JP5278148B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばＦＰＤ(フラットパネルディスプレイ)製造用のガラス基板等の被処理体等に対して所定のプラズマ処理を行う技術に関する。

ＦＰＤの製造工程においては、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）基板等の被処理体にエッチング処理や、成膜処理等の所定のプラズマ処理を施す工程がある。これらの工程を行うプラズマ処理装置としては、例えば高密度のプラズマを生成できることから、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）を利用したプラズマ処理装置が注目されている。この誘導結合プラズマ処理装置は、例えば処理容器を誘電体部材により上下に区画し、その下方側の処理空間に基板の載置台を設けると共に、その上方側の空間に高周波（ＲＦ）アンテナを配置し、このアンテナに高周波電力を供給することにより、前記処理空間内に誘導結合プラズマを形成し、これにより当該処理空間内に供給された処理ガスをプラズマ化して、所定のプラズマ処理を行うように構成されている。

このような誘導結合プラズマ処理装置にて用いられるアンテナとしては、一般的にアンテナ線が平面的に環状に巻かれたスパイラルアンテナが用いられている。そして大型の被処理体の場合には、アンテナのインピーダンスが大きくなることから、複数のスパイラルアンテナを組み合わせて用いることが行われている。しかしながらＦＰＤ基板用のガラス基板は益々大型化しており、このため一本当たりのスパイラルアンテナも長くなるのでインピーダンスが大きくなり、その分高周波電流が減少し、高密度のプラズマが得られなくなるおそれがある。

そこでインピーダンスを低下させるために、アンテナの分岐数を増やして、一本当たりのスパイラルアンテナを短くしたり、アンテナの終端又は中間部にコンデンサを挿入する手法があるが、この場合アンテナの構造が複雑化し、取り扱いが難しくなり、また被処理体の面方向におけるアンテナ電位の調整作業も煩雑になり、結果として均一性の高いプラズマを得ることが難しいという問題がある。

このため本発明者らは、アンテナを直線形状としてアンテナの長さを短くし、これによってインピーダンスを低下させる構成について検討している。しかしながら直線形状のアンテナを用いて大型のアンテナを構成するには、複数のアンテナを配列する必要があり、この場合例えば図２７に示すように、単に複数の同じ長さのアンテナ１１を互いに平行に所定間隔を開けて配列し、各アンテナ１１の両端を導電線１２，１３に接続して、一方の導電線１２を高周波電源と整合器とを備えた高周波電源部１４に接続すると共に、他方の導電線１３を接地する構成では、給電点から各アンテナ１１を介して接地点に至る経路のインピーダンスが各アンテナ１１間で異なるため、各アンテナ１１に流れる電流の大きさが異なってしまい、被処理体の面方向に対して均一性の高いプラズマを発生することが困難になる。

一方、特許文献１には直線形状のアンテナを用いて誘導結合プラズマを生成する装置において、８個の直線状の金属導体エレメント５１〜５８を互いに平行に配置した平面コイル３４を備える構成が記載されている。これらエレメント５１〜５８の内、中央の２本のエレメント５４，５５は、夫々ケーブル６７，７２に接続される端子６２，６４までの電気的な長さが等しく設定されている。

しかしながらこの装置においても、平面コイル３４の外側に向かうに連れて、ケーブル６７からエレメント５１〜５８を介してケーブル７２に至る経路の電気的な長さの変化が大きくなるため、結果として平面コイル３４の面内において均一なインピーダンスを得ることはできない。またこの装置では、例えば一辺が７５ｃｍ×８５ｃｍの大きさの平面矩形構造を有する液晶ディスプレイを処理することを目的としており、前記各導体エレメント５１〜５８の長さを、高周波源３８から誘導される周波数（１３．５６ＭＨｚ）の波長（２２．５３ｍ）の約１／１６である１．４１ｍ程度に設定することにより、各導体エレメント５１〜５８における電流及び電圧変動が大きくならないようにしている。

しかしながら近年では益々基板大型化の傾向にあり、一辺が２ｍ程度のより大きなガラス基板を処理する場合もあるが、特許文献１の金属導体エレメント５１〜５８の長さではこのような大きさのガラス基板に対しては均一性の高いプラズマ処理を行うことは難しい。また金属導体エレメント５１〜５８を２ｍ以上に長くすると、インピーダンスが増加してしまうため、この点からも本発明の課題を解決することは困難である。

特表２００１−５１１９４５号公報（図２）

本発明はこのような事情のもとになされたものであり、その目的は、アンテナを用いて誘導結合プラズマを発生させ、被処理体に対してプラズマ処理を行う装置において、アンテナのインピーダンスの増加を抑えると共に、被処理体の面方向の電界分布を調整し、これによりプラズマ密度分布を調整することができるプラズマ処理装置を提供することにある。

このため本発明のプラズマ処理装置は、処理ガスが供給された処理容器内に誘導電界を発生させ、処理ガスをプラズマ化して処理容器内の載置台に載置された被処理体に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、
前記載置台と処理雰囲気を介して対向するように当該処理雰囲気の外に設けられ、各々長さが等しく、互いに横に平行に並べて構成された複数の直線状のアンテナ部材を含むアンテナと、
前記アンテナに高周波電力を供給するための高周波電源部と、
前記アンテナの一端側を前記高周波電源部に接続するための電源側導電路と、
前記アンテナの他端側を接地点に接続するための接地側導電路と、
前記電源側導電路及び接地側導電路の少なくとも一方に設けられ、アンテナの電位分布を調整するための電位分布調整用のコンデンサと、を備え、
前記高周波電源部から各アンテナ部材を介して接地点に至るまでの各高周波経路のインピーダンスが互いに等しくなるように設定され、
各々長さが等しい複数の直線状のアンテナ部材は、互いに隣接し、かつ互いに並列接続してなるセグメントを形成し、そのセグメントが複数配置されていることを特徴とする。

また本発明のプラズマ処理装置は、処理ガスが供給された処理容器内に誘導電界を発生させ、処理ガスをプラズマ化して処理容器内の載置台に載置された被処理体に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、
前記載置台と処理雰囲気を介して対向するように当該処理雰囲気の外に設けられ、各々長さが等しく、互いに横に平行に並べて構成された複数の直線状のアンテナ部材を含むアンテナと、
前記アンテナに高周波電力を供給するための高周波電源部と、
前記アンテナの一端側を前記高周波電源部に接続するための電源側導電路と、
前記アンテナの他端側を接地点に接続するための接地側導電路と、
前記電源側導電路及び接地側導電路の少なくとも一方に設けられ、アンテナの電位分布を調整するための電位分布調整用のコンデンサと、
前記電源側導電路及び接地側導電路の少なくとも一方に設けられ、前記高周波電源部から各アンテナ部材を介して前記接地点に至るまでの高周波経路のインピーダンスを調整するためのインピーダンス調整用のコンデンサと、を備え、
各々長さが等しい複数の直線状のアンテナ部材は、互いに隣接し、かつ互いに並列接続してなるセグメントを形成し、そのセグメントが複数配置されていることを特徴とする。

アンテナ部材同士の間隔は調整自在に構成されていてもよく、その場合、例えば前記アンテナ部材の一端側及び他端側は、アンテナ部材の配列方向に移動自在な移動部に接続されていてもよい。

ここで前記セグメントは偶数個配置され、前記電源側導電路及び接地側導電路は、各セグメントの間で前記高周波経路の物理的長さが等しくなるように、互いに隣接するセグメント同士を結線してトーナメントの組み合わせを決める線図状に階段状に配線されることが好ましい。さらにいずれのセグメントにおいても前記アンテナ部材の配列間隔が等しいことが好ましい。

さらにまた前記アンテナは、複数のアンテナ部材が互いに第１の間隔で配列された複数の密部領域と、これら密部領域同士の間に設けられ、複数のアンテナ部材が互いに前記第１の間隔よりも大きい第２の間隔で配列された疎部領域と、を備えるように構成してもよい。ここで前記第１の間隔は前記セグメントを構成するアンテナ部材の間隔であり、前記第２の間隔は互いに隣接するセグメント同士の間隔とすることができる。前記セグメント同士の間隔は例えば調整自在に構成されている。また、前記セグメントの一端及び他端側は、例えば前記セグメントの配列方向に移動自在な移動部に接続されている。
さらにまた前記処理雰囲気を画定するために前記載置台とアンテナとの間に設けられた誘電体窓部材を備え、この誘電体窓部材は、前記載置台と対向するように設けられた複数の板状の誘電性部材と、この誘電性部材を支持するために、前記誘電性部材の長さ方向に沿って、前記アンテナ部材と直交するように設けられた複数の仕切り部と、を備えるように構成してもよい。

ここで前記仕切り部の内部には処理ガス室が形成されると共に、仕切り部の下面には、前記処理容器に処理ガスを供給するために、前記処理ガス室と連通するガス供給孔が形成されていることが好ましい。また前記複数の仕切り部は夫々吊り支持部により前記処理容器の天井部から吊り下げられるように設けられ、この吊り支持部の内部には、前記仕切り枠部の処理ガス室と連通する処理ガスの通流路が形成されていることが好ましい。さらに前記電位分布調整用のコンデンサは、前記アンテナ部材の長さ方向中央部位の電位がゼロになるようにインピーダンスの調整を行うためのものである。

本発明によれば、アンテナを用いて誘導結合プラズマを発生させ、被処理体に対してプラズマ処理を行う装置において、直線状の同じ長さのアンテナ部材を配列してアンテナを構成しているので、アンテナ部材のインピーダンスの増加が抑えられ、高密度のプラズマを生成することができる。また請求項１の発明によれば、高周波電源部から各アンテナ部材を介して接地点に至るまでの各高周波経路のインピーダンスが互いに等しくなるように設定されているので、被処理体の面方向の電界の均一性が向上し、これにより均一性の高いプラズマを生成することができ、被処理体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。

さらに請求項２の発明によれば、インピーダンス調整用のコンデンサにより、アンテナ部材に分けて前記高周波経路のインピーダンスを調整することができるので、当該高周波経路のインピーダンスの調整の自動度が高くなる。例えば被処理体の面方向の電界の均一性を高めたり、アンテナ部材が多数設けられる場合には、アンテナ部材の配列方向の内側と外側との間で電界分布を変化させるような電界分布の調整を行うことができるので、結果として被処理体に対するプラズマ処理の均一性を向上させることができる。

本発明の一実施の形態に係るプラズマ処理装置を示す縦断面図である。 前記プラズマ処理装置の一部を示す概略斜視図である。 前記プラズマ処理装置に設けられるアンテナと誘電体窓部材を示す平面図と、誘電体窓部材の断面図である。 前記プラズマ処理装置に設けられるアンテナと誘電体窓部材を示す平面図と、導電路の接続図である。 アンテナの電位と高周波経路上の位置との関係を示す特性図と、プラズマ密度と高周波経路上の位置との関係を示す特性図である。 アンテナの電位と高周波経路上の位置との関係を示す特性図と、プラズマ密度と高周波経路上の位置との関係を示す特性図である。 アンテナの電位の時間変化を示す特性図である。 アンテナ部材の配列の仕方と、プラズマ密度との関係を示す特性図である。 アンテナの他の構成例を示す平面図である。 アンテナの他の例を示す平面図である。 アンテナの他の例を示す斜視図である。 前記アンテナを構成するアンテナ部材の詳細を示す斜視図である。 前記アンテナの導電路を示した概略図である 前記アンテナ部材の配置と形成されるプラズマ密度分布との関係を示す説明図である。 前記アンテナ部材の配置と形成されるプラズマ密度分布との関係を示す説明図である。 前記アンテナ部材の配置と形成されるプラズマ密度分布との関係を示す説明図である。 前記アンテナ部材の配置と形成されるプラズマ密度分布との関係を示す説明図である。 前記アンテナ部材の配置と形成されるプラズマ密度分布との関係を示す説明図である。 アンテナのさらに他の例を示す斜視図である。 前記アンテナの導電路を示した概略図である アンテナの更に他の例を示す平面図及び側面図である。 前記アンテナを含むプラズマ処理装置の概略構成図である。 前記プラズマ処理装置のレシピの一例を示す説明図である。 評価試験のアッシングレートの分布を示すグラフ図である。 評価試験のアッシングレートの分布を示すグラフ図である。 評価試験のアッシングレートの分布を示すグラフ図である。 従来の直線状のアンテナ部材における高周波電源部との接続関係を示す平面図である。

以下、本発明のプラズマ処理装置の実施の形態について図を参照して説明する。図１は前記プラズマ処理装置の縦断面図であり、図１中２は例えば角筒状に気密に構成されると共に接地された処理容器である。この処理容器２は導電性材料例えばアルミニウムにより構成されると共に、高周波を透過する誘電体窓部材３よりその内部を気密に上下に区画され、前記誘電体窓部材３の上方側はアンテナ室２１、下方側はプラズマ生成室２２として構成されている。前記プラズマ生成室２２の内部には、基板であるガラス基板Ｇを載置するための載置台２７が設けられている。前記ガラス基板Ｇとしては、例えばＦＰＤ製造用の一辺が２ｍの矩形状に形成された角型のガラス基板が用いられる。

前記載置台２７は、その側周部及び底部の周縁側を絶縁部材２８により囲まれており、この絶縁部材２８により処理容器２の底壁に対して絶縁された状態で支持されるようになっている。また載置台２７には、当該載置台２７にバイアス用の高周波電力例えば周波数が３．２ＭＨｚの高周波電力を供給するためのバイアス用高周波電源と整合器とを備えたバイアス用高周波電源部２９が接続されている。また載置台２７には、外部の搬送手段との間でガラス基板Ｇの受け渡しを行うための図示しない昇降ピンが内蔵されている。

前記誘電体窓部材３は処理雰囲気を画定するために、プラズマ生成室２２の天井部を構成するように、前記載置台２７に対向して設けられた略板状体であり、例えばアルミニウム等の金属材料により構成された梁部３１とこの梁部３１にその側部を支持される板状の誘電体部材３２とを備えている。前記誘電体部材３２は例えば石英や酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）等のセラミックス等により構成される。またガラス基板Ｇに対してプラズマ処理を行うときにはプラズマ生成室２２内部の圧力が真空状態に設定され、所定の強度が要求されることから、その厚みは例えば約３０ｍｍ程度に設定されている。

前記梁部３１は、図２の概略斜視図及び図３の平面図に示すように、処理容器２の側壁から内部に突出し、アンテナ室２１の底部を構成する外枠部３３と、この外枠部３３の内側に、図中Ｙ方向に互いに平行に伸びる複数本例えば４本の仕切り部３４と、を備えている。この仕切り部３４により外枠部３３の内側には、前記Ｙ方向に平行な５つの分割領域が形成され、これら分割領域の夫々に前記誘電体部材３２が配設される。図１に示すように、例えば外枠部３３と仕切り部３４には誘電体部材３２を支持するための段部３５が形成されると共に、前記誘電体部材３２にもこの段部３５に係合する段部３６が形成され、梁部３１に誘電体部材３２が嵌め込まれて、誘電体窓部材３が構成されるようになっている。

このような誘電体窓部材３は、図１中Ｚ方向に伸びる吊り支持部４により処理容器２の天井部から吊り下げられた状態で、当該誘電体窓部材３が水平になるように処理容器２に設けられている。前記吊り支持部４はその内部に処理ガスの通流路４１が形成されており、その一端側が仕切り部３４の上面に接続され、その他端側が処理容器２の天井部２０に接続されている。

また図３（ｂ）の誘電体窓部材３のＡ―Ａ´断面図に示すように、仕切り部３４の内部にはその長さ方向（図中Ｙ方向）に沿って、前記吊り支持部４の通流路４１と連通するように処理ガス室４２が形成されると共に、仕切り部３４の下面には多数のガス供給孔４３がその長さ方向に沿って所定間隔を開けて穿設されている。
さらに処理容器２の天井部２０には、前記吊り支持部４の通流路４１と連通するようにガス流路４４が形成されており、このガス流路４４には処理ガス供給系４５が接続されている。この処理ガス供給系４５は、ガス流路４４に接続されるガス供給路４５ａ、流量調整部４５ｂ、処理ガス供給源４５ｃを備えている。このように誘電体窓部材３は、処理ガスをプラズマ生成室２２内に供給するガス供給手段を兼用しており、処理ガス供給系４５から吊り支持部４を介して仕切り部３４に供給された処理ガスは、仕切り部３４の下面のガス供給孔４３を介してプラズマ生成室２２内に供給されるようになっている。

こうして誘電体窓部材３により形成された前記アンテナ室２１には、誘電体窓部材３の近傍に、当該誘電体窓部材３に対向するように直線状のアンテナ部材５１が平面的に配列されたアンテナ５が設けられている。このアンテナ５は、各々長さが等しい複数の直線状のアンテナ部材５１を互いに横に平行に並べ、かつ互いに並列接続してなるセグメント５２の複数を、横に平行に配置して構成されている。この例では、前記アンテナ部材５１は、誘電体窓部材３の仕切り部３４と直交するように図中Ｘ方向に伸びるように配列されている。なお図面においては、図示の混乱を避けるために、アンテナ部材５１を黒の一本線で表している。

この例のセグメント５２は、同一径であり物理的な長さが等しい複数本、例えば４本のアンテナ部材５１を互いに横に平行に、かつ等間隔に並べ、その長さ方向（Ｘ方向）の両端側が夫々図中Ｙ方向に伸びるアンテナ部材５０により接続されて、各アンテナ部材５１が互いに並列接続されるように構成されている。
そしてアンテナ５には、偶数個のセグメント５２が配置されており、この例では２^ｎ個例えば２^２個（４個）のセグメント５２が設けられている。これらセグメント５２（５２Ａ〜５２Ｄ）は、互いに隣接するセグメント５２のアンテナ部材５１同士が互いに平行に設けられると共に、一つのセグメント５２を構成するアンテナ部材５１同士の間隔Ｌ１よりも互いに隣接するセグメント５２同士の間隔Ｌ２の方が大きくなるように配列されている。

これによりアンテナ５は、複数のアンテナ部材５１が互いに第１の間隔で密に配列された密部領域５２（セグメント５２）と、複数のアンテナ部材５１が互いに第２の間隔で配列された疎部領域５３（互いに隣接するセグメント５２同士の間）とが、前記Ｙ方向に交互に設けられることになる。そして前記誘電体窓部材３の吊り支持部４は、多数配列されたアンテナ部材５１と干渉しないように、前記互いに隣接するセグメント５２同士の間の、前記疎部領域５３に設けられている。

このようなセグメント５２は、図２に示すように、載置台２７に対向して前記Ｘ方向に伸びる水平領域５４を備え、セグメント５２の長さ方向（前記Ｘ方向）における前記水平領域５４の両外側の領域５５、つまりセグメント５２の長さ方向の両端部は夫々上方側に例えば垂直に起立している。前記セグメント５２の水平領域５４は、図１〜図３に示すように、載置台２７上に載置されたガラス基板ＧのＸ方向の長さをカバーする大きさに設定されている。またセグメント５２は、ガラス基板ＧのＹ方向の長さをカバーするように、処理容器２の全体に亘って配列されている。この例では、プラズマ生成室２２におけるＸ方向の長さの中央部位は、載置台２７に載置されたガラス基板ＧにおけるＸ方向の長さの中央部位に揃い、かつ前記セグメント５２の前記水平領域５４における長さ方向の中央部位に揃うように、プラズマ生成室２２や載置台２７、セグメント５２の夫々の寸法や設置位置が設定されている。

このようなアンテナ５の一端側は、電源側導電路６１を介して、前記アンテナ５に誘導結合プラズマ発生用の高周波電力例えば周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給するためのプラズマ発生用高周波電源と整合器とを備えたプラズマ発生用の高周波電源部６に接続されている。ここで前記電源側導電路６１は、図２及び図４に示すように、各セグメント５２との接続部から前記高周波電源部６までの経路の電気的な長さが各セグメント５２毎に等しくなるように設定されている。ここで電気的な長さが等しいとは、高周波電源部６から各セグメント５２の接続部までの導電路６１のインピーダンスが等しいということであり、導電路６１の物理的な長さが等しい場合の他、物理的な長さが異なっていても導電路６１の断面積が異なり、結果的に高周波電源部６から前記接続部までの導電路６１のインピーダンスが等しくなる場合や、後述のようにインピーダンスを調整する素子も含めてインピーダンスを合わせ込む場合も含まれる。

この例では、電源側導電路６１は各セグメント５２との接続部から前記高周波電源部６までの物理的な長さが等しくなるように設定されている。具体的に図２及び図４を参照して説明すると、電源側導電路６１は、アンテナ部材５１の配列方向（図中Ｙ方向）の一端側から、互いに隣接するセグメント５２Ａ，５２Ｂが１段目の導電路６１ａにより接続され、次に互いに隣接するセグメント５２Ｃ，５２Ｄが１段目の導電路６１ｂにより接続されている。そしてこれら１段目の導電路６１ａ，６１ｂの中間点同士が２段目の導電路６１ｃにより接続され、この２段目の導電路６１ｃの中間点と高周波電源部６とが終端導電路６１ｄにより接続されるように構成されている。

またアンテナ５の他端側は、接地側導電路６２により接地に接続されると共に、アンテナ５と接地点との間には電位分布調整用のコンデンサをなす容量可変コンデンサ７が設けられている。前記接地側導電路６２は、図２及び図４に示すように、各セグメント５２との接続部位から前記容量可変コンデンサ７までの電気的な長さが各セグメント５２に対して等しくなるように設定されている。この例では、接地側導電路６２は各セグメント５２との接続部から前記容量可変コンデンサ７までの物理的な長さが等しくなるように設定されている。

つまり接地側導電路６２は例えば図２及び図４に示すように、アンテナ部材５１の配列方向（図中Ｙ方向）の一端側から、互いに隣接するセグメント５２Ａ，５２Ｂが１段目の導電路６２ａにより接続され、次に互いに隣接するセグメント５２Ｃ，５２Ｄが１段目の導電路６２ｂにより接続されている。そしてこれら１段目の導電路６２ａ，６２ｂの中間点同士が２段目の導電路６２ｃにより接続され、この２段目の導電路６２ｃの中間点と前記容量可変コンデンサ７とが導電路６２ｄにより接続されるように構成されている。また容量可変コンデンサ７までの物理的な長さが等しいことから、各セグメント５２と前記接地点とを結ぶ導電路６２の物理的な長さも等しくなる。こうしてこの例では、各セグメント５２Ａ〜５２Ｄにおける前記高周波電源部６から前記接地点に至る高周波経路の物理的な長さを揃えることにより、前記高周波経路の電気的な長さ（インピーダンス）が互いに等しくなるように設定されている。前記高周波経路とは、詳しくはプラズマ発生用の高周波電源部６における整合器の下流側から各セグメントを通り、前記接地点に至る経路をいう。

ここで図２に示すように、電源側導電路６１ａ〜６１ｃ及び接地側導電路６２ａ〜６２ｃは水平な導電路と起立した導電路とを含んでおり、簡易な表現をすると、各セグメント５２の間で前記高周波経路の電気的な長さが等しくなるように、互いに隣接するセグメント５２同士を結線してトーナメントの組み合わせを決める線図状に階段状に配線されている。

前記容量可変コンデンサ７は、終端導電路６２ｄにおける各接地側導電路６２の合流点と接地点との間に設けられ、その容量を調整してアンテナ５のインピーダンスを調整し、これによりアンテナ５の長さ方向の電位分布を調整するためのものである。この電位分布の調整について図５〜図７を用いて説明する。図５（ａ）は、容量可変コンデンサ７を設けない場合の構成図であり、この場合、ある時点におけるアンテナ５の長さ方向（図中Ｘ方向）の電位分布は、図５（ｂ）に示すように片上りになる。

これに対して容量可変コンデンサ７を設けると、図６（ａ）における高周波電源部６の出口側の位置Ｐ１及び、容量可変コンデンサ７の入口側の位置Ｐ２の電位の時間的変化は、図７のように互いに９０度ずつ位相がずれた状態となるので、アンテナ５の長さ方向におけるある瞬間の電位Ｖｐ（高周波のピーク電位）の分布は、図６（ｂ）のようになる。即ち容量可変コンデンサ７の容量に応じて位置Ｐ２の電位が負になるので、位置Ｐ１から位置Ｐ２の電位分布は途中でゼロ点を有することになる。従って容量可変コンデンサ７の容量を調整することにより、アンテナ５の長さ方向において電位Ｖｐのゼロ点位置を自由に設定することができ、この例ではアンテナ５の長さ方向の中央位置Ｐ３にゼロ点が位置するように調整されている。こうしてアンテナ５の長さ方向の電位分布を調整することにより、アンテナの長さ方向のプラズマ密度をコントロールすることができることになる。

図１に説明を戻すと、処理容器２には、その側周壁にガラス基板Ｇを処理容器２のプラズマ生成室２２に対して搬入出するための開口部２３がゲートバルブ２４により開閉自在に設けられると共に、その底部に排気路２５が接続されており、この排気路２５の他端側は排気量調整部２６ａを介して真空排気手段をなす真空ポンプ２６に接続されている。
また当該プラズマ処理装置は、制御部により制御されるように構成されている。この制御部は例えばコンピュータからなり、ＣＰＵ、プログラム、メモリを備えている。前記プログラムには制御部からプラズマ処理装置の各部に制御信号を送り、所定のプラズマ処理を進行させるように命令（各ステップ）が組み込まれている。このプログラムは、コンピュータ記憶媒体例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）等の記憶部に格納されて制御部にインストールされる。

次に上述実施の形態の作用について説明する。先ずゲートバルブ２４を開いて開口部２３から図示しない外部の搬送手段により、ガラス基板Ｇをプラズマ生成室２２内に搬入し、図示しない昇降ピンを介して載置台２７に載置する。次いでプラズマ生成室２２内に処理ガス供給系４５から処理ガスを供給する一方、排気路２５を介して真空ポンプ２６によりプラズマ生成室２２内を所定の真空度まで真空排気する。なおアンテナ室２１は大気雰囲気に設定される。

次いで高周波電源部６から例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力をアンテナ５に供給する。これによりアンテナ５の周囲に誘導電界が発生し、処理容器２内の処理ガスがこの電界のエネルギーによりプラズマ化（活性化）されてプラズマが生成する。そして載置台２７にバイアス用高周波電源部２９から例えば３．２ＭＨｚの高周波電力を供給し、これによりプラズマ中のイオンを載置台２７側に引き込み、ガラス基板Ｇに対してエッチング処理を行う。

ここでアンテナ部材５１からなる４個のセグメント５２は、既述のように高周波電力の供給点と接地点に対していわばトーナメントの組み合わせ線図の如く、互いに結線されていて、各セグメント５２に対応する高周波の経路のインピーダンスが等しいことから、処理容器２をＹ方向（アンテナ５の配列方向）で見たときに、各セグメント５２の電位は同電位となる。セグメント５２は複数の直線状のアンテナ部材５１、この例では４本のアンテナ部材５１を有しており、詳しくみれば外２本のアンテナ部材５１と内２本のアンテナ部材５１とは経路の長さがセグメント５２内で異なっている。従ってセグメント５２の個々については、前記配列方向で見たときに同電位ではなく、僅かな電位分布があるが、この電位分布のパターンが各セグメント５２間で揃っている。

ところでアンテナ部材５１の配列間隔がアンテナ５全体に亘って同一であるとすると、プラズマ密度は図８（ｂ）のように中央が高く、両端が低い山型の分布となる。つまり全アンテナ部材５１の内、中央部に設けられたアンテナ部材５１の下方側で最もプラズマ密度が高くなり、ここから外側に向かうに連れて徐々にプラズマ密度が低下していくようなプラズマ密度分布となる。このためアンテナ５全体では、プラズマ密度の高低差が大きくなり、プラズマ密度の面内均一性が低くなってしまう。

これに対して本実施の形態では、互いに隣接するセグメント５２同士の間隔Ｌ２をセグメント５２内のアンテナ部材同士５１の間隔Ｌ１よりも広げて、密部領域５２と疎部領域５３とを交互に形成しているので、図８（ａ）に示すように、プラズマの密度は各セグメント５２毎に山型の分布が形成され、このため被処理体の面方向に沿ったプラズマ密度分布は均一性が高いものとなる。つまり密部領域５２では、中央のアンテナ部材５１に対応する位置でプラズマ密度が大きくなるものの、プラズマ密度の変化が小さい。そして密部領域５２と疎部領域５３とを前記配列方向に交互に配列しているため、密度変化が小さいプラズマが前記配列方向に連続して形成されることなり、結果としてプラズマ密度の面内均一性が向上する。

そしてアンテナ５の長さ方向についてみると、既述の図６（ｂ）に示すように、アンテナ部材５１の長さ方向の中央部位の電位がゼロになり、電位分布はこのゼロ点に対して左右対称になる。この場合アンテナ部材５１の周縁では容量結合が多くなって誘導結合が小さく、また電位分布がアンテナ部材５１の長さ方向の中央部位に対して左右対称なので、プラズマ密度分布は図６（ｃ）に示すように、結果として中央のプラズマ密度が高くなる山型の分布となる。

これに対して、コンデンサを設けない構成では、図５（ｃ）に示すように、電位Ｖｐが低い接地点側のプラズマ密度が高く、高周波電源部６側のプラズマ密度が低いという分布になり、アンテナ部材５１の長さ方向の一方側のプラズマ密度が高く、他方側のプラズマ密度が低い状態になるため、均一性は低下する。
以上のことから、処理容器２においては、Ｘ方向（アンテナ部材５１の長さ方向）についても、Ｙ方向（アンテナ部材の５１の配列方向）についても、被処理体の面方向に沿った（Ｘ，Ｙ平面における）電位分布の均一性が高いので、電界の均一性が向上する。このためプラズマ密度の面内均一性が高くなり、被処理体の面内において均一性の高いプラズマ処理が行われる。

このようなプラズマ処理装置では、直線状のアンテナ部材５１を用いてアンテナ５を構成しているので、スパイラルアンテナに比べてアンテナ部材５１の長さが短く、インピーダンスを低下することができる。このためスパイラルアンテナを用いる場合に比べて、アンテナ電位を容易に抑えることができる。
また既述のように各セグメント５２のインピーダンスを揃えること、容量可変コンデンサ７を用いてアンテナ部材５１の長さ方向の中央部位の電位Ｖｐをゼロにするように電位分布を調整すること、アンテナ部材５１の配列間隔が異なる密部領域５２と疎部領域５３とを交互に形成することにより、処理容器２内においてアンテナ部材５１の配列方向及び長さ方向において、均一性が高いプラズマを生成することができ、被処理体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。さらに各セグメント５２を高周波電力の供給点と接地点に対していわばトーナメントの組み合わせ線図の如く互いに結線することにより、簡易な構成で、各セグメント５２毎のインピーダンスを揃えることができ、有効である。

さらに本発明では、誘電体窓部材３の仕切り部３４はアンテナ５のアンテナ部材５１と直交するように設けられているので、仕切り部３４での誘導電流の発生が抑えられ、アンテナ５からの誘導電界が無駄な減衰を抑えてスムーズにプラズマ生成室２２に透過される。また複数個の仕切り部３４を設けて複数個の分割領域を形成し、この分割領域の夫々に誘電体部材３２を配設しているので、１つの分割領域に設けられる誘電体部材３２を小型化することができる。また小型化された誘電体部材３２はその周囲を仕切り部３４及び外枠部３３よりなる梁部３１にて支持されるので、真空雰囲気のプラズマ生成室２２、大気雰囲気のアンテナ室２１との間を気密に区画するにあたって、十分な強度を確保することができる。さらにまた誘電体窓部材３の仕切り部３４を介して処理ガスをプラズマ生成室２２に供給し、誘電体窓部材３が処理ガス供給手段を兼用しているので、プラズマ処理装置の構成部材を少なくし、装置の簡易化を図ることができ、製造コストの低減に寄与することができる。

続いてアンテナの他の構成例について図９を参照して説明する。図９（ａ）の構成におけるアンテナ８１は、直線状に互いに平行に伸びる同一径で長さが等しい２本のアンテナ部材８０を一組とするセグメント８２を２^ｎ個、この例では２^３個（８個）備えた構成である。この例では２個のセグメント８２を構成する４本のアンテナ部材８０が互いに間隔Ｌ１で等間隔に配置されてアンテナ部材８０が密に配列される密部領域８２を構成し、２個のセグメント８２と、これに隣接する２個のセグメント８２の間は、前記間隔Ｌ１よりも大きい間隔Ｌ２でアンテナ部材８０が配置されてアンテナ部材８０が疎に配列される疎部領域８５が構成されている。そして各セグメント８２を電源側導電路８３及び接地側導電路８４により前記高周波電源部６の出力端である高周波電力の供給点と接地点に対していわばトーナメントの組み合わせ線図の如く互いに結線することにより、各セグメント８２における前記高周波電源部６から前記接地点に至る経路の物理的な長さが互いに等しくなるように設定されている。

また図９（ｂ）の構成におけるアンテナ８６は、直線状に互いに平行に伸びる物理的な長さが等しい３本のアンテナ部材８７を一組とするセグメント８８を２^ｎ個、この例では２^２個備えた構成であり、アンテナ部材８７の数が異なる以外は上述のアンテナ５と同様に構成されている。

さらに本発明では図１０に示すように、電源用導電路側にインピーダンス調整用の容量可変コンデンサを設けるようにしてもよい。この例のアンテナ９では、例えば４つのセグメント９１Ａ〜９１ＤがＹ方向に配列されており、アンテナ９の給電側では、外側の２つのセグメント９１Ａ，９１Ｄ同士が電源側導電路９２ａにより接続されて、導電路９２ｂを介して高周波電源部６に接続され、導電路９２ａと導電路９２ｂとの合流点と高周波電源部６の間には、インピーダンス調整用の容量可変コンデンサ９３Ａが設けられている。また内側の２つのセグメント９１Ｂ，９１Ｃ同士が電源側導電路９２ａにより接続されて、導電路９２ｄを介して高周波電源部６に接続されており、導電路９２ｃと導電路９２ｄとの合流点と高周波電源部６の間には、インピーダンス調整用の容量可変コンデンサ９３Ｂが設けられている。

一方アンテナ９の接地側では、外側の２つのセグメント９１Ａ，９１Ｄ同士が接地側導電路９３ａにより接続されて、導電路９３ｂを介して接地されており、導電路９３ａと導電路９３ｂとの合流点と接地点との間には、電位分布調整用の容量固定コンデンサ９４Ａが設けられている。また内側の２つのセグメント９１Ｂ，９１Ｃ同士が接地側導電路９３ｃにより接続されて、導電路９３ｄを介して接地されており、導電路９３ｃと導電路９３ｄとの合流点と接地点との間には、電位分布調整用の容量固定コンデンサ９４Ｂが設けられている。

この例においては前記容量可変コンデンサ９３Ａ，９３Ｂは、内側のセグメント９１Ｂ，９１Ｃを介して前記高周波電源部６から前記接地点に至るまでの高周波経路のインピーダンスと、外側のセグメント９１Ａ，９１Ｄを介する前記高周波経路のインピーダンスとを変える目的で用いられる。例えば内側のセグメント９１Ｂ，９１Ｃを介する前記高周波経路のインピーダンスよりも、外側のセグメント９１Ａ，９１Ｄを介する前記高周波経路のインピーダンスを大きくするように、容量可変コンデンサ９３Ａ，９３Ｂの容量を調整することにより、内側のセグメント９１Ｂ，９１Ｃに流れる高周波電流を外側のセグメント９１Ａ，９１Ｄに流れる高周波電流よりも多くして、外側のセグメント９１Ａ，９１Ｄに対して内側のセグメント９１Ｂ，９１Ｃのプラズマ密度を大きくするようなプラズマ密度の面内分布のコントロールを行うことができる。

また、例えば内側のセグメント９１Ｂ，９１Ｃを介する前記高周波経路のインピーダンスよりも、外側のセグメント９１Ａ，９１Ｄを介する前記高周波経路のインピーダンスを小さくするように、容量可変コンデンサ９３Ａ，９３Ｂを調整することにより、外側のセグメント９１Ａ，９１Ｄに対して内側のセグメント９１Ｂ，９１Ｃのプラズマ密度を小さくするようにプラズマ密度の面内分布を調整してもよい。

このように容量可変コンデンサ９３Ａ、９３Ｂにより、外側のセグメント９１Ａ，９１Ｄと内側のセグメント９１Ｂ，９１Ｃを介する各々の前記高周波経路のインピーダンスを調整することによって、基板の面方向において内側のセグメント９１Ｂ，９１Ｃにより発生するプラズマと、外側のセグメント９１Ａ，９１Ｄにより発生するプラズマとの間でプラズマ密度の微細なコントロールができるので、面内分布（均一性）のさらなる微調整が可能となる。ここで容量可変コンデンサ９３Ａ，９３Ｂは、この例では内側のセグメント９１Ｂ，９１Ｃと、外側のセグメント９１Ａ，９１Ｄの両方に設けるようにしたが、いずれか一方に設けるようにしてもよい。

このようにインピーダンス調整用の可変コンデンサを設けることにより、セグメントに分けて前記高周波経路のインピーダンスを調整することができるので、当該高周波経路のインピーダンスの調整の自動度が高くなる。これにより例えばガラス基板Ｇの面方向の電界の均一性を高めたり、セグメントの配列方向の内側と外側との間で電界分布を変化させるような電界分布の調整を行うことができるので、結果として被処理体に対するプラズマ処理の均一性を向上させることができる。
また図１０に示すようにセグメントをトーナメントの線図のように結線し、複数のセグメントを共通の容量可変コンデンサに接続するようにすれば、一つの容量可変コンデンサにて、同時に複数のセグメントにおける前記高周波経路のインピーダンスを調整でき、調整が容易となる。

さらに電位分布調整用のコンデンサは、アンテナと高周波電源部とを接続する電源側導電路に設けるようにしてもよい。また電位分布調整用のコンデンサは、容量固定コンデンサあるいは、容量可変コンデンサのどちらを用いるようにしてもよい。
さらに本発明のアンテナは、誘電体窓部材の内部に埋設するように設けられるものであってもよい。さらにまた、互いに隣接するセグメント同士の間隔Ｌ２を同じセグメント内のアンテナ部材同士の間隔Ｌ１よりも狭くして、アンテナ部材が疎に配列される疎部領域をセグメントを構成するアンテナ部材により形成し、アンテナ部材が密に配列される密部領域を互いに隣接するセグメント同士のアンテナ部材により形成するようにしてもよい。本発明のプラズマ処理は、成膜処理やエッチング処理、レジスト膜のアッシング処理等に適用できる。

ところで、誘導結合プラズマ処理装置にて用いられるアンテナとしては、既述のように一般的にはアンテナ線が平面的に環状に巻かれたスパイラルアンテナが用いられているが、大型の基板を処理する装置の場合にはアンテナのインピーダンスが大きくなり、高密度のプラズマが得られなくなるおそれがあることから、それを防ぐために既述の各実施形態では各アンテナを直線形状とし、アンテナ一本あたりのインピーダンスを抑制している。しかし、直線形状のアンテナ部材の配列間隔によっては、処理基板の面内均一性を制御することが難しい場合がある。そこで、以下にアンテナ部材間を任意の間隔に変更することができる実施形態について図１１を参照しながら説明する。この実施形態では、誘電体窓部材３により形成されたアンテナ室２１に、アンテナ５の代わりにアンテナ１００が設けられている。

アンテナ１００は誘電体窓部材３の仕切り部３４と直交する方向に伸びる２本のアンテナ部材１０１を備えている。各アンテナ部材１０１は互いに平行に設けられ、同じ形状及び同じ長さに構成され、さらにその両端部は上方へと折れ曲がる屈曲部１０２を形成している。そして、図１２に示すように各屈曲領域１０２ｂにはアンテナ部材１０１の長さ方向に貫通している取り付け孔１０３が穿設されている。

また、アンテナ室２１にはアンテナ部材１０１の両端側に、アンテナ部材１０１の伸長方向と直交して水平に伸びるタップ１０４ａ，１０４ｂが設けられている。各タップ１０４ａ，１０４ｂは同様に構成されているので、代表してタップ１０４ａについて説明すると、各タップ１０４ａにはそのタップ１０４ａの伸長方向に沿って、夫々ネジ１０６が螺合する多数のネジ孔１０５が設けられている。

アンテナ部材１０１はネジ１０６を屈曲部１０２の取り付け孔１０３を介してタップ１０４ａ，１０４ｂのネジ孔１０５に螺合（ネジ止め）することにより、タップ１０４ａ，１０４ｂへ着脱自在に取り付けることができ、従ってネジ孔１０５を選択することで、各アンテナ部材１０１のＹ方向（アンテナ部材１０１と直交する方向）の設置位置及び各アンテナ部材１０１の間隔を自由に調整できるようになっている。

タップ１０４ａ，１０４ｂに取り付けられたアンテナ部材１０１の一端側、他端側には電源側導電路１１１、接地側導電路１１２が夫々接続されている。これらの電源側導電路１１１及び接地側導電路１１２は、例えば図２の電源側導電路６１及び接地側導電路６２と同様に、上方へ向かった後に屈曲して横方向に伸びている。

図１３は、アンテナ１００を電気的に等価な図として示しており、この図も参照しながら説明すると、図１３中１１３，１１４は、アンテナ部材１０１と電源側導電路１１１との接続点、アンテナ部材１０１と接地側導電路１１２との接続点を夫々示している。電源側導電路１１１は、互いのアンテナ部材１０１を接続する１段目の電源側導電路１１１ａと、導電路１１１ａの中間点から高周波電源部６に接続されている２段目の電源側導電路１１１ｂと、により構成されている。このように高周波電源部６から各接続点１１３までの導電路の長さは等しく構成され、それによって高周波電源部６から各接続点１１３までのインピーダンスは夫々等しくなるように設定されている。

また、電源側導電路１１２は互いのアンテナ部材１０１を接続する１段目の電源側導電路１１２ａと、導電路１１２ａの中間点と容量可変コンデンサ７を介して接地点とを接続する２段目の電源側導電路１１２ｂと、により構成されている。このように各接続点１１４から接地点までの導電路の長さは等しく構成され、それによって前記アンテナ部材１０１と接地側導電路１１２との各接続点１１４から接地点までのインピーダンスは互いに等しくなるように設定されている。さらに、各アンテナ部材１０１のインピーダンスは夫々等しくなるように設定されており、従って各アンテナ部材１０１により構成される高周波経路の電気的な長さは互いに等しくなるように設定されている。

上記のアンテナ１００において、アンテナ部材１０１間の距離を変える毎にプラズマ生成室２２に形成されるプラズマ密度分布８が変化する様子を図１４から図１８を参照しながら示す。各図において図番の後に符号（ａ）を付したものはアンテナ室２１におけるアンテナ部材１０１の配置のレイアウトの一例を示しており、図番の後に符号（ｂ）を示したものはその同じ図番の（ａ）のレイアウトとしたときのプラズマ生成室２２内に形成されるプラズマ密度分布８を示したものである。各例では、アンテナ室２１のＹ方向の中間位置にアンテナ部材１０１が対称に位置しており、ガラス基板ＧのＹ方向の中間位置とアンテナ室のＹ方向の中間位置とは互いに重なり合っている。なお、各図１４〜１８（ｂ）のプラズマ密度分布８は後述の評価試験で確認された結果に基づいて示されている。

先ず、アンテナ部材１０１をアンテナ室２１の中央部にて、比較的近い距離で設置した図１４（ａ）に示すレイアウトとした場合について説明する。このようにアンテナ部材１０１間の距離が近いと、２本のアンテナ部材１０１があたかも一本の太いアンテナ部材のように機能し、図１４（ａ）に示すように２本のアンテナ部材１０１を一本のアンテナ部材としてそれを取り巻くように誘導磁界１１０が形成される。ここで形成される誘導磁界１１０は、アンテナ部材１１０が束になって見えることにより、一本のアンテナ部材１１０により形成される誘導磁界に比べて強い磁界が生成される効果がある。

そして、プラズマ生成室２２においては、アンテナ部材１０１がその上方に設けられている中央部で最もプラズマ密度が高くなり、この中央部からアンテナ部材１０１の配列方向に沿って外側に向かうに連れて徐々にプラズマ密度が低下するプラズマ密度分布８となる。ところで、図１４（ｂ）中の鎖線８０は２本あるアンテナ部材１０１のうちの一方がなく、他方の一本のみが設けられているとした場合に形成されるプラズマ密度分布を示している。この例では上記のように２本のアンテナ部材１０１が一本のアンテナ部材１０１として機能しているので、前記プラズマ密度分布８は、この鎖線で示すアンテナ部材１０１が１本のみ設けられた場合と略同様のプラズマ密度分布となっている。ただし、アンテナ部材１０１が一本のみ設けられる場合に比べて、上記のように強い誘導磁界が形成されるため、そのようにアンテナ部材１０１が一本のみ設けられた場合に比べてプラズマ生成室２２の中央部のプラズマ密度分布８は大きくなる。

図１５〜図１８は、図１４に比べてアンテナ部材１０１をアンテナ室２１の中央部から遠ざかるように、互いに離して設置したときのプラズマの密度分布８を示しており、このようにアンテナ部材１０１が比較的離れている場合は、各アンテナ部材１０１の周囲に個別に誘導磁界１１０が形成される。各図１５〜１８（ｂ）中の鎖線８０は、図１４（ｂ）と同様に一本のアンテナ部材１０１が単独で存在した場合に形成されるプラズマ密度分布を示したものであり、アンテナ部材１０１が一本のみ設けられた場合はこの鎖線８０で示すようにアンテナ部材１０１の下方のプラズマ密度が高く、アンテナ部材１０１から横方向に遠ざかるにつれてプラズマ密度が低くなるプラズマ密度分布となるが、実際にプラズマ生成室２２に形成されるプラズマ密度分布８はこれらアンテナ部１０１材毎に形成されるプラズマ密度分布が合わさったものになる。

そして、これらの図１５〜図１８に示すようにアンテナ部材１０１の取り付け位置をアンテナ室２１の周縁部側へとずらし、アンテナ部材１０１の間隔が広がるにつれて、プラズマ生成室２２に形成されるプラズマ密度分布８については、生成室２２内の中央部のプラズマ密度が減少するのに対し周縁部のプラズマ密度が大きくなる。例えば、アンテナ部材１０１が互いに比較的近い位置に設けられている図１５（ａ）、図１６（ａ）では、図１４（ａ）のレイアウトとした場合と同様に、図１５（ｂ）、図１６（ｂ）に示すようにプラズマ生成室２２の中央部側が周縁部側に比べて高い密度分布となる。それら図１５（ａ）、図１６（ａ）のレイアウトよりもアンテナ部材１０１の間隔が離れた図１７（ａ）のレイアウトでは図１７（ｂ）に示すようにプラズマ生成室２２に略均一なプラズマ密度分布８が形成され、それよりもさらにアンテナ部材１０１の間隔が離れた図１８（ａ）のレイアウトでは、図１８（ｂ）に示すようにプラズマ生成室２２の周縁部側が中央部側に比べて高い密度分布となる。

このようにアンテナ部材１０１の間隔を変更できるアンテナ１００では、２本のアンテナ部材１０１の間隔を調整して処理を行うことで、プラズマ生成室２２内の各部に形成されるプラズマ密度分布を制御することができる。例えばガスの種類やガスの供給量などの各処理条件などによってプラズマ生成室２２内のプラズマ密度分布は変化することがあるが、そのように処理条件を変更した場合にアンテナ１００では、アンテナ部材１０１の位置を変更し、ガラス基板Ｇに均一性の高い処理を行うことができるので有利である。

また、アンテナ部材の位置を変更することができる構成とした場合、アンテナ部材１０１の本数としては、２本に限られない。図１９は、アンテナ部材１０１を４本とした場合のアンテナ１２０の斜視図であり、図２０は、アンテナ１２０を電気的に等価な図として示したものである。このアンテナ１２０は、アンテナ部材１０１の配列方向に見て、１本目及び２本目のアンテナ部材１０１が一つのセグメント（密部領域）１２１、３本目及び４本目のアンテナ部材が一つのセグメント１２１を構成している。図１９、図２０において、アンテナ１００と同様に構成されている箇所については同じ符号を付して示している。

アンテナ部材１０１は電源側導電路１２３を介して高周波電源部６に、接地側導電路１２４を介して接地点に夫々接続されている。図２０中１２５は電源側導電路１２３と各アンテナ部材１０１との接続点、図中１２６は接地側導電路１２４と各アンテナ部材１０１との接続点である。

電源側導電路１２３及び接地側導電路１２４は、他の各実施形態と同様に互いに隣接するセグメント１２１同士を結線してトーナメントの組み合わせを決める線図状に構成されている。具体的に電源側導電路１２３においては、同じセグメント１２１のアンテナ部材１０１を互いに接続する１段目の導電路１２３ａの中間点同士を２段目の導電路１２３ｂが接続し、その２段目の導電路１２３ｂの中間点と高周波電源部６とを３段目の導電路１２３ｃが接続している。このように配線して高周波電源部６から各アンテナ部材１０１までの導電路の長さを等しくして、夫々の導電路の各インピーダンスが等しくなるように設定している。

また、接地側導電路１２４においても、同じセグメント１２１のアンテナ部材１０１を互いに接続する１段目の導電路１２４ａの中間点同士を２段目の導電路１２４ｂが接続し、その２段目の導電路１２４ｂの中間点と高周波電源部６とを３段目の導電路１２４ｃが接続している。このように配線して、各アンテナ部材１０１から接地点までの導電路の長さを等しくして、夫々の導電路のインピーダンスを等しく設定している。このように各導電路を構成することで、既述の各実施形態と同様に各高周波経路の電気的な長さは互いに等しくなるように設定されている。

このように構成されたアンテナ１２０でも同じセグメント１２１を構成するアンテナ部材１０１の間隔及び互いに異なるセグメント１２１を構成するアンテナ部材１０１の間隔を自在に調整することができるので、プラズマ生成室２２に形成されるプラズマ密度分布を制御することができる。また、既述のようにアンテナ部材１０１を近づけることで、形成される誘導磁界を強めて高いエッチングレートを得ることができるので、異なるセグメント１２１間及び同じセグメント１２１内でアンテナ部材１０１の位置を調整して、そのように高いエッチングレートを得ることができる。

また、アンテナ部材の間隔は自動で調整できるようになっていてもよい。図２１（ａ）（ｂ）にはそのようなアンテナ１３０の平面、側面を夫々示している。このアンテナ１３０を、アンテナ１００との差異点を中心に説明すると、２本のアンテナ部材１０１の両端は夫々駆動部１３１に接続されている。この駆動部１３１は例えばアンテナ室２１内をアンテナ部材１０１の配列方向に伸びたガイドレール１３２に沿って移動自在に構成されている。電源側導電路１１１及び接地側導電路１１２の容量可変コンデンサ７の上流側は、アンテナ部材１０１の移動を妨げないように、可撓性を有する配線により構成されている。

このアンテナ１３０を備えたプラズマ処理装置に設けられた制御部の構成の一例について図２２を参照しながら説明する。図中の制御部１４０はバス１４１を備えており、バス１４１にはＣＰＵ１４２とレシピ格納部１４３とが接続されている。レシピ格納部１４３には処理容器２に供給するガス種やガスの流量などについて設定した複数の処理レシピが記憶されており、これら各処理レシピはアンテナ部材１０１の間隔の設定も含んでいる。

例えばユーザがキーボードなどにより構成される不図示の選択手段を介して処理レシピの選択を行うと、ＣＰＵ１４２によりレシピ格納手段１４３からその選択された処理レシピが読み出される。そして、制御部１４０からプラズマ処理装置の駆動部１３１へその読み出された処理レシピに応じた制御信号が出力される。制御信号を受けた駆動部１３１は図２１（ａ）に矢印で示すように移動して、アンテナ部材１０１の間隔がその選択された処理レシピに設定された間隔となるように制御され、続いて選択された処理レシピに設定されたガスが、同じくその処理レシピに設定された流量で供給され、処理が行われる。

前記プラズマ処理装置では、基板Ｇが連続して処理容器２に搬送される場合に、例えば基板Ｇのロット毎に処理レシピの選択を行ってアンテナ部材１０１の間隔を制御することができる。また、処理レシピとしては、図２３に示すようにプロセスの時間帯に応じてアンテナ部材１０１の間隔が変化するように設定されていてもよく、１枚の基板Ｇの処理中に、アンテナ部材１０１の間隔が変化してプラズマ処理が行われるようになっていてもよい。

このようにアンテナ部材が移動する場合にも図１０に示すように各セグメントのインピーダンスを調整するためのコンデンサを取り付けることができる。

（評価試験）
アンテナ１００を備えたプラズマ処理装置を用いてプラズマ密度分布を調べるための評価試験を行った。試験毎にアンテナ部材１０１間の距離を夫々変化させて、フォトレジストが表面に塗布された基板Ｇに対してプラズマ処理を行い、形成されたプラズマを観察すると共に処理後に基板Ｇにおいてアンテナの配列方向におけるフォトレジストのアッシングレートを調べた。基板Ｇの処理条件として、プラズマ生成室２２内の圧力は１０ｍＴｏｒｒ、高周波電源部６からの供給電力は２０００Ｗとした。

アンテナ室２１にて、アンテナ部材１０１の配列方向に見て基板の中央部からの端部までの距離をＬとすると、アンテナ部材１０１間の距離は、評価試験１では約１／３Ｌ、評価試験２では約２／３Ｌ、評価試験３では約Ｌ、評価試験４では約４／３Ｌ、評価試験５では約２Ｌとした。実施形態で説明した図１４（ａ）〜図１９（ａ）は、各評価試験１〜５のアンテナ部材１０１のレイアウトを示している。各基板Ｇのアッシングレートの測定位置としては、基板Ｇの中心部から、Ｙ方向（アンテナ部材の配列方向）に沿って基板Ｇの一端側、他端側に向かう任意の位置とした。

基板Ｇへの処理中のプラズマの観察結果としては、評価試験１、２ではプラズマがプラズマ生成室２２の中央部で強く、周縁部で弱く観察された。評価試験３では、プラズマはプラズマ生成室２２の中央部が周縁部よりも若干強く、評価試験４では中央部と周縁部とで夫々均一性高く観察された。評価試験５ではプラズマは、プラズマ生成室２２の中央部で弱く、周縁部で強く観察された。

上記の表１は評価試験１〜５において、基板Ｇの各部で測定されたアッシングレートを表しており、図２４（ａ）〜図２６（ｅ）はその表をグラフとして表したものである。測定位置としては基板の中心部を０とし、その中心部から基板の一端側、他端側の周縁部までの距離を夫々取って示しており、一端側の距離に＋、他端側の距離に−の符号を夫々付している。このアッシングレートが高いほど、その上方のプラズマ密度が高いことを示している。評価試験１〜３では基板Ｇの中央部のアッシングレートが周縁部のアッシングレートよりも高い凸型のグラフを描く分布になっており、評価試験４では基板Ｇの中央部のアッシングレートと周縁部のアッシングレートとが概ね均一なフラット型のグラフを描く分布になっている。そして、評価試験５では周縁部のアッシングレートが中央部のアッシングレートよりも高い凹型のグラフ分布となっている。

評価試験１〜５の結果からアンテナ部材１０１間の距離を制御することで、プラズマ生成室２２内のプラズマ密度分布を制御し、基板の面内でのアッシングレートを制御することができることが示された。また、アンテナ部材１０１間の距離を最も近づけた評価試験１では、そのアンテナ部材１０１の下方の基板中央部のアッシングレートが特に高くなっており、他の評価試験のアンテナ部材１０１の下方側のアッシングレートよりも高い。このことからアンテナ部材１０１を近接して配置した場合、その周囲のプラズマ密度の分布を高めて、高いアッシングレートを得ることができることが示された。評価試験１〜５は、フォトレジストのアッシングレートを調べたものだが、エッチングにおいても同様に、アンテナ部材１０１間の距離を制御することで、プラズマ生成室２２内のプラズマ密度分布を制御し、基板の面内でのエッチングレートを制御することができるのは明らかである。以上、アンテナ部材間を任意の間隔に変更することができる実施形態について説明してきたが、上記実施形態のアンテナ部材を複数のアンテナ部材が並列接続したセグメントに置き換え、これらセグメント間を任意の間隔に変更することができる構成としてもよい。

２ 処理容器
２１ アンテナ室
２２ プラズマ生成室
３ 誘電体窓部材
３１ 梁部
３２ 誘電体部材
３３ 外枠部
３４ 仕切り部
４ 吊り支持部
４１ 通流路
４２ 処理ガス室
４３ ガス供給孔
５，１００ アンテナ
５１，１０１ アンテナ部材
５２ セグメント
５３ 疎部領域
５４ 水平領域
６ 高周波電源部
６１ 電源側導電路
６２ 接地側導電路
７、７１ 容量可変コンデンサ
１３１ 駆動部
１４０ 制御部

Claims (14)

1. 処理ガスが供給された処理容器内に誘導電界を発生させ、処理ガスをプラズマ化して処理容器内の載置台に載置された被処理体に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、
   前記載置台と処理雰囲気を介して対向するように当該処理雰囲気の外に設けられ、各々長さが等しく、互いに横に平行に並べて構成された複数の直線状のアンテナ部材を含むアンテナと、
   前記アンテナに高周波電力を供給するための高周波電源部と、
   前記アンテナの一端側を前記高周波電源部に接続するための電源側導電路と、
   前記アンテナの他端側を接地点に接続するための接地側導電路と、
   前記電源側導電路及び接地側導電路の少なくとも一方に設けられ、アンテナの電位分布を調整するための電位分布調整用のコンデンサと、を備え、
   前記高周波電源部から各アンテナ部材を介して接地点に至るまでの各高周波経路のインピーダンスが互いに等しくなるように設定され、
   各々長さが等しい複数の直線状のアンテナ部材は、互いに隣接し、かつ互いに並列接続してなるセグメントを形成し、そのセグメントが複数配置されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 処理ガスが供給された処理容器内に誘導電界を発生させ、処理ガスをプラズマ化して処理容器内の載置台に載置された被処理体に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、
   前記載置台と処理雰囲気を介して対向するように当該処理雰囲気の外に設けられ、各々長さが等しく、互いに横に平行に並べて構成された複数の直線状のアンテナ部材を含むアンテナと、
   前記アンテナに高周波電力を供給するための高周波電源部と、
   前記アンテナの一端側を前記高周波電源部に接続するための電源側導電路と、
   前記アンテナの他端側を接地点に接続するための接地側導電路と、
   前記電源側導電路及び接地側導電路の少なくとも一方に設けられ、アンテナの電位分布を調整するための電位分布調整用のコンデンサと、
   前記電源側導電路及び接地側導電路の少なくとも一方に設けられ、前記高周波電源部から各アンテナ部材を介して前記接地点に至るまでの高周波経路のインピーダンスを調整するためのインピーダンス調整用のコンデンサと、を備え、
   各々長さが等しい複数の直線状のアンテナ部材は、互いに隣接し、かつ互いに並列接続してなるセグメントを形成し、そのセグメントが複数配置されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
3. アンテナ部材同士の間隔は調整自在に構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のプラズマ処理装置。
4. 前記アンテナ部材の一端側及び他端側は、アンテナ部材の配列方向に移動自在な移動部に接続されていることを特徴とする請求項３記載のプラズマ処理装置。
5. 前記セグメントは偶数個配置され、前記電源側導電路及び接地側導電路は、各セグメントの間で前記高周波経路の物理的長さが等しくなるように、互いに隣接するセグメント同士を結線してトーナメントの組み合わせを決める線図状に階段状に配線されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
6. いずれのセグメントにおいても前記アンテナ部材の配列間隔が等しいことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
7. 前記アンテナは、
   複数のアンテナ部材が互いに第１の間隔で配列された複数の密部領域と、
   これら密部領域同士の間に設けられ、複数のアンテナ部材が互いに前記第１の間隔よりも大きい第２の間隔で配列された疎部領域と、を備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
8. 前記第１の間隔は前記セグメントを構成するアンテナ部材の間隔であり、前記第２の間隔は互いに隣接するセグメント同士の間隔であることを特徴とする請求項７記載のプラズマ処理装置。
9. 前記セグメント同士の間隔は調整自在に構成されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
10. 前記セグメントの一端及び他端側は、前記セグメントの配列方向に移動自在な移動部に接続されていることを特徴とする請求項９記載のプラズマ処理装置。
11. 前記処理雰囲気を画定するために前記載置台とアンテナとの間に設けられた誘電体窓部材を備え、
    この誘電体窓部材は、前記載置台と対向するように設けられた複数の板状の誘電性部材と、
    この誘電性部材を支持するために、前記誘電性部材の長さ方向に沿って、前記アンテナ部材と直交するように設けられた複数の仕切り部と、を備えることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
12. 前記仕切り部の内部には処理ガス室が形成されると共に、仕切り部の下面には、前記処理容器に処理ガスを供給するために、前記処理ガス室と連通するガス供給孔が形成されていることを特徴とする請求項１１記載のプラズマ処理装置。
13. 前記複数の仕切り部は夫々吊り支持部により前記処理容器の天井部から吊り下げられるように設けられ、この吊り支持部の内部には、前記仕切り枠部の処理ガス室と連通する処理ガスの通流路が形成されていることを特徴とする請求項１２記載のプラズマ処理装置。
14. 前記電位分布調整用のコンデンサは、前記アンテナ部材の長さ方向中央部位の電位がゼロになるようにインピーダンスの調整を行うためのものであることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。

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