。但是，另一方面，若是導體 TM —直傳播到了不適當的位置，則會有成爲使在 器內所產生之電漿P成爲不均一之原因的可能性。 是導體表面波 TM —直傳播到了閘閥或是囊 (viewport)處，則由於導體表面波TM所具備之能 設置在此些之機器的近旁處之〇型環會被燒損， 此些之機器的近接處會產生有電漿，而在機器表面 反應生成物，而有發生問題之虞。於此，在此實施 電漿處理裝置1中，係採用以溝50來包圍在蓋體3之 露出之各介電質25的周圍，並使導體表面波TM僅 此溝5 0所包圍之表面波傳播部5 1處作有效傳播的構 ，發明者們，係爲了提升抑制傳播之效果’而企圖 50之形狀的最適化。 「溝50之縱橫比D/W」 ;1 m之 ，可以 況時， I置1， 26之周 ，來產 表面波 處理容 又，若 見察孔 量，被 或是在 處附著 型態之 下面所 在藉由 成。又 達成溝 -27- 201001480 在將溝5 〇之形狀最適化時’如何設定在計算中所使用 之電子密度一事係爲重要。導體表面波之進入電發中的深 度，係約爲進入長度5左右’而爲數mm〜數10mm (參考表1 )。若是如此這般而在各種之處理條件下對接近電漿之表面 的部分之電子密度作實測，則其係爲lxl〇llcm_3〜lxl〇12cnr3 。於此，將電子密度ne限定在lxlOMcnT3〜lxl012cm·3的 範圍內，而進行了檢討。如圖8所示一般’選擇了剖面爲 略矩形狀之溝5 0。將溝5 0之寬幅設爲W ’將深度設爲D。 爲了導出溝之縱橫比D/W的適正値，藉由模擬，而求取 出 了在電子密度 ne 爲 lxl〇Mcm·3、4χ10ηί：ηΓ3、lxl012cm·3的 情況時，導體表面波TM在溝50處會有何種程度之衰減。 此時，將溝5 0之寬幅 W設定爲4mm。在將其結果展示於 圖9中的同時，針對此結果，一面參考圖10—面如下述一 般的作考察。 如圖8所示一般，導體表面波TM，若是到達了溝50處 ，則係被分配爲在溝50之底面作傳播的導體表面波TMn 、和跳躍過溝5 0而直接傳播至電漿中的透過波TM i 2。導 體表面波TM11和透過波TM12，係在溝50之端部P處再度 合流。此時，導體表面波之一部分係反射，而成爲反射波 (導體表面波TM22 )，剩餘的，係成爲前進波（導體表 面波TM21) ’並更進而作傳播。 此時’若是導體表面波TM11與透過波TM12i相位偏 移1 8 0度，則在合流地點P處，此2個的波係相互抵消’而 幾乎成爲全反射。此時，前進波（導體表面波ΤΜ2ι)係 -28- 201001480 並不存在，亦即是，導體表面波TM，係不會傳播至溝50 之更前端。 例如，在圖9中，當導體表面波ΤΜ之透過量爲-1 OdB 的情況時，導體表面波TM之90%，係藉由溝50而被反射 ，並成爲反射波TM22而返回，僅有殘餘之10%會成爲導體 表面波TM21，並超越溝50而作傳播。亦即是，於此情況 ，溝50係成爲障礙，而導體表面波之90%係由於溝50而衰 減。 若依照圖9，則可以得知，若是電子密度ne越高，則 透過量成爲最小之縱橫比/W的値係越朝向較大一方偏移。 又，在電子密度 ne 爲 lxloHcm·3、4xl0"cm·3、lxl012cm·3 的所有之情況中，導體表面波TM之90%在溝50處被反射 的縱橫比D/W，係爲0.26。若是導體表面波TM之90%在 溝5 0處被反射，則可以說該溝50係充分地達成了導體表面 波T Μ之傳播抑制功能。故而’發明者們，係將在所有之 電子密度中導體表面波ΤΜ的90%均會被反射的〇_26 ’制 訂爲縱橫比D/W之下限値。 接下來，於圖1〇中，展示在將溝50之寬幅w設爲4mm 、6mm、12mm的情況時所求取出之相對於縱橫比D/W的 導體表面波TM之透過量的結果。於此’係將電子密度ne 設定爲lxl〇12cm_3。如前述一般’若是電子密度ne越高’ 則透過量成爲最小之縱橫比/W的値係越朝向較大一方偏 移。故而，在模擬時’藉由將導體表面波TM之電子密度 設定爲最高，可以求取出縱橫比D/W之上限値。 -29- 201001480 當改變了溝的寬幅W時，透過量成爲最小之縱橫比 D / W之値，係在W = 6 m m取得最大値。此時，可以得知 ，導體表面波TM之90%在溝50處被反射之縱橫比D/W， 係成爲2.3。如此這般，發明者們，係得出以下結論：爲 了抑制導體表面波TM之傳播，係有必要以使溝50之縱橫 比D/W滿足0.26SD/WS2.3的方式來作制訂。 (溝5 0之寬幅W ) 接下來，發明者們，係注目於溝50之寬幅W與鞘t 厚之間的關係，以及溝5 〇之寬幅W與進入長度6之間的 關係，而針對溝5 0之寬幅 W的適正値，如同下述一般地 作了考察。如同在圖1 1 ( a )中所示一般，當溝5 0之寬幅 W係爲鞘厚度t之2倍以下的情況時（2t 2 W )，溝5 0之內 部空間，係全部成爲鞘區域。其結果，在存在有溝5 0之部 分與不存在有溝5 0之部分處的鞘厚度t中，係不會產生階 段差，就算是設置溝5 〇，對於導體表面波TM而言’亦成 爲與不存在有溝50者相同。故而，在2t2 W時’溝50係無 法達成抑制傳播之效果。 另一方面，如同圖11 (b)所示一般’當溝50之寬幅 W係爲較鞘厚度t之2倍爲更大時（2 t < W )，沿著溝5 0之 底面所產生的鞘區域，由於係僅具有左右之寬幅’ 因此，藉由設置溝5 0，在鞘區域中係產生有階段差。其結 果，藉由沿著溝50之底面近旁而傳播的導體表面波 、和跳躍過溝而作傳播之導體表面波TM1 2，在溝5 〇之端 -30- 201001480 部P處’係產生有反射’而導體表面波TM之一部分係成 爲反射波（導體表面波ΤΜ22 )，僅有剩餘之導體表面波 丁1^21會超越溝50而作傳播。由以上之考察，發明者們，係 發現了：爲了使溝50具備有導體表面波ΤΜ之傳播抑制功 能’溝5 0之寬幅W ’係有必要較鞘厚度t之2倍爲更大 (2t<W)。 接下來，發明者們，係作爲將溝5 0之寬幅W適正化 之其他方法，而注目於溝5 0之寬幅 W與進入長度<5間之 關係。如前述一般，進入長度a，係代表微波之可射入電 漿P內部的程度。 導體表面波TM，係無法從電漿P之邊界面起而射入 至較進入長度爲更深之電漿內部。故而，當溝50之寬幅W 爲進入長度<5之2倍以上的情況（2 (5 S W)時，如同圖12(a) 所示一般，透過波TM12，係無法較進入長度5而更深入 電漿內部，而無法飛越溝50來進行傳播。故而，就算是設 置進入長度<5之2倍以上的寬幅W之溝50，在溝50之端部 P處，亦不會產生對導體表面波TM之傳播抑制有效的反 射，導體表面波TM，係超越溝50並朝向其前方傳播。 另一方面，如同在圖12(b)中所示一般，當溝50之寬 幅W係爲較進入長度5之2倍爲更小的情況時（2 5 > W) ’ 則係不會產生透過波TM12#法傳播之區域。其結果’藉 由沿著溝5 0之底面近旁而傳播的導體表面波TM u、和跳 躍過溝50而作傳播之導體表面波TMI2，在溝50之端部P 處，係產生有反射，而導體表面波TM之一部分係成爲反 -31 - 201001480 射波（導體表面波tm22 )，僅有剩餘之導體表面波tm21 會超越溝5 0而作傳播。由以上之考察，發明者們，係解明 了：爲了使溝5 0具備有抑制導體表面波TM之傳播的功能 ，溝5 0之寬幅W，係有必要較進入長度5之2倍爲更小 (26>W)。 再度對圖10作參照。此時之電子密度ne係爲1 X 10 12cm_3，進入長度5係爲5.3 mm。當溝50之寬幅W係爲 4mm以及8mm的情況時，由於溝50之寬幅W係較進入長 度5的2倍爲更小，因此若是將縱橫比D/W最適化，則係 可能將透過量抑制爲非常小之-40dB以下。另一方面，當 W二12mm的情況時，由於係較進入長度5之2倍爲更大， 因此，可以得知，就算是將縱橫比D/W最適化，亦無法 使透過量成爲-10dB以下。 「曲率半徑」 在溝之角隅部（圖3之角隅C a、C b )或是邊緣部處， 由於阻抗係爲不連續，因此傳播之導體表面波的一部份會 反射。若是角隅部或邊緣部之角部變圓’則由於阻抗之不 連續性被緩和，因此透過量係增加。特別是，若是角隅部 或邊緣部之曲率半徑R變大至成爲相對於導體表面波之波 長而無法無視的程度，則透過量係大幅增加。 於圖13中，展示藉由模擬所計算出之當導體表面波通 過一處之曲率半徑爲R的角隅部時之透過量。將電子密度 ne設定爲lxl〇12cm·3，將電漿電位設定爲24V。此時之鞘 -32- 201001480 厚度t係爲〇_〇7mm，導體表面波之波長Xc係爲30_4mm， 進入長度δ係爲5.3mm。 可以得知，導體表面波之透過量，係在曲率半徑爲 0mm、亦即是當角隅部係爲直角的情況時爲最小，並隨著 曲率半徑R之增加而一同變大。若是當相對於角隅部爲直 角的情況時之透過量’透過量之增加係侷限於1 0%的範圍 ，假設溝5 0係具備有傳播抑制功能’則角隅部之曲率半徑 之容許範圍係成爲〇.77mm以下。0.77mm ’係爲導體表面 波TM之波長30.4mm的約1/4 0( = 0.77/30.4)。由以上之模 擬結果以及考察，可以得出以下結論：溝5〇之角隅部的曲 率半徑R，係有必要成爲較導體表面波TM之波長的1/40 爲更小。 「溝5 0之位置」 如上述一般，藉由設置溝5 0，能夠藉由在表面波傳播 部5 1全體作傳播之導體表面波TM來產生電漿P。亦即是 ，由於係能夠在藉由溝50所包圍之表面波傳播部5 1的下面 全體產生電漿P，因此，經由溝50之位置，能夠對在處理 容器4內所產生之電漿P的區域作控制。 通常，在電漿處理裝置1之處理容器4內，係欲於基板 G之上方處，在直到超越基板尺寸之外側的範圍爲止中而 使電漿P產生，並對基板G之上面（處理面）全體進行 均一之電漿處理。故而，係以在蓋體3之下面處，於超越 基板尺寸之外側的位置處配置溝5 0，並在基板G之上方 -33- 201001480 處，於直到超越基板尺寸之外側爲止的範圍內設置表面波 傳播部5 1爲理想^ 另外，溝50，只要是在電漿處理中之電漿所接觸的處 理容器4內壁之金屬面，則可設置在任意之處。例如，亦 可以將閘閥、觀察孔等之其他機構作包圍的方式來形成溝 5 〇。藉由此，能夠避免閘閥、觀察孔等之損失；或是反應 生成物之附著等的問題之發生。 (介電質25之露出面積與基板G之表面積的關係（1/5)) 在於處理容器4之內部所進行之電漿處理中，對被載 置於支持座10上之基板G的表面之離子的射入，係擔當 有重大的作用。例如，在電漿成膜處理中，藉由一面在基 板G之表面處射入電漿中之離子一面進行成膜，就算基 板G之溫度係爲低溫，亦能夠在短時間內形成高品質之 薄膜。又，在電漿蝕刻處理中，係藉由以對基板G之表 面的離子之垂直射入所致的向異性蝕刻，而成爲能夠正確 地形成細微之圖案。如此這般，在任何之電漿處理中，爲 了進行良好之製程，將對基板G之表面的離子射入能量 於每一製程中控制爲最適當之値一事，係爲不可或缺。對 基板G之表面的離子射入能量，係可經由從高頻電源i 3 而透過支持座10所施加於基板G處之局頻偏壓電壓來作 控制。 於圖14中，展示在支持座10 (高頻施加電極）與蓋體 3 (對向電極=接地電極）之間施加了高頻電壓的電發處 -34- 201001480 理中之處理容器4內的狀態。在電漿處理裝置1之處理容器 4內，係於基板G之上方處，在直到超越基板尺寸之外側 的範圍爲止中，而產生高密度之電槳P。如此這般，藉由 在超過基板尺寸之範圍中使電漿P產生，能夠對基板G 之上面（處理面）全體進行均一之電漿處理。例如，若是 以對2.4mx2.ini之玻璃基板作處理的情況爲例，則電漿P 之產生範圍，係爲相較於基板尺寸而於單側超出1 5 %的程 度之在兩側超出3 0%左右的更大之區域。故而，在蓋體3 之下面，在相較於基板尺寸而於單側超出有1 5 %左右（於 兩側爲3 0 %左右）之範圍內，係成爲接地電極3 ’。 另一方面，藉由從高頻電源13而對基板G施加高頻 偏壓電壓，在電漿處理中之處理容器4內，於電漿P與基 板G之上面（處理面）之間、以及電漿p與蓋體3下面之 接地電極3 ’的部分之間，係被形成有電漿鞘g、s。從高頻 電源13所被施加之高頻偏壓電壓，係成爲被分壓施加於此 些之電漿鞘g、s處。 於此，將基板G之處理面（上面）的表面積設爲As 、將與電漿相對向之蓋體3下面的成爲接地電極3，之部分 的面積設爲Ag、將在基板G之處理面與電漿p之間的電 漿鞘s處所施加之高頻電壓設爲Vs、並將在蓋體3之下面 與電漿P之間的電漿鞘g處所被施加之高頻電壓設爲V g 。在此些之高頻電壓Vs、Vg和面積As、Ag中，係存在 有次式（1 5 ) —般之關係。 -35- 201001480 (Vs/Vg) = ( Ag/As)4 (15)
Brian Chapman、"Glow Discharge Processes、"A Wiley Interscience Publication、1 980 〇 若是由於在電漿鞘S、g處所流動之電子電流的影響 ，而使施加在電槳鞘S、g處之高頻電壓Vs、Vg變大， 則被施加在電漿鞘s、g處之直流電壓係變大。被施加在 電漿鞘s、g處之直流電壓的增加量，係與高頻電壓Vs、 Vg之振幅（0〜peak之値）幾乎相等。電槳P中之離子， 係藉由被施加在電槳鞘s、g處之直流電壓而被加速，並 射入至身爲電極面之基板G的處理面以及蓋體3之下面， 但是，此離子射入能量，係可經由高頻電壓V s、V g來作 控制。 在此實施型態所示之電漿裝置1的情況中，經由高頻 電源1 3而被施加於基板G之處理面與蓋體3之下面之間的 高頻電壓（=Vs + Vg)，係成爲被分壓施加在被形成於基板 G表面以及蓋體3下面之近旁的電漿鞘s、g處。此時，係 以將被施加於蓋體3下面近旁之電漿鞘g處的高頻電壓Vg 儘可能地縮小，並使從筒頻電源1 3所施加之局頻電壓的大 半成爲被施加在基板G之表面近旁的電漿鞘s處爲理想。 此係因爲，若是被施加於蓋體3下面近旁的電槳鞘g處之 高頻電壓V g變大，則不僅會使電力效率惡化，亦會使射 入至蓋體3 (接地電極）處之離子的能量增加，而使蓋體3 下面被濺鍍並引起金屬污染之故。在實際之電漿處理裝置 -36- 201001480 中，被施加於蓋體3下面近旁之電漿鞘g處的高頻電壓Vg ，若是並非爲被施加在基板G表面近旁之電漿鞘s處的高 頻電壓Vs之1/5以下，則便無法實用化。亦即是，藉由式 (.1 5 )，可以得知，與電漿相對向之蓋體3下面的成爲接 地電極3 ’之部分的面積，最低亦必須成爲基板G表面之面 積的1.5倍以上。 在先前之微波電漿處理裝置中，由於與基板G相對 向之蓋體3的下面之大部分，係藉由用以傳導微波之介電 質25而被覆蓋，因此，特別是在大型基板用之電漿處理裝 置中，高密度電漿所接觸之接地電極的面積係爲小。而， 如上述一般，例如在對2.4mx2.lm之玻璃基板作處理的電 漿處理裝置1中，高密度之電漿P，係在較基板尺寸而於 單側超出1 5 %左右，於兩端超出約3 0 %左右的大區域中被 產生，而與此電漿P相對向之蓋體3的下面部分，係成爲 接地電極3 ’。假設，在此接地電極3 ’之部分處，若是介電 質25係並未在處理容器4之內部露出，而全部爲接地部， 則與電漿P相對向之接地電極3 ’的面積，係成爲基板面積 之1.7倍（（1+0.3)2)。然而，在先前之微波電漿處理裝置中 ，由於接地電極3,之中的大部分係被介電質25所覆蓋’因 此係無法得到充分的面積。因此’在先前之大型基板用的 微波電漿處理裝置中，若是施加高頻偏壓’則會有產生金 屬污染之虞。 於此，在此實施型態之電漿處理裝置1中’係將露出 於處理容器4之內部的介電質25之露出面的面積儘可能地 -37- 201001480 減小，並設爲將介電質2 5之露出面的面積抑制在基板G 之上面的面積之1/5以下的構成（另外，如同後述一般’ 在本發明中，由於係能夠使用沿著蓋體3之下面而傳播的 導體表面波TM來在處理容器4內使電槳P產生，因此’ 就算是將介電質25之露出面積縮小，亦能夠在接地電極3’ 之下面全體處有效地使電漿P產生）。如此這般，若是將 與電漿P接觸之介電質25的露出面之面積設爲基板G之 上面的面積之1 /5以下，則必然的，與電漿P相對向之接 地電極3’的面積，最低亦會確保有基板G表面之面積的 1.5(1.7-1/5)倍以上。藉由此，成爲不會引起由於伴隨著 蓋體3下面被濺鍍所造成之金屬污染，而能夠將從高頻電 源1 3所施加之高頻電壓有效率地施加至基板G表面近旁 之電漿鞘a處。 (表面波傳播部之平坦性） 若是電子密度變高，則被施加於鞘處之微波電場強度 係變大。若是在表面波傳播部5 1處存在有微小的角部，則 電場會集中於角部而成爲過熱，並會有產生異常放電（弧 狀放電）的情況。若是一旦產生異常放電，則放電部會隨 著金屬表面之融化而移動，並對金屬表面造成大的損傷。 若是表面波傳播部5 1之中心線平均粗度相較於鞘之厚度係 爲充分的小，則就算是存在有微小的角部，電場亦會平均 地被施加於金屬表面上，因此電場係並不會集中，且異常 放電亦不會產生。 -38- 201001480 於前，雖係針對鞘厚度t作了說明，但是，鞘厚度1 係與電子密度之平方根成反比。作爲最大之電子密度’只 要假定爲lxl〇13cm·3便已足夠。此時之德拜長度係爲 3 . 3 μιη ’當Ar電漿的情況時，鞘之厚度係成爲其之3 . 5倍 的12μιη。若是金屬表面之中心電平均粗度係成爲稍之厚 度的1/5以下、更理想係成爲1/20以下，則在微小之角部 處的電場集中係可無視。故而，表面波傳播部5 1之中心線 平均粗度’係只要成爲2.4 μιη以下、更理想係成爲〇.6 以下即可。 (變形例） 以下’針對電漿處理裝置1之其他實施型態作說明。 另外’針對與先前於圖1等之中所說明的電漿處理裝置1共 通的構成要素，係藉由附加相同之符號，而省略重複之說 明。 (第1變形例） 圖1 5 ’係爲展示在第1變形例中的電漿處理裝置1之槪 略性構成的縱剖面圖（圖1 6中之γ - Y剖面）。圖1 6，係 爲展示在第1變形例中之電漿處理裝置1所具備的蓋體3之 下面圖（圖15中之X-X剖面）。圖17，係爲圖15中之Z-Z 剖面處的在蓋體3之上部的橫剖面圖。 此第1變形例之電漿處理裝置1，例如係成爲在由 Al2〇3所成之4個的板狀之介電質25的下面，被安裝有板狀 -39- 201001480 之金屬電極70的構成。在金屬電極70之中央，係被安裝有 上下貫通蓋體3以及介電質25的金屬棒45之下端。金屬棒 45之上端，係在蓋體3之上面處藉由彈簧71而被舉起，經 由此彈簧71之力，被載至於金屬電極70之上的介電質25， 係被推壓附著於蓋體3之下面。 介電質25以及金屬電極70，係兩者均爲略4角形，但 是’介電質25係爲較金屬電極70而更些許大。故而，若是 從處理容器4之內部視之，則係成爲在金屬電極70之周圍 而露出有介電質2 5的狀態。 在金屬棒45之周圍，係被安裝有由介電材料所成之環 狀構件72，在環狀構件72與金屬棒45之間、以及在環狀構 件72與蓋體3之間，作爲密封構件之2個的Ο型環73，係 以金屬棒45爲中心而被作同心圓狀之設置。藉由此，在如 圖示一般而將容器本體2之上方經由蓋體3來閉塞的狀態下 ，經由被配置在蓋體3之下面周邊部與容器本體2之上面之 間的0型環2 1，和被配置在金屬棒45與蓋體3之間之2個 的Ο型環7 3，而保持處理容器4內之氣密性。 在蓋體3之上面中央，係被連接有由內部導體36與外 部導體3 7所構成的同軸管3 5。內側導體3 6之下端’係被配 置在被形成於蓋體3之內部的分配導波管74之中央處’藉 由同軸管35而被供給之具備有2GHz以下的頻率之微波’ 係在分配導波管74、金屬棒45以及金屬電極作傳播’並 被供給至介電質25處。被形成於蓋體3之內部的分配導波 管74之終端面（分配導波管74所被收容之蓋體3的內部空 -40- 201001480 間之內壁面）74’，係被設置於距離金屬棒45之中心軸λ/4 的位置處，藉由同軸管3 5所被供給之微波，係成爲從導波 管74而有效率地被傳播至金屬棒45處。 又，此第1變形例之電漿處理裝置1，係在被配置於蓋 體3之下面處的4個的表面波傳播部51之更外側處’設置有 外周溝51’。又，在金屬電極70之下面處，被開口有複數 之氣體放出孔6 1，並成爲從貫通金屬棒45之內部的氣體流 路75起通過各氣體放出孔61而將特定之氣體供給至處理容 器4之內部的構成。 就算是藉由此第1變形例之電漿處理裝置1，亦可使導 體表面波ΤΜ從介電質25之周圍而傳播至表面波傳播部5 1 處並使電漿Ρ被激勵，而能夠享受到與先前於圖1等之中 所說明的電漿處理裝置1同樣之作用效果。又，在此第1變 形例之電漿處理裝置1中，係亦可使導體表面波ΤΜ從介 電質25之周圍而傳播至金屬電極70之下面並使電漿Ρ被激 勵。再加上，在此第1變形例之電漿處理裝置1中，於蓋體 3之下面，由於係在表面波傳播部5 1之更外側處設置有外 周溝5 1 ’，因此能夠更確實地防止導體表面波ΤΜ —直傳 播至容器本體2之內壁爲止，而具備有易於對處理容器4內 之電漿產生區域作控制之優點。又，由於其係爲藉由以彈 簧71之力來將金屬棒45吊下而對被載置在金屬電極70之上 的介電質25作支持之構成，而介電質25相對於蓋體3、金 屬電極70以及金屬棒45係並未被固定，因此，由於熱膨脹 等所致之金屬構件（蓋體3、金屬電極70以及金屬棒45 ) -41 - 201001480 的變形等之影響，係並不會及於介電質2 5，而能夠防止介 電質2 5之破損。 (第2變形例） 圖18，係爲展示在第2變形例中的電漿處理裝置1之槪 略性構成的縱剖面圖。圖1 9，係爲圖1 8中之Z - Z剖面處的 在蓋體3之上部的橫剖面圖。 此第2變形例之電漿處理裝置1，基本上，係爲與先前 於圖1 5〜1 7中所說明了的第1變形例之電漿處理裝置1爲相 同之構成。但是，在此第2變形例之電漿處理裝置2中，於 分配導波管74之終端面74 ’係爲被形成於下方之點、以及 內部導體36係隔著作爲阻抗整合手段之介電質42而被連接 於蓋體3之點，係爲相異。就算是藉由此第2變形例之電漿 處理裝置1，亦能夠享受到與先前於圖1 4〜1 6中所說明了 的第1變形例之電漿處理裝置1爲相同之作用效果。再加上 ’若是藉由此第2變形例之電漿處理裝置1，則係可將被形 成在蓋體3之內部的分配導波管74小型化。 (第3變形例） 圖20 ’係爲展示在第3變形例中的電漿處理裝置1之槪 略性構成的縱剖面圖（圖2 1中之Y - Y剖面）。圖2 1，係 爲展示在第3變形例中之電漿處理裝置1所具備的蓋體3之 下面圖（圖20中之X-X剖面）。 此第3變形例之電漿處理裝置1，其容器本體2係爲圓 -42- 201001480 筒形狀，在處理容器4之內部，係被形成有圓柱形狀之處 理空間。蓋體3以及支持座1 0，亦係成爲圓形。此第3變形 例之電漿處理裝置1，係爲對半導體晶圓等之圓盤形狀的 基板G進行電漿處理之構成。就算是藉由此第3變形例之 電漿處理裝置1，亦可使導體表面波TM從介電質25之周 圍而傳播至表面波傳播部5 1處並使電漿P被激勵，而能夠 享受到與先前於圖1等之中所說明的電漿處理裝置1同樣之 作用效果。 (第4變形例） 圖22，係爲展示在第4變形例中的電漿處理裝置1之槪 略性構成的縱剖面圖（圖23中之Y-Y剖面）。圖23，係 爲展示在第4變形例中之電漿處理裝置1所具備的蓋體3之 下面圖（圖22中之X-X剖面）。 此第4變形例之電漿處理裝置1，其容器本體2亦係爲 圓同形狀’而爲對半導體晶圓等之圓盤形狀的基板G進 行電漿處理之構成。此第4變形例之電漿處理裝置1，係爲 在介電質25的下面’被安裝有板狀之金屬電極70的構成。 但是，此第4變形例之電漿處理裝置1，其介電質25以及金 屬電極70係各爲1枚。金屬電極70，係經由貫通介電質25 以及環狀之金屬間隔物8 3的作爲連接構件之金屬製的螺栓 8〇’而被固定於蓋體3處。金屬間隔物83與蓋體3、以及金 屬間隔物83與金屬電極70 ’係成爲經由螺栓80而被作密著 。又’在蓋體3之下面與金屬電極70之下面的兩者處，被 -43- 201001480 開口有複數之氣體放出孔61’並成爲從貫通螺栓80之內部 的氣體流路75起而將氣體供給至金屬電極70下面的氣體放 出孔61處之構成。又，在同軸管35之內側導體36的內部’ 係被形成有冷媒通過之冷媒流路3 1。又’在介電質2 5上面 與蓋體3下面之間、以及在介電質25下面與金屬電極70上 面之間，係被設置有作爲密封構件之2個的Ο型環8 2。藉 由此，在如圖示一般而將容器本體2之上方經由蓋體3來閉 塞的狀態下，經由被配置在蓋體3之下面周邊部與容器本 體2之上面之間的0型環21，和被配置在介電質25上面與 蓋體3下面之間以及介電質25下面與金屬電極70上面之間 之2個的Ο型環82，而保持處理容器4內之氣密性。 就算是藉由此第4變形例之電漿處理裝置1，亦可使導 體表面波TM從介電質25之周圍而傳播至表面波傳播部5 1 處與金屬電極70之下面並使電漿P被激勵，而能夠享受到 與先前於圖1等之中所說明的電漿處理裝置1同樣之作用效 果。再加上，在此第4變形例之電漿處理裝置1中，從電漿 而流入至金屬電極7 0處之熱，由於係經由熱傳導性良好之 複數的金屬間隔物8 3、以及螺栓8 0，而傳導至蓋體3處， 因此能夠抑制金屬電極70之溫度上升。又，由於係成爲從 貫通螺栓8 0之內部的氣體流路7 5而供給氣體之構成，因此 ’相較於如同第2變形例一般之從貫通金屬棒45之內部的 氣體流路75來供給氣體的構成，金屬電極7〇之裝著脫離係 爲容易，而維修性係爲優異。且，亦能防止內側導體3 6之 溫度上升。進而’由於係藉由被設置在介電質25之上下面 -44- 201001480 之2個的0型環82，而以平坦面來作真空密封，因此，相 較於如同第2變形例一般之以曲面來作真空密封的情況， 金屬電極70之裝著脫離係爲容易，而維修性係爲優良。 另外，在金屬電極70之下面，係亦可設置用以反射導 體表面波之同心圓狀的溝（未圖示）。金屬電極70之中央 部，由於係集中有從金屬電極70之周圍而傳播而來的導體 表面波，因此，電漿密度係容易變高，但是，藉由如此這 般地在金屬電極70處設置同心圓狀之溝，而對傳播於其之 內側的導體表面波作抑制，能夠激勵更爲均一之電漿。 (第5變形例） 圖24，係爲展示在第5變形例中的電漿處理裝置1之槪 略性構成的縱剖面圖（圖25中之 Υ-Υ剖面）。圖25，係 爲展示在第5變形例中之電漿處理裝置1所具備的蓋體3之 下面圖（圖24中之Χ-Χ剖面）。 此第5變形例之電漿處理裝置1，係在蓋體3之上部， 將複數的矩形導波管90以使Ε面（狹壁面）向上的方式而 平行地等間隔作配置。在各別之矩形導波管90的下面，相 通於處理容器4之內部之4個的細縫（開口部），係以等間 隔而被開口，在細縫之內部，係被配置有例如由 αι2ο3所 成之介電質25。於細縫周圍，係在介電質25與蓋體3之間 ，被設置有Ο型環93，而保持處理容器4內之氣密性。 在矩形導波管90之內部，例如由鐵弗龍（登錄商標） 所成之2個的介電構件9 1、9 2，係空出有間隔地被作上下 -45- 201001480 配置。下方之介電構件92，係被固定於矩形導波管90處。 另一方面’在介電構件91之上面，係被連接有貫通矩形導 波管90之介電質棒94，經由使介電質棒94從矩形導波管90 之外部而作上下移動，而成爲能夠使介電構件91作上下移 動。在第5變形例之電漿處理裝置1中，係如此這般地藉由 介電構件91之上下方向的位置，而能夠對在矩形導波管90 內傳播之微波的管內波長作調整。接下來，針對此原理作 說明。 若是將介電質***至導波管之內部，則相較於中空之 情況時的管內波長XgO，管內波長Xg係變短。例如，在 將介電率比之介電質在導波管內無空隙地作了塡充時之管 內波長Kg，係成爲如次式（16 )所示。 [數式10] = ^g〇 / (16〉 當在導波管內之一部分***有介電質的情況時，係成 爲無空隙地作了塡充的情況時之管內波長、與中空的情況 時之管內波長，其兩者的中間之波長。又，就算是在*** 相同體積之介電質的情況中，相較於配置在導波管內之電 場爲弱之Η面端的情況，配置於導波管中之電場最強的Η 面（廣壁面）之中心線上時的波長係會變爲更短。如此這 般，在第5變形例之電漿處理裝置1中，係可藉由介電構件 9 1之上下方向的位置，而對管內波長作調整。另外，固定 -46 - 201001480 之介電構件92，係爲了確保導波模式之上下方向的對稱性 而被設置。 爲了激勵均一之電漿，係有必要從被設置在矩形導波 管90處之各個的細縫而放出相同強度之微波。藉由將細縫 之長度方向的間距設爲管內波長之1/2的整數倍（在本變 形例中係爲管內波長之1 /2倍），能夠從各個的細縫而放 出相同強度之微波。雖然一般而言，導波管之管內波長會 因爲細縫之阻抗而變化，但是，在本變形例中，藉由使用 上述之管內波長調節手段而使管內波長恆常與細縫間距之 2倍一致，就算是電漿激勵條件改變，亦能夠恆常激勵均 一之電漿。故而，能夠實現可對應於極爲廣泛之處理條件 的汎用性爲高之電漿處理裝置。 就算是藉由此第5變形例之電漿處理裝置1，亦可使導 體表面波TM從介電質25之周圍而傳播至表面波傳播部51 處並使電漿P被激勵，而能夠享受到與先前於圖1等之中 所說明的電漿處理裝置1同樣之作用效果。此第5變形例之 電漿處理裝置1，係可合適地被實施於將介電質在蓋體3之 下面作分割配置的 CMEP(Cellular Microwave Excitation Plasma)中。 (第6變形例） 圖26，係爲展示在第6變形例中的電漿處理裝置1之槪 略性構成的縱剖面圖（圖27中之 Y-Y剖面）。圖27，係 爲展示在第6變形例中之電漿處理裝置1所具備的蓋體3之 -47- 201001480 下面圖（圖26中之X-X剖面）。 此第6變形例之電漿處理裝置1，係在蓋體3之內部’ 內藏有例如由Al2〇3所成之圓盤狀的介電質25，並由被形 成在蓋體3之下面的複數之細縫95，而使介電質25之下面 部分性地露出於處理容器4內之構成。細縫95，係被設置 在相對於同軸管內部導體3 6之中心軸而於同心圓上成點對 稱的位置處，並成爲從各個的細縫95而被放出有相同強度 之微波。蓋體3之下面，係成爲輻射狀狹縫天線（RLSA)。 此第6變形例之電漿處理裝置1，係藉由以溝5 0來將複數之 細縫9 5槪括地包圍，而在1個的表面波傳播部5 1內，於複 數場所處而使介電質2 5之下面露出。進而，此第6變形例 之電漿處理裝置1，係在被包圍於複數之細縫95中的區域 處，被設置有以同心圓狀之溝5 0所包圍之表面波非傳播部 96 = 就算是藉由此第6變形例之電漿處理裝置1，亦可使導 體表面波TM從露出於處理容器4內之介電質25之周圍而 傳播至表面波傳播部5 1處並使電漿P被激勵，而能夠享受 到與先前於圖1等之中所說明的電漿處理裝置1同樣之作用 效果。進而，在此第6變形例之電漿處理裝置1中，由於在 表面波傳播部51之中央處，係被設置有以溝50來包圍之表 面波非傳播部96，因此係能夠防止電漿集中產生於處理容 器4內的中央附近的事態。如此這般，利用形成於蓋體3 2 之下面的溝50、50’ ' 50” ’而成爲能夠對在處理容器內所 產生之電漿P的區域作任意控制。 -48- 201001480 (第7變形例） 圖28，係爲展示在第7變形例中的電漿處理裝置1之槪 略性構成的縱剖面圖（圖29中之 Y-Y剖面）。圖29 ’係 爲展示在第7變形例中之電漿處理裝置1所具備的蓋體3之 下面圖（圖28中之X-X剖面）。 此第7變形例之電漿處理裝置1，係使被配置在形成於 蓋體3之內部的導波管74之下面的例如由 Al2〇3所成之介 電質25的下面，在處理容器4之內部露出。此第7變形例之 電漿處理裝置1，係藉由以溝50來將複數之介電質25槪括 地包圍，而在1個的表面波傳播部51內，於複數場所處而 使介電質25之下面露出。又，在表面波傳播部51之中央處 ，係被設置有以溝50”所包圍之表面波非傳播部96。就算 是藉由此第7變形例之電漿處理裝置1，亦能夠享受到與先 前所說明之第6變形例之電漿處理裝置1爲相同之作用效果 〇 (第8變形例） 圖3 0，係爲展示在第8變形例中的電漿處理裝置1之槪 略性構成的縱剖面圖。圖3 1，係爲圖3 0之A-A剖面圖。 在本變形例中，同軸管3 5以下之構造，係與在圖1 4等中所 展示之第1變形例幾乎相同。4根的分歧同軸管1 〇 1，係於 紙面之垂直方向而以Xg (分歧同軸管101之管內波長）之 間隔來作等間隔配置。在各別之分歧同軸管1 0 1處’ 4根之 同軸管35係以kg之間隔而等間隔地被連接。在同軸管35 之下方，由於係經由將微波作4分歧之分配導波管74而被 -49- 201001480 設置有金屬棒45，因此’金屬棒45、以及金屬電極70之縱 橫的間距，係成爲λ§/2。 在分歧導波管1 0 1之中央部與分歧導波管1 0 0之間，係 被設置有同軸管38。分歧導波管100 ’係將從微波源（未 圖示）所供給之微波，藉由2段之Τ分歧電路來作4分歧的 競賽（tournament)方式之分歧。經由分歧導波管1〇〇而被均 等地作了分配之微波，係通過同軸管38、分歧同軸管101 、同軸管35、分配導波管74、金屬棒45、介電質板25 ’而 被供給至電槳處。此時，在分歧同軸管101處’由於係將 同軸管3 5以Xg/2之整數倍（於此係爲2倍）的間隔來作連 接，因此，被供給至各別之同軸管3 5處的微波之電力以及 相位係成爲相等，而成爲能夠激勵均一之電漿。 就算是藉由此第8變形例之電漿處理裝置1，亦能夠享 受到與先前所說明之第1變形例之電漿處理裝置1爲相同之 作用效果。進而，藉由分歧導波管100、分歧同軸管101以 及分配導波管74，而構成可將微波作均等分配的多段之分 配器，並藉由增加分歧數，而成爲就算是對於超過2m平 方之大面積基板’亦能夠柔軟地作對應。 「頻率之限定」 由先前所示之圖7，可以得知，若是頻率下降，則衰 減量係減小。此係可如下述一般而作說明。若依據式（1 )’則若是頻率下降，則可以得知電漿P之介電率的實部 '係於負方向變大，而電漿阻抗係變小。故而，被施加於 -50- 201001480 電漿處之微波電場’相較於被施加於鞘處之微波電場，係 變爲較弱’而在電漿中之微波的損失係變爲較小，因此， 導體表面波TM之衰減量係變小。 當欲將導體表面波利用於電漿之產生中的情況時，若 是作爲微波之頻率而選擇並不太高的頻率，則由於導體表 面波係不會傳播至必要之場所，因此，無法產生均一之電 漿。在大面積基板用之電漿處理裝置中，爲了估算出實質 上係需要何種程度之頻率才能夠得到均一之電漿，首先， 係在圖30所示之第8變形例中的代表性之電漿處理裝置1處 ，求取出導體表面波所必須作傳播之距離。本變形例，係 在將導體表面波利用於電漿之產生中的實性用之大面積基 板用的電漿處理裝置中，能夠使導體表面波之傳播距離變 爲最短，而能夠以更高之頻率來得到均一之電漿的型態。 如同圖30、31所示一般，當將分歧同軸管101之管內 波長設爲Xg時，一邊之長度爲Xg/4的矩形之複數的介電 質25，係以Xg/2之間隔而縱橫地被作等間隔配置。另外， 當分歧同軸管1 〇 1之內部導體與外部導體間係爲中空的情 況時，管內波長Xg係與自由空間之波長爲一致。例如’ 在915MHz下，係成爲Xg=328mm。以於橫方向8列、於 與紙面垂直之方向8列的方式，而將合計64枚之介電質25 ，經由相較於介電質25而外形僅些許較小之金屬電極’ 來以密著於蓋體3之下面的方式而作保持。在蓋體3之下面 ，係以將各介電質2 5作包圍之方式，而將溝5 〇以棋盤格子 狀來作設置，並區劃表面波傳播部5 1。 -51 - 201001480 透過金屬棒4 5而被供給之微波，係在介電質2 5中作傳 播，並進而從介電質25之周圍而成爲導體表面波，並沿著 蓋體3之下面以及金屬電極70之表面而一面激勵電漿一面 作傳播。 如同圖3 1所示一般，可以得知，必須不使導體表面波 TM有大幅衰減地（< 6dB)進行傳播的最長距離，係成爲 λ g / 2 / 8。當假設傳播了此距離後係衰減爲6 d B的情況時 ，其每1 m之篩檢量’係藉由圖7之圖表的虛線而作展示。 若是衰減量爲較此値更小，則能夠在表面波傳播部5 1之全 體處激勵均一之電漿P。其條件係如下所述：表面波傳播 部5 1之表面附近的電子密度：4 X 1 0 1 1 cnT3、電子溫度： 2eV、鞘電壓：24V、壓力：13.3Pa、氣體：Ar。 依據圖7之圖表，可以得知實線與虛線相交叉的頻率 係爲2〇7〇MHz。若是頻率較此更高，則導體表面波TM之 衰減係爲大，而無法到達表面波傳播部51之全體，因此， 無法激勵均一之電漿P。爲了使用導體表面波TM而激勵 均一之電漿P’係有必要多少保留一些空間而選擇2GHz 以下之頻率。 (第9變形例） 圖32’係展示在第9變形例中的電漿處理裝置1之槪略 性構成的縱剖面圖（圖33中之D-O’-0-E剖面）。圖33， 係爲圖32之A-A剖面圖。圖34，係爲在此實施型態中所 使用之介電質25的平面圖。在蓋體3之下面，係被安裝有4 -52- 201001480 個的例如由 Al2〇3所成之介電質25。作爲介電質25，例如 係亦可使用氟樹脂、石英等之介電材料。如圖34所示一般 ，介電質25，係被構成爲正方形之板狀。在介電質25之四 角隅，由於係被形成有相對於對角線而作直角切割之平坦 部150，因此，嚴密上，介電質25係爲8角形。然而，相較 於介電質25之寬幅L，平坦部150之長度Μ係爲充分短， 而介電質25係可實質上地視爲正方形。 如圖3 3所示一般，此些之4個的介電質25，係以使彼 此之頂角（彼此之平坦部26 )相鄰接的方式而被配置。又 ，對於相鄰接之介電質25彼此，在連結中心點〇’的線L’ 上，將各介電質25之頂角相鄰接地作配置。藉由如此這般 地將4個的介電質25以使彼此之頂角相鄰接、且對於相鄰 接之介電質2 5彼此，在連結中心點Ο ’的線L ’上，將各介 電質25之頂角相鄰接的方式而作配置，在被4個的介電質 25所包圍之蓋體3的下面中央，係形成正方形之區域S。 在各介電質25之下面，係被安裝有金屬電極151。金 屬電極1 5 1，係由具備有導電性之材料、例如由鋁合金所 成。介電質25相同的，金屬電極151，係亦被構成爲正方 形之板狀。另外，在本案說明書中，係將此種之被安裝於 各介電質25的下面之板狀的金屬構件，稱爲「金屬電極」 。但是，金屬電極1 5 1之寬幅Ν，相較於介電質2 5之寬幅 L，係爲些許短。故而，若是從處理容器之內部視之，則 係成爲在金屬電極1 5 1之周圍而以展現出正方形之輪廓的 方式來露出有介電質25之周邊部的狀態。而，若是從處理 -53- 201001480 容器4之內部視之，則經由介電質2 5之周邊部所形成的正 方形之輪廓的頂角係彼此相鄰接地被配置。 介電質2 5以及金屬電極1 5 1，係經由螺絲等之連接構 件152，來安裝於蓋體3之下面。露出於處理容器之內部的 連接構件30之下面，係成爲與金屬電極151之下面爲相同 面。另外’連接構件30之下面31，係並不一定需要與金屬 電極27之下面爲相同面。在對於介電質25之連接構件152 的貫通場所，係被配置有環狀之間隔物1 5 3。在此間隔物 1 5 3之上，係被配置有波形墊片等之彈性構件1 5 3 ’，而成 爲在介電質25之上下面不存在有空隙之狀態。若是在介電 質25之上下面存在有不被控制之空隙，則在介電質25所傳 播之微波的波長係成爲不安定，而全體之電漿的均一性係 惡化，或是對微波輸入側而言之負載阻抗係成爲不安定。 又，若是空隙大，則亦會產生放電。爲了將介電質25以及 金屬電極1 5 1密著於蓋體3之下面且藉由連接部而確實地使 其作電性、熱性接觸，係有必要於連接部使用具有彈性之 構件。彈性構件1 53 ’，例如，係亦可爲波形墊片、彈簧墊 片、盤狀彈簧、遮蔽螺旋（shield sprial)等。其材質，係 有不鏽鋼、鋁合金等。連接構件1 5 2，係藉由導電性之金 屬等所構成，金屬電極15 1，係經由連接構件152而被電性 連接於蓋體3之下面，並成爲被作電性接地之狀態。連接 構件1 52，例如，係在被構成爲四角形之金屬電極1 5 1的對 角線上被作4場所之配置。 連接構件152之上端，係突出於被形成在蓋體3之內部 -54- 201001480 的空間部1 55處。在如此這般而突出於空間部1 55處的連接 構件152之上端，係經由由波狀墊片所成之彈性構件35， 而被安裝有螺帽3 6。藉由此彈性構件3 5之彈性，介電質2 5 以及金屬電極27，係以密著於蓋體3之下面的方式而被施 加有力。若是在介電質25之上下面存在有不被控制之空隙 ，則在介電質2 5所傳播之微波的波長係成爲不安定，而全 體之電漿的均一性係惡化，或是對微波輸入側而言之負載 阻抗係成爲不安定。又，若是空隙大，則亦會產生放電。 爲了將介電質25以及金屬電極151密著於蓋體3之下面且藉 由連接部而確實地使其作電性、熱性接觸，係有必要於連 接部使用具有彈性之構件。彈性構件1 5 2，例如，係亦可 爲波形墊片、彈簧墊片 '盤狀彈簧、遮蔽螺旋（shield s p r i a 1)等。其材質’係有不鎌鋼、銘合金等。於此情況， 相對於蓋體3之下面的介電質25以及金屬電極151之密著力 的調整，係經由螺帽3 6之調整而容易地被進行。 在蓋體3下面與介電質25上面之間，係被配置有作爲 密封構件之〇型環3 0。0型環3 7 ’例如係爲金屬0型環 。經由此〇型環30，處理容器4之內部氣體環境，係被與 同軸管35之內部氣體環境相互遮斷’而處理容器4之內部 與外部的氣體環境係被分隔。 在連接構件1 5 2之中心部處’係被設置有縱方向之氣 體流路160 ’在介電質25與金屬電極151之間’係被設置有 橫方向之氣體流路1 6 1。在金屬電極1 5 1之下面’係被分散 開口有複數之氣體放出孔152 °從氣體供給源60通過氣體 -55- 201001480 配管55而被供給至蓋體3之內的空間部155處之特定氣體’ 係成爲通過氣體流路160、161以及氣體放出孔162而被朝 向處理容器4之內部作分散供給。 在被4個的介電質25所包圍之蓋體3的下面中央之區域 S處，係被安裝有金屬蓋165。此金屬蓋165全體，係爲由 具備有導電性之材料、例如由鋁合金所成，並與蓋體3之 下面電性連接’而成爲被作電性接地的狀態。金屬蓋1 6 5 ，係與金屬電極151相同的，被構成爲寬幅N之正方形之 板狀。 金屬蓋165，係具備有介電質25與金屬電極151之合計 厚度左右的厚度。因此金屬蓋165之下面與金屬電極151之 下面，係成爲相同面。 金屬蓋1 65，係經由螺絲等之連接構件1 66，來安裝於 蓋體3之下面。露出於處理容器之內部的連接構件166之下 面，係成爲與金屬蓋165之下面爲相同面。另外，連接構 件166之下面167，係並不一定需要與金屬蓋165之下面爲 相同面。連接構件166，例如，係在被構成爲四角形之金 屬蓋1 65的對角線上被作4場所之配置。爲了將氣體放出孔 1 7 2作均等的配置，介電質2 5之中心與連接構件1 6 6之中心 間的距離，係設定爲相鄰之介電質2 5的中心間之距離L ’ 的 1/4。 連接構件1 66之上端’係突出於被形成在蓋體3之內部 的空間部1 5 5處。在如此這般而突出於空間部1 5 5處的連接 構件1 6 6之上端，係經由彈簧墊片' 波狀墊片等之彈性構 -56- 201001480 件1 68，而被安裝有螺帽1 69。藉由此彈性構件1 68之彈性 ，金屬蓋165，係以密著於蓋體3之下面的方式而被施加有 力。 在連接構件166之中心部處，係被設置有縱方向之氣 體流路170，在蓋體3下面與金屬蓋165之間，係被設置有 橫方向之氣體流路171。在金屬蓋165之下面，係被分散開 口有複數之氣體放出孔172。從氣體供給源60通過氣體配 管5 5而被供給至蓋體3之內的空間部1 5 5處之特定氣體’係 成爲通過氣體流路170、171以及氣體放出孔172而被朝向 處理容器4之內部作分散供給。 在蓋體3之下面，於4個的介電質151之外側的區域處 ，係被安裝有側蓋1 75。此側蓋1 75 ’係爲由具備有導電性 之材料、例如由銘合金所成，並與蓋體3之下面電性連接 ，而成爲被作電性接地的狀態。側蓋1 75，係亦具備有介 電質25與金屬電極151之合計厚度左右的厚度。因此，側 蓋175之下面，係與金屬蓋165之下面以及金屬電極151之 下面成爲相同面。 在側蓋175之下面，係被設置有以包圍4個的介電質25 之方式而被配置之2重的溝50，在藉由此2重之溝50而區劃 出的內側之區域中，於側蓋1 7 5處，係被形成有4個的側蓋 內側部分1 78。此些之側蓋內側部分1 78，當從處理容器4 之內部而視之的狀態下時，係具備有與將金屬蓋1 65藉由 對角線來2等分後之直角等腰三角形爲幾乎相同的形狀。 但是，側蓋內側部分1 7 8之等腰三角形的高，相較於將金 -57- 201001480 屬蓋1 65以對角線而2等分後之之等腰三角形的高，係變得 些許（導體表面波之波長的1 / 4程度）長。此係因爲，對 於導體表面波而言之等腰三角形的底邊部處的電性之邊界 條件，於上述兩者中係爲相異之故。 又，在本實施型態中，溝50’若是從處理容器內部視 之則係成爲8角形之形狀，但是’係亦可爲4角形之形狀。 如此一來，在4角形之溝5 0之角與介電質2 5之間，亦被形 成有相同之直角等腰三角形的區域。又，在藉由溝50所區 劃之外側的區域中，於側蓋1 7 5處，係被形成有將蓋體3下 面之周圍邊緣部作覆蓋之側蓋外側部分1 79。 如後述一般，在電漿處理中，從微波供給裝置34而被 傳播至各介電質25處的微波，係從露出於蓋體3之下面的 介電質25之周圍，而沿著金屬蓋165之下面、金屬電極151 之下面以及側蓋內側部分1 78之下面而被作傳播。此時’ 溝5 0，係作爲使沿著側蓋內側部分1 7 8之下面而被作傳播 的微波（導體表面波）不會超過溝5 0而被傳播至外側（側 蓋外側部分1 79 )的傳播障礙部來起作用。故而，在本實 施型態中，在蓋體3之下面處的身爲藉由溝5〇所包圍之區 域的金屬蓋體165之下面、金屬電極151之下面以及側蓋內 側部分1 78之下面，係成爲表面波傳播部5 1。 側蓋1 75，係經由螺絲等之連接構件1 80，來安裝於蓋 體3之下面。露出於處理容器之內部的連接構件180之下面 ，係成爲與側蓋1 7 5之下面爲相同面。另外，連接構件1 8 0 之下面，係並不一定需要與側蓋175之下面爲相同面。 -58- 201001480 連接構件180之上端，係突出於被形成在蓋體3之內部 的空間部155處。在如此這般而突出於空間部155處的連接 構件1 80之上端，係經由彈簧墊片、波狀墊片等之彈性構 件1 8 1，而被安裝有螺帽1 82。藉由此彈性構件1 8 1之彈性 ，側蓋1 75，係以密著於蓋體3之下面的方式而被施加有力 〇 在連接構件1 8 0之中心部處，係被設置有縱方向之氣 體流路1 85，在蓋體3下面與側蓋1 75之間，係被設置有橫 方向之氣體流路186。在側蓋175之下面，係被分散開口有 複數之氣體放出孔187。從氣體供給源60通過氣體配管55 而被供給至蓋體3之內的空間部1 5 5處之特定氣體，係成爲 通過氣體流路185、186以及氣體放出孔187而被朝向處理 容器4之內部作分散供給。 在金屬棒45之上端，係經由支柱191，而被施加有被 設置於蓋體3之上部的彈簧190之推壓力。金屬棒45之下端 ，係抵接於被安裝在蓋體3之下面的介電質25之上面中央 。於介電質25之上面中央，係被形成有承受金屬棒45之下 端的凹部192。經由彈簧190之推壓力，金屬棒45，係在將 下端***於介電質25上面中央之凹部192處的狀態下’並 不貫通介電質25地從上方而被作推壓。支柱191 ’係由鐵 氟龍（登錄商標）等之絕緣體所成。另外，若是設置凹部 1 9 2，則能夠抑制從微波輸入側所視時之反射’但是’亦 可並不作設置。另外，在支持座之周圍，於處理容器4 之內部，亦被設置有用以將氣體之流動控制在理想之狀態 -59- 201001480 下的擋板1 9 5。 若藉由如同上述一般所構成之第9變形例的電漿處理 裝置1，則在電槳處理中，從被配置在蓋體3下面全體處之 各氣體放出孔162、172、187，能夠對於基板G之處理面 全體而以如同噴淋板一般之狀態來將特定之氣體均一地作 供給，而成爲能夠對被載置於支持座1 〇上之基板G的表 面全體而無所遺漏地將特定之氣體作供給。 而後，在如此這般地將特定之氣體供給至處理容器2 內的同時，經由加熱器12來將基板G加熱至特定之溫度 。又，將藉由微波供給裝置34所產生之例如915MHz的微 波，通過同軸管35、分歧板40以及電極棒45來傳播至各介 電質25中。而後，透過了各介電質25之微波，係以導體表 面波之狀態，而沿著身爲表面波傳播部5 1之金屬蓋1 6 5之 下面、金屬電極1 5 1之下面以及側蓋內側部分1 7 8之下面而 作傳播。 於此，圖3 5，係爲對在身爲表面波傳播部5 1之金屬蓋 1 6 5之下面、金屬電極1 5 1之下面以及側蓋內側部分1 7 8之 下面的導體表面波作傳播之狀態作說明的說明圖。在電漿 處理中，導體表面波（微波）TM，係透過在蓋體3之下面 處而露出爲格子狀之介電質25，而沿著金屬蓋165之下面 、金屬電極1 5 1之下面以及側蓋內側部分1 7 8之下面而被作 傳播。於此情況，金屬蓋1 65與金屬電極1 5 1，係兩者均爲 面積幾乎相等的正方形’又’金屬蓋165與金屬電極151， 係兩者均爲藉由露出於處理容器4內之介電質25的部分（ -60- 201001480 周邊部）而使四邊被作包圍的狀態。故而，對於金屬蓋 165與金屬電極151，透過了介電質25之導體表面波TM， 係以幾乎相等的狀態而被傳播。其結果，在金屬蓋4 5之下 面與金屬電極27之下面，係能夠於全體處以均一之條件來 藉由微波之功率而使電漿產生。 另一方面，相對於金屬蓋165與金屬電極151係成爲藉 由露出於處理容器4內之介電質25之部分（周邊部）而使4 邊被包圍的狀態，側蓋內側部分1 7 8，係成爲僅有2邊爲藉 由露出於處理容器4內之介電質25之部分而被包圍的狀態 。故而，相較於金屬蓋1 6 5以及金屬電極1 5 1，對於側蓋內 側部分1 7 8之下面，導體表面波TM係僅以約一半程度的 功率而作傳播。然而，側蓋內側部分1 7 8，係爲與將金屬 蓋165藉由對角線而二等分後之直角等腰三角形幾乎相同 的形狀，側蓋內側部分178之面積，係爲金屬蓋165與金屬 電極1 5 1之面積的幾乎一半。因此，在側蓋內側部分1 7 8之 下面處，係可藉由與金屬蓋165之下面以及金屬電極151之 下面爲相同之條件而使電漿產生。 又，若是以露出於處理容器4內之介電質25之部分（ 周邊部）爲中心而作考慮，則除了一部份之外，係如圖3 5 所示一般，在露出於處理容器4內之介電質25之部分的兩 側處，係左右對稱地被形成有藉由同樣的直角等腰三角形 而表現之表面波傳播部部分a。故而，對於表面波傳播部 部分a，係兩者均可藉由相等之條件而使導體表面波TM 從露出於處理容器4內之介電質25之部分而作傳播。其結 -61 - 201001480 果，在表面波傳播部之全體（亦即是，金屬蓋165之下面 、金屬電極1 5 1之下面、以及側蓋內側部分1 78之下面全體 )，係能夠以均一之條件來藉由微波之功率而使電漿產生 〇 進而，在此電漿處理裝置1中，係如上所述一般’藉 由在露出於處理容器4之內部的金屬蓋165之下面、金屬電 極151之下面、以及側蓋175之下面的全體處’細緻地分布 設置氣體放出孔162、172、187，而能夠對被載置於支持 座10上之基板G的表面全體而將特定之氣體無所遺漏地 作供給。因此，在身爲表面波傳播部51之金屬蓋165之下 面、金屬電極1 5 1之下面以及側蓋內側部分1 78之下面全體 ，係能夠以均一之條件來藉由微波之功率而使電漿產生’ 藉由此，成爲能夠對基板G之處理面全體施加更爲均一 之電漿處理。 (介電質25之厚度） 在此第9變形例之電漿處理裝置1中，介電質25以及金 屬電極151，雖係經由連接構件152而被安裝於蓋體3之下 面，但是，在將金屬電極1 5 1與蓋體3作電性連接之連接構 件1 5 2的周邊處，係並無法將微波傳播至介電質2 5中。從 連接構件152之周邊脫離之微波’雖會藉由回折之效果而 某種程度的繞回至介電質25之角部處，但是，介電質25之 角部的微波電場強度，係有相較於其他之部分而變得更弱 的傾向。若是變得過弱，則電漿之均一性係會惡化。 -62 - 201001480 於圖36中，展示藉由電磁場模擬所求取出之鞘中的微 波電場的駐波分布。介電質25之材質，係爲氧化鋁。電漿 中之電子密度係爲SxloHcm·3，壓力係爲13.3Pa。另外， 如圖36所示一般，將以一枚之金屬電極151爲中心、並包 含有將相鄰接之金屬蓋1 65的中心點作爲頂點的區域（或 者是，與此將相鄰接之金屬蓋1 6 5的中心點作爲頂點的區 域具備有同樣之功能，而將側蓋內側部分1 78作了二等分 後之區域）之單元，稱爲「胞」。所想定之胞，係爲一邊 之長度爲1 64mm之正方形。在胞之中央處，係以相對於 胞而作了 4 5 °旋轉的狀態，而存在有介電質2 5。電場爲強 之部分，係被作明亮顯示。可以得知：在金屬電極1 5 1之 下面、金屬蓋1 65、側蓋內側部分1 78之下面，係規則性地 產生有對稱之2維的駐波。此雖係爲藉由模擬所求得之結 果，但是，若是實際的產生電漿並對電漿作觀察’則可以 得知係得到有完全相同之分布。 於圖37中，展示當將介電質25之厚度從3mm而一直 改變至6mm爲止時之在圖36的直線A-B處之鞘中的微波 電場強度分布。縱軸，係藉由在直線A-B處之最大電場 強度而作了正規化。可以得知，中央與端部（金屬蓋角部 )，係成爲駐波之波腹的位置，而於其之間’係爲波節之 位置。雖然係期望在中央與端部處之電場強度槪略成爲相 等，但是係可以得知，端部處係爲較弱。 於圖3 8中，將如此這般所求取出之金屬蓋角部的正規 化電場強度作展示。可以得知：當介電質2 5之厚度係爲 -63- 201001480 3mm時’電場強度係爲93 %，但是，若是介電質25之厚度 變厚，則係會減少，在6mm時，係成爲66%。若是考慮電 漿之均一性’則係期望金屬電極i 5丨下面之角部與金屬蓋 1 65之角部的正規化電場強度成爲70%以上，更理想係成 爲80°/。以上。由圖38，可以得知，爲了使正規化電場強度 成爲70%以上，係有必要使介電質25之厚度成爲4.lnlm以 下，爲了使其成爲80%以上，係有必要使厚度成爲5.1mm 以下。 藉由在介電質25中作傳播之微波的繞射而到達介電質 25處之微波的強度，係不僅是依存於介電質25之厚度，而 亦依存於從身爲傳播障礙物之連接構件1 52起直到介電質 25爲止之距離。此距離越長，則到達介電質25處之微波的 強度係變得越強。連接構件30與介電質25角部間相距之距 離，係槪略與介電質25之中心間的距離（胞之節距）成比 例。故而，係成爲只要相對於介電質25之中心間的距離而 將介電質25之厚度設定爲一定値以下即可。由於在圖36中 之胞的節距係爲1 64mm，因此，爲了使正規化電場強度成 爲70%以上，只要將介電質25之厚度設爲介電質25之中心 間的距離之1/29以下即可；爲了使其成爲80%以上’只要 將其設爲1/40以下即可。 (處理容器4內之介電質25的露出部分之面積） 在介電質2 5中而傳播至介電質2 5之端部處的微波，係 在鄰接於介電質25之金屬表面上（亦即是’金屬蓋165之 -64- 201001480 下面、金屬電極1 5 1之下面、以及側蓋內側部分1 7 8之下面 )作爲導體表面波而傳播。此時，如圖3 5中所示一般’若 是將在露出於處理容器4內之介電質25的部分之兩側處所 形成之2個的表面波傳播部部分a設爲對稱之形狀’同時 將微波之能量在此些之2個的表面波傳播部部分a處作等 量之分配，則在2個的表面波傳播部部分a處，係被激勵 有密度以及分布爲相等之電漿，作爲表面波傳播部全體， 係容易得到均一之電漿。 另一方面，在介電質25之露出於處理容器4內的部分 處，亦係藉由介電質表面波而被激勵有電漿。介電質表面 波，係對介電質2 5與電漿之兩者施加有微波電場，相對於 此，導體表面波，由於係僅對電漿而施加有微波電場，因 此，一般而言，導體表面波之施加於電漿的微波電場係變 爲較強。故而，在身爲金屬表面之表面波傳播部（亦即是 ，金屬蓋1 6 5之下面、金屬電極1 5 1之下面、以及側蓋內側 部分178之下面）處，係被激勵有相較於介電質25之表面 而密度爲更高之電漿。 若是介電質25之露出部分的面積，相較於表面波傳播 部部分a之面積係爲充分小，則藉由電漿之擴散，在基板 G之周邊處，係可得到均一之電漿。但是，若是介電質25 之露出部分的面積，係爲較單方之表面波傳播部部分a的 面積爲更大，亦即是，以表面波傳播部全體來看，若是介 電質25之露出部分的合計面積，爲較表面波傳播部之面積 的1/2更大，則不僅是容易成爲不均一之電漿，且電力集 -65- 201001480 中在面積微小之表面波傳播部處並產生異常放電或是發生 濺鍍的可能性亦係變高。故而，係以將介電質25之露出部 分的合計面積之面積設爲表面波傳播部之面積的1 /2以下 、更理想係以設爲1 /5以下爲佳。 (第10變形例） 圖39，係爲在第10變形例中之電漿處理裝置1的蓋體3 之下面圖。此變形例1 0之電漿處理裝置1，在蓋體3之下面 ，係被安裝有8個的例如由A120 3所成之介電質25°與第9 變形例同樣的，如同圖39所示一般，各介電質25係爲可實 質上地視爲正方形之板狀。各介電質2 5，係以使相互之頂 角彼此相鄰接的方式而被作配置。又，對於相鄰接之介電 質25彼此，在連結中心點0’的線L’上，將各介電質25之 頂角相鄰接地作配置。藉由如此這般地將8個的介電質2 5 以使彼此之頂角相鄰接、且對於相鄰接之介電質25彼此， 在連結中心點〇’的線L’上，將各介電質25之頂角相鄰接 的方式而作配置，在蓋體3的下面中央，係被形成有3處之 被4個的介電質25所包圍之正方形的區域S。 在各介電質25之下面，係被安裝有金屬電極151。金 屬電極1 5 1，係由具備有導電性之材料、例如由鋁合金所 成。與介電質25相同的，金屬電極151，係亦被構成爲正 方形之板狀。但是，金屬電極151之寬幅N，相較於介電 質25之寬幅L，係爲些許短。故而，若是從處理容器4之 內部視之，則係成爲在金屬電極1 5 1之周圍而以展現出正 -66- 201001480 方形之輪廓的方式來露出有介電質25之周邊部的狀態。而 ，若是從處理容器4之內部視之，則經由介電質2 5之周邊 部所形成的正方形之輪廓的頂角係彼此相鄰接地被配置。 介電質2 5以及金屬電極1 5 1，係經由螺絲等之連接構 件1 5 2，來安裝於蓋體3之下面。金屬電極1 5 1，係經由連 接構件1 5 2，而被電性連接於蓋體3之下面，並成爲被作電 性接地之狀態。在金屬電極1 5 1之下面，係被分散開口有 複數之氣體放出孔42。 在盍體3之下面的各區域S處，係被安裝有金屬蓋165 。各金屬蓋1 6 5，係爲由具備有導電性之材料、例如由鋁 合金所成，並與蓋體3之下面電性連接，而成爲被作電性 接地的狀態。金屬蓋1 6 5，係與金屬電極1 5 1相同的，被構 成爲寬幅N之正方形之板狀。 金屬蓋165，係具備有介電質25與金屬電極151之合計 厚度左右的厚度。因此金屬蓋165之下面與金屬電極151之 下面，係成爲相同面。 金屬蓋1 6 5，係經由螺絲等之連接構件1 6 6，來安裝於 蓋體3之下面。在金屬蓋165之下面，係被分散開口有複數 之氣體放出孔1 7 2。 在蓋體3之下面，於8個的介電質25之外側的區域處， 係被安裝有側蓋1 75。此側蓋1 75，係爲由具備有導電性之 材料、例如由鋁合金所成，並與蓋體3之下面電性連接， 而成爲被作電性接地的狀態。側蓋1 75，係亦具備有介電 質25與金屬電極151之合計厚度左右的厚度。因此，側蓋 -67- 201001480 175之下面，係與金屬蓋165之下面以及金屬電極151之下 面成爲相同面。 在側蓋175之下面，係被連續地設置有以包圍8個的介 電質25之方式而被配置之溝50，在藉由此溝5〇而區劃出的 內側之區域中，於側蓋1 7 5處，係被形成有8個的側蓋內側 部分1 7 8。此些之側蓋內側部分1 7 8，當從處理容器4之內 部而視之的狀態下時，係具備有與將金屬蓋1 6 5藉由對角 線來2等分後之直角等腰三角形爲幾乎相同的形狀。但是 ，側蓋內側部分1 7 8之等腰三角形的高’相較於將金屬蓋 1 65以對角線而2等分後之等腰三角形的高，係變得些許（ 導體表面波之波長的1 /4程度）長。此係因爲’對於導體 表面波而言之等腰三角形的底邊部處的電性之邊界條件’ 於上述兩者中係爲相異之故。 又，在本實施型態中，溝5 0，若是從處理容器內部視 之則係成爲8角形之形狀，但是，係亦可爲4角形之形狀。 如此一來，在4角形之溝50之角與介電質25之間’亦被形 成有相同之直角等腰三角形的區域。又，在藉由溝50所區 劃之外側的區域中，於側蓋1 7 5處，係被形成有將蓋體3下 面之周圍邊緣部作覆蓋之側蓋外側部分1 79 ° 在電漿處理中，從微波供給裝置34而被傳播至各介電 質25處的微波，係從露出於蓋體3之下面的介電質25之周 圍，而沿著金屬蓋165之下面、金屬電極151之下面以及側 蓋內側部分178之下面而被作傳播，在蓋體3之下面處’身 爲藉由溝50而被包圍之區域的金屬蓋體165之下面、金屬 -68- 201001480 電極1 5 1之下面、以及側蓋內側部分1 7 8之下面，係成爲表 面波傳播部。 側蓋1 75，係經由螺絲等之連接構件1 80，來安裝於蓋 體3之下面。在側蓋175之下面，係被分散開口有複數之氣 體放出孔1 8 7。 就算是藉由此第10變形例之電漿處理裝置1，藉由在 身爲表面波傳播部之金屬蓋165之下面、金屬電極151之下 面以及側蓋內側部分1 7 8之下面全體處，以均一之條件來 藉由微波之功率而使電漿產生，亦成爲能夠對基板G之 處理面全體施加更爲均一之電漿處理。被安裝於蓋體3之 下面的介電質25之枚數以及配置，係可任意作變更。 (第1 1變形例） 圖40，係展示在第1 1變形例中的電漿處理裝置1之槪 略性構成的縱剖面圖（圖4 1中之D - Ο ’ - Ο - E剖面）。圖4 1 ，係爲圖40之A-A剖面圖。此第1 1變形例之電漿處理裝 置1，在蓋體3之下面，係被安裝有8個的例如由 A1203所 成之介電質25。與先前同樣的，各介電質25係爲可實質上 視爲正方形之板狀。各介電質25，係以使相互之頂角彼此 相鄰接的方式而被作配置。又，對於相鄰接之介電質2 5彼 此，在連結中心點〇 ’的線L ’上，將各介電質2 5之頂角相 鄰接地作配置。藉由如此這般地將8個的介電質2 5以使彼 此之頂角相鄰接、且對於相鄰接之介電質25彼此，在連結 中心點0’的線L’上，將各介電質25之頂角相鄰接的方式 -69- 201001480 而作配置’在蓋體3的下面中央，係被形成有3處之被4個 的介電質25所包圍之正方形的區域s。 在各介電質25之下1面，係被安裝有金屬電極151。金 屬電極1 5 1，係由具備有導電性之材料、例如由鋁合金所 成。與介電質25相同的，金屬電極151，係亦被構成爲正 方形之板狀。但是，金屬電極151之寬幅N，相較於介電 質25之寬幅L，係爲些許短。故而，若是從處理容器4之 內部視之，則係成爲在金屬電極1 5 1之周圍而以展現出正 方形之輪廓的方式來露出有介電質25之周邊部的狀態。而 ，若是從處理容器4之內部視之，則經由介電質2 5之周邊 部所形成的正方形之輪廓的頂角係彼此相鄰接地被配置。 介電質25以及金屬電極1 5 1，係經由螺絲等之連接構 件152，來安裝於蓋體3之下面。在此實施型態中，金屬棒 45之下端係貫通介電質25，金屬棒45之下端係成爲與金屬 電極151之上面相接觸的狀態。又’以將金屬棒45之下端 與金屬電極51之上面間的連接部作包圍之方式’而在介电 質25下面與金屬電極151上面之間’被配置有作爲密封構 件之〇型環3 0，。金屬電極1 5 1 ’係經由連接構件1 5 2 ’而 被連接於蓋體3之下面，並成爲被作電性接地之狀態。 在此實施型態中，在蓋體3之下面的各區域s、以及 在8個的介電質25之外側的區域處’蓋體之下面係成爲露 出於處理容器4內之狀態。又，在蓋體3之下面’係被設置 有將介電質25以及金屬電極151作***之凹部3a。藉由將 介電質25以及金屬電極27***至各凹部3a中’露出於處 -70- 201001480 理容器4內之蓋體3的下面與金屬電極151之下面，係成 相同面。 在蓋體3之下面，係被連續地設置有以包圍8個的介 質25之方式而被配置之溝50，在藉由此溝50而區劃出的 側之區域中，於蓋體3之下面處，係被形成有8個的蓋體 面內側部分3b。此些之蓋體下面內側部分3b，當從處理 器4之內部而視之的狀態下時，係具備有與將金屬電極1 藉由對角線來2等分後之直角等腰三角形爲幾乎相同的 狀。 在此第11變形例之電漿處理裝置1中，於電漿處理 ，從微波供給裝置34而被傳播至各介電質25處的微波， 從露出於蓋體3之下面的介電質25之周圍，而沿著金屬 極1 5 1之下面、以及蓋體3之各區域S與各蓋體下面內側 分3 b之下面而被作傳播。就算是藉由此第1 1變形例之 漿處理裝置1，藉由在身爲表面波傳播部之金屬金屬電 151之下面、以及蓋體3之各區域S與各蓋體下面內側部 3b之下面全體處，以均一之條件來藉由微波之功率而 電漿產生，亦成爲能夠對基板G之處理面全體施加更 均一之電獎處理。 (第12變形例） 圖42，係展示在第12變形例中的電槳處理裝置1之 略性構成的縱剖面圖（圖43中之D-O’-0-E剖面）。圖 ，係爲圖42之A- A剖面圖。此第1 2變形例之電漿處理 爲 電 內 下 容 5 1 形 中 係 電 部 電 極 分 使 爲 槪 4 3 裝 -71 - 201001480 置1，在蓋體3之下面，係被安裝有4個的例如由 Al2〇3所 成之介電質25。各介電質25係爲可實質上視爲正方形之板 狀。各介電質25，係以使相互之頂角彼此相鄰接的方式而 被作配置。又，對於相鄰接之介電質25彼此，在連結中心 點Ο ’的線L ’上，將各介電質2 5之頂角相鄰接地作配置。 藉由如此這般地將8個的介電質25以使彼此之頂角相鄰接 、且對於相鄰接之介電質2 5彼此，在連結中心點0 ’的線 L’上，將各介電質25之頂角相鄰接的方式而作配置，在蓋 體3的下面中央，係形成藉由介電質25所包圍之正方形之 區域S。 在第1 2變形例之電漿處理裝置1中，被安裝於各介電 質25之下面的金屬電極151、和被安裝於區域S處之金屬 蓋165、和被安裝於介電質25之外側區域處的側蓋175，係 被作一體化構成。又，在側蓋175下面之周圍邊緣部，係 連續地被設置有溝5 0，藉由此溝5 0所區劃出之內側區域（ 亦即是，金屬電極1 5 1之下面、金屬蓋1 6 5之下面、以及側 蓋175之下面）全體，係成爲表面波傳播部。 就算是藉由此第12變形例之電漿處理裝置1，藉由在 身爲表面波傳播部之金屬電極151之下面、金屬蓋165之下 面以及側蓋內側部分1 75之下面全體處’以均一之條件來 藉由微波之功率而使電漿產生，亦成爲能夠對基板G之 處理面全體施加更爲均一之電漿處理。 (第1 3變形例） -72- 201001480 圖44，係爲展示在第13變形例中的電漿處理裝置1之 槪略性構成的縱剖面圖（圖45中之B-0-C剖面）。圖45 ，係爲圖44之A-A剖面圖。此第13變形例之電漿處理裝 置1，在蓋體3之下面，係被安裝有1個的例如由Al2〇3所 成之介電質25。介電質25係爲可實質上視爲正方形之板狀 〇 介電質2 5以及金屬電極1 5 1，係經由螺絲等之連接構 件152，來安裝於蓋體3之下面。連接構件152之上端，係 突出於被形成在蓋體3之內部的空間部1 5 5處。在如此這般 而突出於空間部1 5 5處的連接構件1 5 2之上端，係經由盤狀 彈簧等之彈性構件1 5 6，而被安裝有螺帽1 5 7。在連接構件 152之下面，係被開口有氣體放出孔200。又，在連接構件 152之中央處，係被開口有氣體放出孔162。 在介電質151之周圍，係成爲露出有蓋體3之下面的狀 態。在蓋體3之下面，係被設置有以將介電質25作包圍之 方式而被配置之溝50。藉由此溝5 0所區劃之蓋體3的下面 之內側區域、與金屬電極1 5 1之下面，係爲表面波傳播部 〇 就算是藉由此第1 3變形例之電漿處理裝置1，藉由在 身爲表面波傳播部之蓋體3之下面的藉由溝5 0所區劃之內 側區域與金屬電極1 5 1之下面金屬全體處，以均一之條件 來藉由微波之功率而使電漿產生’亦成爲能夠對基板G 之處理面全體施加更爲均一之電漿處理。 -73- 201001480 (第1 4變形例） 圖46，係展示在第14變形例中的電漿處理裝置1之槪 略性構成的縱剖面圖（圖47中之D-O’-O-E剖面）。圖47 ，係爲圖4 6之A - A剖面圖。此第丨4變形例之電漿處理裝 置1，在蓋體3之下面’係被安裝有8個的例如由Al2〇3所 成之介電質25。與先前同樣的，如同圖34所示一般，各介 電質25係爲可實質上地視爲正方形之板狀。各介電質25， 係以使相互之頂角彼此相鄰接的方式而被作配置。又，對 於相鄰接之介電質25彼此，在連結中心點◦’的線L’上， 將各介電質2 5之頂角相鄰接地作配置。藉由如此這般地將 8個的介電質25以使彼此之頂角相鄰接、且對於相鄰接之 介電質25彼此，在連結中心點0’的線L’上，將各介電質 25之頂角相鄰接的方式而作配置，在蓋體3的下面中央， 係被形成有3處之被4個的介電質25所包圍之正方形的區域 S。 在各介電質25之下面，係被安裝有金屬電極151。金 屬電極1 5 1，係由具備有導電性之材料、例如由鋁合金所 成。與介電質25相同的，金屬電極151，係亦被構成爲正 方形之板狀。但是，金屬電極1 5 1之寬幅N，相較於介電 質25之寬幅L，係爲些許短。故而，若是從處理容器4之 內部視之，則係成爲在金屬電極1 5 1之周圍而以展現出正 方形之輪廓的方式來露出有介電質25之周邊部的狀態。而 ，若是從處理容器4之內部視之，則經由介電質25之周邊 部所形成的正方形之輪廓的頂角係彼此相鄰接地被配置。 -74- 201001480 介電質2 5以及金屬電極1 5 1，係經由螺絲等之連接構 件152，來安裝於蓋體3之下面。金屬電極151，係經由連 接構件1 5 2，而被電性連接於蓋體3之下面，並成爲被作電 性接地之狀態。 在此實施型態中，在蓋體3之下面的各區域S、以及 在8個的介電質25之外側的區域處，蓋體之下面係成爲露 出於處理容器4內之狀態。又，蓋體3之下面，係全體性地 被構成爲平面形狀。因此，金屬電極27之下面，係位置於 較蓋體3之下面爲更下方。 在蓋體3之下面，係被連續地設置有以包圍8個的介電 質25之方式而被配置之溝50，在藉由此溝50而區劃出的內 側之區域中，於蓋體3之下面處，係被形成有8個的蓋體下 面內側部分3 b。此些之蓋體下面內側部分3 b，當從處理容 器4之內部而視之的狀態下時，係具備有與將金屬電極1 5 1 藉由對角線來2等分後之直角等腰三角形爲幾乎相同的形 狀。又，在蓋體3之下面的各區域S處，係被分散開口有 複數之氣體放出孔52，在各蓋體下面內側部分3b處，係 被分散開口有複數之氣體放出孔72。 在此第14變形例之電漿處理裝置1中，於電漿處理中 ，從微波供給裝置34而被傳播至各介電質25處的微波’係 從露出於蓋體3之下面的介電質25之周圍’而沿著金屬電 極151之下面、以及蓋體3之各區域S與各蓋體下面內側部 分3 b之下面而被作傳播。就算是藉由此第1 4變形例之電 漿處理裝置1，藉由在身爲表面波傳播部之金屬金屬電極 -75- 201001480 151之下面、以及蓋體3之各區域s與各蓋體下面內側部分 3b之下面全體處，以均一之條件來藉由微波之功率而使 電漿產生’亦成爲能夠對基板G之處理面全體施加更爲 均一之電漿處理。 (介電質之外緣的位置） 於此’圖48〜54’係爲展示介電質25、金屬電極151 、金屬蓋1 6 5 (金屬蓋1 6 5 a )之外緣部分的形狀之剖面圖 (剖面之位置，係相當於圖3 3中之剖面f )。亦可爲如同 於圖48中所示一般，介電質25之外緣25’，若從處理容器4 之內部而視之，則係爲較金屬電極1 5 1之外緣1 5 1 ’爲更內 側，而僅有介電質2 5之側面（外緣2 5 ’）露出於處理容器4 之內部中。又，介電質25之外緣25’，係亦可爲從處理容 器4之內部視之而成爲與金屬電極151之外緣151，相同之位 置。 又，如同圖49中所示一般，當介電質25之外緣25’爲 較金屬電極1 5 1之外緣1 5 1 ’更外側的情況時，亦可在金屬 蓋165之側面處，設置收容介電質25之外緣25’的凹部165’ 〇 (蓋體下面之形狀） 如同於圖50、51中所示一般，亦可於蓋體3處，一體 性形成與金屬蓋165同樣之形狀的金屬蓋165a，並在蓋體3 之下面處，將介電質25***至鄰接於金屬蓋165a而設置 之凹部165b中。於此情況，係以將金屬蓋165a之下面的 -76- 201001480 中心線平均粗度設爲2.4 μιη以下爲理想，又進而以設爲 0 · 6 μ m以下爲更理想。 又’如同圖50中所示一般，亦可使介電質25之外緣鄰 接於金屬蓋45a之側面，而如同圖51所示一般，亦可使介 電質25之外緣與金屬蓋45a之側面分離。 又’亦可省略金屬蓋45，而如同圖52〜5 4所示一般， 在介電質25之周圍處，使平面形狀之蓋體3的下面露出。 於此情況，從處理容器4之內部視之，藉由複數之介電質 25而被包圍之蓋體3下面之形狀，與被安裝於介電質25處 之金屬電極1 5 1下面之形狀，係以實質上成爲相同爲理想 。又，係以將蓋體3之下面的中心線平均粗度設爲2.4 μηι 以下爲理想，又進而以設爲0.6 μιη以下爲更理想。 又，如圖52中所示一般，介電質25之外緣25’，係亦 可爲從處理容器4之內部視之而成爲較金屬電極27之外緣 27’更外側。又，如圖53所示一般，介電質25之外緣25’， 係亦可爲從處理容器4之內部視之而成爲與金屬電極151之 外緣151’相同之位置。又，如圖54中所示一般，介電質25 之外緣25’，係亦可爲從處理容器4之內部視之而成爲較金 屬電極1 5 1之外緣1 5 1 ’更內側。除此之外，亦可如圖4 8〜 5 3所示一般，在金屬電極1 5 1之外緣1 5 1 ’處，形成錐狀部 210。又，亦可如圖48、49所示一般’在金屬蓋45之外緣 處，形成錐狀部211。又，亦可如圖50、51所示一般，在 與蓋體3成爲一體之金屬蓋45a之外緣處，形成錐狀部212 。又，亦可如圖51、52所示一般，在介電質25之外緣處， -77- 201001480 形成錐狀部2 1 3。又，亦可如圖5 2、5 4所示一般，在金 電極1 5 1之外緣1 5 1 ’處，形成逆錐狀部2 1 4。 (介電質與金屬電極之形狀） 如圖55所示一般，亦可使用菱形之介電質25。於此 況，被安裝於介電質25之下面的金屬電極151，若是設 與介電質25相似之僅些許小的菱形，則在金屬電極151 周圍處，介電質25之周邊部，係成爲以展現出菱形之輪 的狀態下而露出於處理容器4之內部。 又，如圖56所示一般，亦可使用正三角形之介電質 。於此情況，被安裝於介電質25之下面的金屬電極1 5 1 若是設爲與介電質25相似之僅些許小的正三角形，則在 屬電極151之周圍處，介電質25之周邊部，係成爲以展 出正三角形之輪廓的狀態下而露出。又，當使用此種正 角形之介電質2 5的情況時，若是使3個的介電質2 5之頂 彼此相鄰接，並以使中心角成爲相同的方式而作配置， 在各介電質2 5彼此之間，係可形成與金屬電極1 5 1相同 狀之表面波傳播部2 1 5。 (連接構件之構造） 如上述一般，介電質25以及金屬電極151，係經由 接構件152來安裝於蓋體3之下面。於此情況，如圖57中 示一般，係有必要將被配置於彈性構件1 5 6之下部的下 蟄片1 5 6 a與螺子（連接構件1 5 2 )的空隙縮小。另外， 屬 情 爲 之 廓 25 金 現 角 則 形 連 所 部 在 -78- 201001480 彈性構件1 5 6處，係使用有波狀墊片、盤狀彈簧、彈簧墊 片、金屬彈簧等。又’彈性構件1 5 6係亦可省略。 圖5 8 ’係爲作爲彈性構件1 5 6而使用有盤狀彈簧的類 型。盤狀彈簧，由於其彈簧力係爲強，因此可產生足以將 Ο型環30壓潰之力。盤狀彈簧上下之角，由於係密著於螺 帽1 57以及蓋體3，因此係能夠抑制氣體之漏洩。盤狀彈簧 之材質，係爲進行了鎳電鍍之SUS等。 圖59，係爲使用Ο型環156b而作密封之類型。此係 可消除氣體之漏洩。〇型環156b，係亦可配置於孔上之角 處。亦可與〇型環1 56b —同地而使用波狀墊片、盤狀彈 簧等之彈性構件。爲了作密封，代替Ο型環1 5 6 b，係亦 可使用密封墊片。 圖60，係爲使用有錐狀墊片156c的類型。當鎖緊螺 帽157時，錐狀墊片156c與蓋體3以及螺子（連接構件152 )係密著，空隙係消失，而能夠確實地作密封。進而，螺 子（連接構件152 )係藉由錐狀墊片156c而被固定於蓋體 3處，因此，當鎖緊螺帽157時，螺子（連接構件152)係 不會與螺帽1 5 —同旋轉。因此，不會有螺子（連接構件 152)與金屬電極等摩擦而對表面造成損傷、或是被形成 於表面之保護膜剝落等之虞。錐狀墊片1 56c之材質，係 以金屬又或是樹脂爲佳。 另外，雖係針對將介電質2 5以及金屬電極1 5 1作固定 之連接構件3 0作了說明，但是，針對將金屬蓋1 6 5作固定 之連接構件166以及將側蓋17 5作固定之連接構件180，係 -79- 201001480 亦可同樣作適用。又，在圖57〜59之類型中’雖並未對螺 子（連接構件1 5 2 )之旋轉防止功能作敘述’但是’係可 將螺子（連接構件1 5 2 )藉由壓入、燒嵌、熔接、接著等 來固定於金屬電極151等之處，或是亦可將螺子（連接構 件152)與金屬電極151等一體化的形成。又’亦可在螺子 (連接構件152 )與蓋體3之間形成鍵（key)溝’並將鍵插 入而防止旋轉。進而，亦可在螺子（連接構件152)之末 端（上端）部處設置6角部等，並藉由扳手等來一面推壓 一面將螺子（連接構件1 5 2 )鎖緊。 (溝、凸部） 作爲溝5 0、5 0 ’、5 0 ”，係可例示有：於圖6 1 ( a )中 所示之半圓矩形之溝、於圖61 (b).中所示之蟻溝、於圖 61(c)中所示之被對照性地配置於凹口 220之左右處的溝 、於圖6 1 ( d )中所示之C形狀之溝、於圖6 1 ( e )中所示 之藉由容器本體2之上面與蓋體3下面所構成之溝、於圖61 (f )中所示之大小相異的二重溝等。 又，亦可代替溝50、50’、50”或是更進而追加的設置 凸部。在溝的情況時，於之後再改變形狀一事係爲困難， 但是若是爲凸部，則經由交換來改變形狀一事係較爲容易 〇 如圖62中所示一般，對於沿著凸部105之表面的導體 表面波TM之傳播，係可將4個的角C1〜C4視爲阻抗之不 連續點，將角C 1〜C4間之3個的平面部視爲具備有某種特 -80- 201001480 性阻抗之傳輸線路，而將其作爲將4個的阻抗之不連續點 以3個的某種長度之傳輸線路來作了結合的傳輸線路濾波 器來考慮。就算是僅藉由單一之角C1〜C4並不足以充分 的反射導體表面波TM，藉由將凸部22 5之平面部的長度（ 傳輸線路之長度）作最適化，作爲全體，係可實現小的透 過量 ° 但是，凸部225之高度Η，係以盡可能的小爲理想。 此係因爲，若是將凸部225之高度Η設爲必要以上之高度 ，則在凸部22 5之壁面處電漿ρ之電子與離子會再結合， 而使電漿之密度降低，故並不理想之故。傳輸線路之反射 係數的相位，由於係以波長之1 /2的長度而旋轉，因此， 藉由將凸部225之高度Η設爲導體表面波ΤΜ之波長的1/2 以下，可以實現所有之阻抗。 又，與溝的情況相同的，凸部225之高度Η，係有必 要設爲較鞘厚度t爲更高。此係因爲，若是其並非爲導體 表面波TM能夠將凸部225作爲階段差而辨識出來的高度 ，則凸部22 5係無法發揮傳播抑制功能之故。 由以上事項，發明者們，係得到以下結論：爲了抑制 導體表面波TM之傳播，凸部22 5之高度Η，係有必要較 鞘厚度t更高，且較導體表面波ΤΜ之波長λ的1/2爲更小 〇 以上，雖係一面參考所添附之圖面一面對本發明之其 中一種實施型態作了說明，但是，不用說，本發明係並不 被此些之例子所限定。明顯的，若是爲同業者則在被記載 -81 - 201001480 於專利申請範圍中之範疇內，係可想到各種之變更例又或 是修正例，而該些，當然亦係屬於本發明之技術範圍內。 例如，在介電質25之表面處’除了露出於處理容器4 之內部的部分外，作爲導體膜，例如亦可設置厚度1 〇 μηι 左右之Ni膜、Α1膜。藉由如此這般而在介電質25之表面 處設置導體膜，在露出於處理容器4之內部的部分以外之 場所，微波係變的不會傳播，而能夠避免對於0型環3 0 等所造成之不良影響。此導體膜之形成場所’除了與0 型環3 0間之接觸場所外，亦可考慮有：被設置於介電質2 5 之上面中央處之凹部3a、與連接構件160之鄰接部分、與 金屬電極151間之接觸面的至少一部份等。 又，在蓋體3之下面或是容器本體2之內面處，亦可作 爲保護膜而設置氧化鋁膜、氧化釔膜、鐵氟龍（登錄商標 )膜等。又，本發明之電漿處理裝置，係亦可對大面積之 玻璃基板、圓形之矽晶圓或角型之 SOI(SiliC〇n On Insulator)作處理。又，在本發明之電漿處理裝置中，係 可實行成膜處理、擴散處理、蝕刻處理、灰化處理等之各 種的電漿處理。 又，於以上，作爲頻率2GHz以下之微波，雖係以 9 1 5MHz之微波爲例而作了說明，但是，係並不被限定於 此頻率。例如，亦可適用8 96MHz、922MHz之微波。又， 亦可適用微波以外之電磁波。又，在蓋體3、容器本體3、 金屬電極1 5 1、金屬蓋1 6 5、側蓋1 7 5、連接構件1 5 2、1 66 、1 80等之表面處，係亦可形成氧化鋁膜。於以上，雖係 -82- 201001480 展示將氣體從被開口於處理容器4之上面處的氣體放出孔 1 6 2、1 7 2、1 8 7而放出的例子，但是，代替此，亦可爲從 容器側壁而朝向蓋體3之下部空間來放出的構成。又’金 屬電極151，代替以金屬板來構成，係亦可藉由被被覆於 介電質25下面之金屬膜來構成。 [產業上之利用可能性] 本發明，例如係可適用於C VD處理、蝕刻處理中。 【圖式簡單說明】 [圖1]展示本發明之實施型態中的電漿處理裝置之槪 略性構成的縱剖面圖（圖2中之X-X剖面）。 [圖2]蓋體之下面圖（圖1中之X_X剖面）。 [圖3 ]圖1中之Z - Z剖面處的在蓋體3之上部的橫剖面 圖。 [圖4]使微波傳播至介電質處之電極部的立體圖。 [圖5]介電質之立體圖。 [圖6]導體表面波之傳播模式的說明圖。 [圖7]對導體表面波之衰減量的頻率依存性作展示之 圖表。 [圖8]在溝中傳播之導體表面波的說明圖。 [圖9]使電子密度變化，而展示溝之D/W與透過量間 之關係的圖表。 [圖1 〇]使溝之寬幅變化，而展示溝之D/w與透過量間 -83- 201001480 之關係的圖表。 [圖1 1 ]用以說明溝之寬幅與鞘厚度間之關係的圖。 [圖1 2 ]用以說明溝之寬幅與進入長度間之關係的圖。 [圖1 3 ]對曲率半徑與透過量間之關係作了展不的圖表 〇 [圖14]展示電漿處理中之處理容器內的狀態之說明圖 〇 [圖1 5 ]展示在第1變形例中的電槳處理裝置之槪略性 構成的縱剖面圖（圖1 6中之γ-Y剖面）° [圖16]在第1變形例中之電獎處理裝置所具備的蓋體 之下面圖（圖15中之X-X剖面）。 [圖17]圖15中之Z-Z剖面處的在蓋體之上部的橫剖面 圖。 [圖1 8]展示在第2變形例中的電漿處理裝置之槪略性 構成的縱剖面圖。 [圖19]圖18中之Z-Z剖面處的在蓋體之上部的橫剖面 圖。 [圖20]展示在第3變形例中的電漿處理裝置之槪略性 構成的縱剖面圖（圖2 1中之γ -γ剖面）。 [圖21]在第3變形例中之電漿處理裝置所具備的蓋體 之下面圖（圖2〇中之x-x剖面）。 [圖2 2 ]展示在第4變形例中的電漿處理裝置之槪略性 構成的縱剖面圖（圖2 3中之γ -γ剖面）。 [圖23]在第4變形例中之電漿處理裝置所具備的蓋體 -84- 201001480 之下面圖（圖22中之Χ-X剖面）。 [圖2 4 ]展示在第5變形例中的電漿處理裝置之槪略性 構成的縱剖面圖（圖2 5中之γ - γ剖面）。 [圖25]在第5變形例中之電漿處理裝置所具備的蓋體 之下面圖（圖24中之X-X剖面）。 [圖2 6 ]展示在第6變形例中的電漿處理裝置之槪略性 構成的縱剖面圖（圖2 7中之Y - Y剖面）。 [圖27]在第6變形例中之電漿處理裝置所具備的蓋體 之下面圖（圖26中之X-X剖面）。 [圖28]展示在第7變形例中的電漿處理裝置之槪略性 構成的縱剖面圖（圖2 9中之Y - Y剖面）。 [圖29]在第7變形例中之電漿處理裝置所具備的蓋體 之下面圖（圖28中之X-X剖面）。 [圖3 0]展示在第8變形例中的電漿處理裝置之槪略性 構成的縱剖面圖（圖3 1中之Y - Y剖面）。 [圖31]展示在第8變形例之電漿處理裝置中，導體表 面波從介電質之周圍而傳播至表面波傳播部全體的狀態之 說明圖。 [圖32]展示在第9變形例中的電漿處理裝置之槪略性 構成的縱剖面圖（圖3 3中之D - 0 ’ - Ο -E剖面）。 [圖33]圖32中之A-A剖面圖。 [圖34]介電質之平面圖。 [圖3 5 ]在表面波傳播部處，導體表面波作傳播之狀嘘 的說明圖。 -85- 201001480 [圖3 6 ]藉由電磁場模擬所求取出之鞘中的微波電場的 駐波分布之說明圖。 [圖37]展示在圖36之直線A-B處的鞘中之微波電場強 度分布的圖表。 [圖3 8 ]對胞角部之正規化電場強度作展示之圖表。 [圖39]在第10變形例中之電漿處理裝置的蓋體之下面 圖。 [圖4〇]展示在第11變形例變形例2中的電漿處理裝置 之槪略性構成的縱剖面圖（圖4 1中之D - Ο，- Ο - E剖面）。 [圖41]圖40中之A-A剖面圖。 [圖4 2 ]展示在第1 2變形例中的電漿處理裝置之槪略性 構成的縱剖面圖（圖4 3中之D - 〇，- 〇 - E剖面）。 [圖43]圖42中之A-A剖面圖。 [圖44]展示在第1 3變形例中的電漿處理裝置之槪略性 構成的縱剖面圖（圖4 5中之B - 〇 - C剖面）。 [圖45]圖44中之A-A剖面圖。 [圖46]展示在第I4變形例中的電漿處理裝置之槪略性 構成的縱剖面圖（圖47中之B-0-C剖面）。 [圖47]圖46中之A-A剖面圖。 [圖4 8 ]對於當介電質之外緣從處理容器之內部視之爲 較金屬電極之外緣爲更內側時的變形例作說明之圖。 [圖4 9 ]對於在金屬蓋體之側面設置有收容介電質之外 緣的凹部之變形例作說明之圖。 [圖50]對在蓋體下面之凹部處***了介電質之變形例 -86- 201001480 作說明之圖。 [圖51]對在蓋體下面之凹部處***了介電質之另外的 變形例作說明之圖。 [圖52]對在介電質之周圍處使平面形狀之蓋體露出的 變形例作說明之圖。 [圖53]對在介電質之周圍處使平面形狀之蓋體露出的 另外之變形例作說明之圖。 [圖54]對在介電質之周圍處使平面形狀之蓋體露出的 又另外之變形例作說明之圖。 [圖55]菱形之介電質的說明圖。 [圖56]在使用有正三角形之介電質的變形例中之電漿 處理裝置的蓋體之下面圖。 [圖5 7]對使用有彈性構件之連接構件的構造作說明之 圖。 [圖58]對使用有盤狀彈簧之連接構件的構造作說明之 圖。 [圖5 9 ]對使用Ο型環而作了密封之連接構件的構造作 說明之圖。 [圖60]對使用有錐狀墊圈之連接構件的構造作說明之 圖。 [圖6 1 ]溝之其他例子的說明圖。 [圖62]在凸邰處傳播之導體表面波的說明圖。 【主要元件符號說明】 -87- 201001480 G :基板 1 :電漿處理裝置 2 :容器本體 3 :蓋體 4 :處理容器 1 〇 :支持座 1 1 :給電部 1 2 :加熱器 2 0 :排氣口 25 :介電質 3 4 :微波源 3 5 :同軸管 4 5 :金屬棒 50 :溝 5 1 :表面波傳播部 5 5 :氣體配管 5 6 :冷媒配管 6 1 :氣體放出孔