微波等离子处理装置
阅读：857发布：2020-05-12
专利汇可以提供微波等离子处理装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 微波 等离子处理装置。防止构成 微波等离子 处理装置的微波天线的缝隙板的热 变形 ，抑制作为目标的微波的传播的变动，提高上述装置的 稳定性 及可靠性，并且也提高上述微波天线的冷却效率。在构成微波等离子处理装置的微波天线中，利用一对金属体从上下夹持缝隙板的端部地进行支承及固定。，下面是微波等离子处理装置专利的具体信息内容。
1.一种微波等离子处理装置，其特征在于，该微波等离子 处理装置包括：
处理容器，其在内部具有用于支承被处理基板的支承台；
排气系统，其与上述处理容器相结合；
气体供给部，其与上述处理容器相结合，用于供给等离子 体生成用气体；
微波天线，其在上述处理容器上设置为真空密闭上述处理 容器；
同轴波导管，其设置为在上述微波天线的大致中心向铅直 上方延伸；
同轴转换器，其设于上述同轴波导管的、与上述微波天线 相对一侧的端部；
微波电源，其经由上述同轴波导管及上述同轴转换器与上 述微波天线电结合，用于对上述微波天线供给规定的微波，
上述微波天线具有冷却套、与该冷却套相对地设置的滞波 板、缝隙板，该缝隙板形成在该滞波板的、与设有上述冷却套 一侧的主面相对一侧的主面上，上述缝隙板通过其端部被金属体夹持而被支承及固定。
2.根据权利要求1所述的微波等离子处理装置，其特征在 于，
上述金属体为一对金属体，上述缝隙板的上述端部由上述 一对金属体从上下夹持地进行支承及固定。
3.根据权利要求1或2所述的微波等离子处理装置，其特征 在于，
上述金属体为将金属线材沿与上述缝隙板的上述主面大致 平行的轴线卷绕而成的螺旋状的金属体。
4.根据权利要求1或2所述的微波等离子处理装置，其特征 在于，
上述金属体为将金属带沿与上述缝隙板的上述主面大致平 行的轴线卷绕而成的螺旋状的金属体。
5.根据权利要求1或2所述的微波等离子处理装置，其特征 在于，
上述金属体为金属制的板簧。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的微波等离子处理装 置，其特征在于，
上述金属体由具有弹性的第1金属构件和形成在该第1金 属构件的表面上的导电性良好的第2金属构件构成。
技术领域
本发明涉及能较佳地用于超微细化半导体装置的制造、包 括液晶显示装置的高析像度平面显示装置的制造等的微波等离 子处理装置。
背景技术
等离子处理工序及等离子处理装置对近年来被称作所谓的 深亚微米(deep sub-micron)元件或深亚四分之一微米(deep sub-quarter micron)元件的、具有接近0.1μm或0.1μm以下 的栅极长度(gate length)的超微细化半导体装置的制造、包 括液晶显示装置的高析像度平面显示装置的制造来说是不可缺 少的技术。
作为制造半导体装置、液晶显示装置所使用的等离子处理 装置，以往使用了各种各样的等离子体激发方式，但通常使用 平行平板型高频激发等离子处理装置或电感耦合型等离子处理 装置。
但是，上述以往的等离子处理装置存在以下的问题：等离 子体形成不均匀，电子密度较高的区域被限定，因此，难以以 较大的处理速度即生产率在被处理基板的整面上进行均匀的处 理。该问题在处理直径特别大的基板时更为明显。并且，上述 以往的等离子处理装置存在下述几个本质性的问题：由于电子 温度较高，因此对形成于被处理基板上的半导体元件产生损伤， 还有由处理室壁的阴极溅镀产生的金属污染较大等。因此，以 往的等离子处理装置难以满足对半导体装置、液晶显示装置的 进一步微细化及进一步提高生产率的苛刻的要求。
鉴于上述问题，提出了不使用直流磁场而使用由微波电场 激发的高密度等离子体的微波等离子处理装置。例如，提出如 下结构的等离子处理装置：从具有为了产生均匀的微波而排列 的多个缝隙的平面状的天线(径向线缝隙天线)向处理容器内 放射微波，利用该微波电场将真空容器内的气体电离而激发等 离子体(例如，参照日本特开平9-63793号公报)。
用这样的方法激发的微波等离子体，能在天线正下方的整 个宽阔的区域实现高等离子体密度，能在短时间内进行均匀的 等离子处理。并且，用这样的方法形成的微波等离子体，由于 利用微波激发等离子体，因此电子温度较低，能避免被处理基 板的损伤、金属污染。另外，由于也能容易在大面积基板上激 发均匀的等离子体，因此也能容易地应对使用大直径半导体基 板的半导体装置的制造工序、大型液晶显示装置的制造等。
专利文献1：日本特开平9-63793号公报
图1是表示以往的微波等离子处理装置的结构的一个例子 的剖视图，图2是放大表示图1所示的微波等离子处理装置的缝 隙板端部和顶板之间的固定部位的周边的剖视图。另外，通常 的微波等离子处理装置、特别是其微波天线部分的平面形状为 圆形，虽未特别图示，但以下所示的装置的各结构元件的平面 形状也呈圆形。
图1所示的微波等离子处理装置10包括处理容器11和配置 在处理容器11内的气体簇射极板12及气体导入管17，上述处理 容器11在内部具有用于支承被处理基板S的支承台111。气体导 入管17形成为贯穿处理容器11的内壁11B，并且由内壁11B保 持，主要将等离子体生成用的惰性气体供给到处理容器11内。 气体簇射极板12由未图示的夹具固定于处理容器11的内壁上， 能从同样未图示的气体供给源通过开口部12A将处理用的气体 供给到处理容器11内。另外，在处理容器11的下方形成有用于 与未图示的真空泵等排气系统相连接的开口11A。
另外，在处理容器11上设有真空密闭该处理容器11的微波 天线13。在微波天线13的大致中心设有向铅直上方延伸的同轴 波导管14，在该同轴波导管14的、与微波天线13相对一侧的端 部设有同轴转换器15。
同轴波导管14具有内导体141及外导体142，内导体141的 上端部141A和同轴转换器15的上壁面用小螺钉21固定，外导 体142的上端部142A和同轴转换器15的下壁面用小螺钉22固 定。由此，同轴波导管14和同轴转换器15之间被机械连接及电 连接。
微波天线13具有冷却套131、与该冷却套131相对地设置的 滞波板132、缝隙板133，该缝隙板133形成在该滞波板132的、 与设有冷却套131一侧的主面相对一侧的主面上。另外，在缝 隙板133上设有用于放射微波的未图示的多个缝隙。
另外，冷却套131、滞波板132及缝隙板133设于作为上述 天线13的构成元件的顶板135上。顶板135由处理容器11的壁面 11B的上端部支承。
同轴波导管14的外导体142的下端部142B与冷却套131用 小螺钉23固定。由此，同轴波导管14及天线13被机械连接及电 连接。
另外，冷却套131主要是为了抑制天线13被在处理容器11 内生成的等离子体的辐射热加热而设置的，构成为使制冷剂在 设于内部的流通孔131A内流动。另外，在冷却套131的上表面 隔着O型密封圈28利用小螺钉24紧固连结有盖134，利用盖134 封闭流通孔131A。
另外，如图1及图2所示，缝隙板133的端部133A利用小螺 钉26固定在冷却套131上。
但是，当在处理容器11内生成等离子体、开始对设置于支 承台111上的被处理基板S进行加工处理等时，即使如上述那样 利用冷却套131冷却整个天线13，也会使天线13的温度被加热 到100℃以上。因此，即使利用小螺钉26将缝隙板133固定于冷 却套131上，形成于缝隙板133上的缝隙的位置也会发生变化。
另一方面，从未图示的微波电源经由同轴转换器15及同轴 波导管14导入到天线13中的微波，在滞波板132内传播后，从 缝隙板133经由顶板135放射到处理容器11内。因此，当如上所 述那样缝隙的位置发生变化时，来自上述缝隙的上述微波的放 射状态会发生变动，因此，不能将上述微波稳定地放射到处理 容器11内，不能进行均匀的处理。因此，其结果，有损装置的 稳定性、可靠性。
作为制造半导体装置、液晶显示装置所使用的等离子处理 装置，以往使用了各种各样的等离子体激发方式，但通常使用 平行平板型高频激发等离子处理装置或电感耦合型等离子处理 装置。
但是，上述以往的等离子处理装置存在以下的问题：等离 子体形成不均匀，电子密度较高的区域被限定，因此，难以以 较大的处理速度即生产率在被处理基板的整面上进行均匀的处 理。该问题在处理直径特别大的基板时更为明显。并且，上述 以往的等离子处理装置存在下述几个本质性的问题：由于电子 温度较高，因此对形成于被处理基板上的半导体元件产生损伤， 还有由处理室壁的阴极溅镀产生的金属污染较大等。因此，以 往的等离子处理装置难以满足对半导体装置、液晶显示装置的 进一步微细化及进一步提高生产率的苛刻的要求。
鉴于上述问题，提出了不使用直流磁场而使用由微波电场 激发的高密度等离子体的微波等离子处理装置。例如，提出如 下结构的等离子处理装置：从具有为了产生均匀的微波而排列 的多个缝隙的平面状的天线(径向线缝隙天线)向处理容器内 放射微波，利用该微波电场将真空容器内的气体电离而激发等 离子体(例如，参照日本特开平9-63793号公报)。
用这样的方法激发的微波等离子体，能在天线正下方的整 个宽阔的区域实现高等离子体密度，能在短时间内进行均匀的 等离子处理。并且，用这样的方法形成的微波等离子体，由于 利用微波激发等离子体，因此电子温度较低，能避免被处理基 板的损伤、金属污染。另外，由于也能容易在大面积基板上激 发均匀的等离子体，因此也能容易地应对使用大直径半导体基 板的半导体装置的制造工序、大型液晶显示装置的制造等。
专利文献1：日本特开平9-63793号公报
图1是表示以往的微波等离子处理装置的结构的一个例子 的剖视图，图2是放大表示图1所示的微波等离子处理装置的缝 隙板端部和顶板之间的固定部位的周边的剖视图。另外，通常 的微波等离子处理装置、特别是其微波天线部分的平面形状为 圆形，虽未特别图示，但以下所示的装置的各结构元件的平面 形状也呈圆形。
图1所示的微波等离子处理装置10包括处理容器11和配置 在处理容器11内的气体簇射极板12及气体导入管17，上述处理 容器11在内部具有用于支承被处理基板S的支承台111。气体导 入管17形成为贯穿处理容器11的内壁11B，并且由内壁11B保 持，主要将等离子体生成用的惰性气体供给到处理容器11内。 气体簇射极板12由未图示的夹具固定于处理容器11的内壁上， 能从同样未图示的气体供给源通过开口部12A将处理用的气体 供给到处理容器11内。另外，在处理容器11的下方形成有用于 与未图示的真空泵等排气系统相连接的开口11A。
另外，在处理容器11上设有真空密闭该处理容器11的微波 天线13。在微波天线13的大致中心设有向铅直上方延伸的同轴 波导管14，在该同轴波导管14的、与微波天线13相对一侧的端 部设有同轴转换器15。
同轴波导管14具有内导体141及外导体142，内导体141的 上端部141A和同轴转换器15的上壁面用小螺钉21固定，外导 体142的上端部142A和同轴转换器15的下壁面用小螺钉22固 定。由此，同轴波导管14和同轴转换器15之间被机械连接及电 连接。
微波天线13具有冷却套131、与该冷却套131相对地设置的 滞波板132、缝隙板133，该缝隙板133形成在该滞波板132的、 与设有冷却套131一侧的主面相对一侧的主面上。另外，在缝 隙板133上设有用于放射微波的未图示的多个缝隙。
另外，冷却套131、滞波板132及缝隙板133设于作为上述 天线13的构成元件的顶板135上。顶板135由处理容器11的壁面 11B的上端部支承。
同轴波导管14的外导体142的下端部142B与冷却套131用 小螺钉23固定。由此，同轴波导管14及天线13被机械连接及电 连接。
另外，冷却套131主要是为了抑制天线13被在处理容器11 内生成的等离子体的辐射热加热而设置的，构成为使制冷剂在 设于内部的流通孔131A内流动。另外，在冷却套131的上表面 隔着O型密封圈28利用小螺钉24紧固连结有盖134，利用盖134 封闭流通孔131A。
另外，如图1及图2所示，缝隙板133的端部133A利用小螺 钉26固定在冷却套131上。
但是，当在处理容器11内生成等离子体、开始对设置于支 承台111上的被处理基板S进行加工处理等时，即使如上述那样 利用冷却套131冷却整个天线13，也会使天线13的温度被加热 到100℃以上。因此，即使利用小螺钉26将缝隙板133固定于冷 却套131上，形成于缝隙板133上的缝隙的位置也会发生变化。
另一方面，从未图示的微波电源经由同轴转换器15及同轴 波导管14导入到天线13中的微波，在滞波板132内传播后，从 缝隙板133经由顶板135放射到处理容器11内。因此，当如上所 述那样缝隙的位置发生变化时，来自上述缝隙的上述微波的放 射状态会发生变动，因此，不能将上述微波稳定地放射到处理 容器11内，不能进行均匀的处理。因此，其结果，有损装置的 稳定性、可靠性。
发明内容
本发明的目的在于防止构成微波等离子处理装置的微波天 线的缝隙板的位置变化，抑制作为目标的微波的传播的变动， 生成均匀的等离子体。
为了达到上述目的，本发明涉及一种微波等离子处理装置， 其特征在于，该微波等离子处理装置包括：
处理容器，其在内部具有用于支承被处理基板的支承台；
排气系统，其与上述处理容器相结合；
气体供给部，其与上述处理容器相结合，用于供给等离子 体生成用气体；
微波天线，其在上述处理容器上设置为真空密闭上述处理 容器；
同轴波导管，其设置为在上述微波天线的大致中心向铅直 上方延伸；
同轴转换器，其设于上述同轴波导管的、与上述微波天线 相对一侧的端部；
微波电源，其经由上述同轴波导管及上述同轴转换器与上 述微波天线电结合，用于对上述微波天线供给规定的微波，
上述微波天线具有冷却套、与该冷却套相对地设置的滞波 板、缝隙板，该缝隙板形成在该滞波板的、与设有上述冷却套 一侧的主面相对一侧的主面上，
上述缝隙板通过其端部被金属体夹持而被支承及固定。
采用本发明，构成微波天线的缝隙板不利用以往的小螺钉 等紧固连结及固定于冷却套上，而由金属体夹持地支承、固定 于冷却套上。因此，与以往不同，上述缝隙板在面内方向自由 伸缩，因此，上述缝隙板能沿径向伸缩。
因此，即使在上述处理容器内生成等离子体、开始对设于 支承台上的被处理基板进行加工处理等、由此上述天线的温度 上升的情况下，也能使上述缝隙板的热膨胀产生在其径向上。 因此，上述缝隙板不会因其热膨胀而使滞波板与顶板之间扩张 地向上下方向变形，能在平坦的状态下沿径向膨胀，因此，不 会使上述微波的传播路径发生变动。其结果，能均匀地放射微 波，能生成均匀的等离子体。
另外，由于上述缝隙板即使发生热膨胀也保持平坦的状态， 因此，上述滞波板与上述顶板能保持隔着上述缝隙板紧贴的状 态。因此，也能避免利用上述冷却套特别是对上述顶板的冷却 效率降低的问题。
另外，在本发明的一技术方案中，上述金属体为一对金属 体，上述缝隙板的上述端部被上述一对金属体从上下夹持地进 行支承及固定。在该情况下，能进一步提高上述缝隙板向径向 的伸缩，能更有效地获得上述作用效果。
另外，在本发明的一技术方案中，上述金属体可以为将金 属线材沿与上述缝隙板的上述主面大致平行的轴线卷绕而成的 螺旋状的金属体。另外，上述金属体可以为将金属带沿与上述 缝隙板的上述主面大致平行的轴线卷绕而成的螺旋状的金属 体。
这样的金属体由于具有较高的弹性，因此，能在确保了由 上述缝隙板的热膨胀引起的径向的伸缩的状态下，更有效地进 行上述缝隙板的支承及固定。
另一方面，从上述微波电源供给的微波在上述滞波板内传 播，从上述缝隙板的缝隙经由上述顶板放射到上述处理容器内。 另外，由上述微波产生的电流在上述金属体的表面及上述冷却 套的与滞波板相对的表层部分内传播。此时，当上述缝隙板与 上述金属体的电接触不充分时，会妨碍上述微波电流的传播， 结果，有时不能良好地保持上述微波的传播。
但是，在本技术方案中，能充分地确保上述金属体的与上 述缝隙板的接触面积，因此，能充分确保上述缝隙板与上述金 属体的电接触面积。因此，不会产生由上述的电接触引起的对 微波传播的不利情况。
另外，在本发明的一技术方案中，上述金属体可以为金属 制的板簧。在该情况下，由于上述金属体具有较高的弹性，因 此，能在确保了由上述缝隙板的热膨胀引起的径向的伸缩的状 态下，更有效地进行上述缝隙板的支承及固定。另外，通过控 制板簧的形状及大小等，能充分确保上述缝隙板与上述金属体 之间的电接触面积，因此，不会产生由电接触引起的对微波传 播的不利情况。
另外，在本发明的一技术方案中，上述金属体可以由具有 弹性的第1金属构件和形成于该第1金属构件表面上的良好导 电性的第2金属构件构成。在该情况下，能在利用第1金属构件 的弹性效果确保了由缝隙板的热膨胀引起的径向的伸缩的状态 下，能更有效地进行上述缝隙板的支承及固定，并且能利用第 2金属构件的良好导电性进行上述缝隙板与金属体的电接触， 能均匀地保持微波电流的传播，结果，能良好地保持上述微波 的整体的传播。
以上，采用本发明，能防止构成微波等离子处理装置的微 波天线的缝隙板的上下方向的热变形，抑制作为目标的微波的 传播的变动，生成均匀的等离子体。
附图说明
图1是表示以往的微波等离子处理装置的结构的一个例子 的剖视图。
图2是放大表示图1所示的微波等离子处理装置的缝隙板 端部与顶板之间的固定部位的周边的剖视图。
图3是表示本发明的微波等离子处理装置的结构的一个例 子的剖视图。
图4是放大表示图3所示的微波等离子处理装置的缝隙板 端部与顶板之间的固定部位的周边的剖视图。
图5是表示图1所示的微波等离子处理装置的金属体的一 个例子的结构图。
图6是表示图1所示的微波等离子处理装置的金属体的另 一个例子的结构图。
图7是表示图1所示的微波等离子处理装置的金属体的又 一个例子的结构图。
为了达到上述目的，本发明涉及一种微波等离子处理装置， 其特征在于，该微波等离子处理装置包括：
处理容器，其在内部具有用于支承被处理基板的支承台；
排气系统，其与上述处理容器相结合；
气体供给部，其与上述处理容器相结合，用于供给等离子 体生成用气体；
微波天线，其在上述处理容器上设置为真空密闭上述处理 容器；
同轴波导管，其设置为在上述微波天线的大致中心向铅直 上方延伸；
同轴转换器，其设于上述同轴波导管的、与上述微波天线 相对一侧的端部；
微波电源，其经由上述同轴波导管及上述同轴转换器与上 述微波天线电结合，用于对上述微波天线供给规定的微波，
上述微波天线具有冷却套、与该冷却套相对地设置的滞波 板、缝隙板，该缝隙板形成在该滞波板的、与设有上述冷却套 一侧的主面相对一侧的主面上，
上述缝隙板通过其端部被金属体夹持而被支承及固定。
采用本发明，构成微波天线的缝隙板不利用以往的小螺钉 等紧固连结及固定于冷却套上，而由金属体夹持地支承、固定 于冷却套上。因此，与以往不同，上述缝隙板在面内方向自由 伸缩，因此，上述缝隙板能沿径向伸缩。
因此，即使在上述处理容器内生成等离子体、开始对设于 支承台上的被处理基板进行加工处理等、由此上述天线的温度 上升的情况下，也能使上述缝隙板的热膨胀产生在其径向上。 因此，上述缝隙板不会因其热膨胀而使滞波板与顶板之间扩张 地向上下方向变形，能在平坦的状态下沿径向膨胀，因此，不 会使上述微波的传播路径发生变动。其结果，能均匀地放射微 波，能生成均匀的等离子体。
另外，由于上述缝隙板即使发生热膨胀也保持平坦的状态， 因此，上述滞波板与上述顶板能保持隔着上述缝隙板紧贴的状 态。因此，也能避免利用上述冷却套特别是对上述顶板的冷却 效率降低的问题。
另外，在本发明的一技术方案中，上述金属体为一对金属 体，上述缝隙板的上述端部被上述一对金属体从上下夹持地进 行支承及固定。在该情况下，能进一步提高上述缝隙板向径向 的伸缩，能更有效地获得上述作用效果。
另外，在本发明的一技术方案中，上述金属体可以为将金 属线材沿与上述缝隙板的上述主面大致平行的轴线卷绕而成的 螺旋状的金属体。另外，上述金属体可以为将金属带沿与上述 缝隙板的上述主面大致平行的轴线卷绕而成的螺旋状的金属 体。
这样的金属体由于具有较高的弹性，因此，能在确保了由 上述缝隙板的热膨胀引起的径向的伸缩的状态下，更有效地进 行上述缝隙板的支承及固定。
另一方面，从上述微波电源供给的微波在上述滞波板内传 播，从上述缝隙板的缝隙经由上述顶板放射到上述处理容器内。 另外，由上述微波产生的电流在上述金属体的表面及上述冷却 套的与滞波板相对的表层部分内传播。此时，当上述缝隙板与 上述金属体的电接触不充分时，会妨碍上述微波电流的传播， 结果，有时不能良好地保持上述微波的传播。
但是，在本技术方案中，能充分地确保上述金属体的与上 述缝隙板的接触面积，因此，能充分确保上述缝隙板与上述金 属体的电接触面积。因此，不会产生由上述的电接触引起的对 微波传播的不利情况。
另外，在本发明的一技术方案中，上述金属体可以为金属 制的板簧。在该情况下，由于上述金属体具有较高的弹性，因 此，能在确保了由上述缝隙板的热膨胀引起的径向的伸缩的状 态下，更有效地进行上述缝隙板的支承及固定。另外，通过控 制板簧的形状及大小等，能充分确保上述缝隙板与上述金属体 之间的电接触面积，因此，不会产生由电接触引起的对微波传 播的不利情况。
另外，在本发明的一技术方案中，上述金属体可以由具有 弹性的第1金属构件和形成于该第1金属构件表面上的良好导 电性的第2金属构件构成。在该情况下，能在利用第1金属构件 的弹性效果确保了由缝隙板的热膨胀引起的径向的伸缩的状态 下，能更有效地进行上述缝隙板的支承及固定，并且能利用第 2金属构件的良好导电性进行上述缝隙板与金属体的电接触， 能均匀地保持微波电流的传播，结果，能良好地保持上述微波 的整体的传播。
以上，采用本发明，能防止构成微波等离子处理装置的微 波天线的缝隙板的上下方向的热变形，抑制作为目标的微波的 传播的变动，生成均匀的等离子体。
附图说明
图1是表示以往的微波等离子处理装置的结构的一个例子 的剖视图。
图2是放大表示图1所示的微波等离子处理装置的缝隙板 端部与顶板之间的固定部位的周边的剖视图。
图3是表示本发明的微波等离子处理装置的结构的一个例 子的剖视图。
图4是放大表示图3所示的微波等离子处理装置的缝隙板 端部与顶板之间的固定部位的周边的剖视图。
图5是表示图1所示的微波等离子处理装置的金属体的一 个例子的结构图。
图6是表示图1所示的微波等离子处理装置的金属体的另 一个例子的结构图。
图7是表示图1所示的微波等离子处理装置的金属体的又 一个例子的结构图。
具体实施方式
以下，根据用于实施本发明的最佳方式说明本发明的具体 特征。
图3是表示本发明的微波等离子处理装置的结构的一个例 子的剖视图，图4是放大表示图3所示的微波等离子处理装置的 缝隙板端部与顶板之间的固定部位的周边的剖视图。另外，通 常的微波等离子处理装置、特别是其微波天线部分的平面形状 为圆形，虽未特别图示，但以下所示的装置的各结构元件的平 面形状也呈圆形。另外，对与图1及图2所示的结构元件相同或 类似的结构元件，使用相同的附图标记。
图3所示的微波等离子处理装置30包括处理容器11和配置 于处理容器11内的气体簇射基板12及气体导入管17，上述处理 容器11在内部具有用于支承被处理基板S的支承台111。支承台 111可以为以氧化铝或SiC等为主要材料的基座(susceptor)。 在该情况下，被处理基板S利用由设于上述基座内部的电极产 生的静电力被吸附固定于上述基座的主面上。另外，在上述基 座内根据需要可以内置用于加热被处理基板S的加热器。
气体导入管17形成为贯穿处理容器11的内壁11B，并且由 内壁11B保持。气体簇射极板12利用未图示的夹具固定于处理 容器11的内壁11B上，能从同样未图示的气体供给源经由开口 部12A将规定的气体供给到处理容器11内。另外，由于开口部 12A在气体簇射基板12的长度方向上以规定间隔形成有多个， 因此，能将上述气体均匀地供给到被处理基板S的附近，能对 被处理基板S均匀地进行作为目标的微波等离子处理。
另外，在处理容器11的下方形成有用于与未图示的真空泵 等排气系统相连接的开口11A。处理容器11内的真空度(压力) 利用由经由开口11A的上述真空泵等进行的排气保持为适当的 值。
Ar等惰性气体主要从气体导入管17被导入到处理容器11 内，氟系气体等气体主要从气体簇射极板12被导入到处理容器 11内。
另外，在处理容器11上设有真空密闭该处理容器11的微波 天线13。微波天线13包括：由例如Al等传热性优良的材料构成 冷却套131；与该冷却套131相对地设置的、由例如氧化铝等电 介质构成的滞波板132；形成于该滞波板132的与设有冷却套 131一侧的主面相对一侧的主面上的、由例如Cu等导电性良好 的导体构成的缝隙板133。
冷却套131、滞波板132及缝隙板133设于作为上述天线13 的结构元件的顶板135上。顶板135被支承在处理容器11的侧壁 11B的上端部。
另外，冷却套131是为了冷却天线13、特别是顶板135而设 置的，主要是为了抑制天线13被在处理容器11内生成的等离子 体的辐射热加热而设置的，构成为使制冷剂在设于内部的流通 孔131A内流动。另外，在冷却套131的上表面上隔着O型密封 圈28利用小螺钉24紧固连结有盖134，利用盖134封闭流通孔 131A。
另外，如图3及图4所示，缝隙板133的端部133A被一对金 属体36从上下夹持地支承及固定。另外，也可以使用单独的金 属体代替这样一对金属体，相对于缝隙板133从上方按压上述 金属体，将金属体夹持在缝隙板133和顶板135之间。
另外，在微波天线13的大致中心设有向铅直上方延伸的同 轴波导管14，在该同轴波导管14的、与微波天线13相对一侧的 端部设有同轴转换器15。
同轴波导管14具有内导体141及外导体142，内导体141的 上端部141A和同轴转换器15的上壁面用小螺钉21固定，外导 体142的上端部142A和同轴转换器15的下壁面用小螺钉22固 定。由此，同轴波导管14和同轴转换器15被机械连接及电连接。
另外，通过将内导体141的内部做成空洞、使制冷剂在该 空洞内流动，也能冷却内导体141。
另一方面，同轴波导管14的外导体142的下端部142B和冷 却套131用小螺钉23固定。由此，同轴波导管14及天线13被机 械连接及电连接。
从未图示的微波电源供给的微波被导入到同轴转换器15 中，从而除了TE模式的微波之外混合TM模式的微波，该混合 波在同轴波导管14中传播而被供给到微波天线13中。此时，上 述TM模式的微波在由内导体141及外导体142形成的空洞143 内传播后，在滞波板132内传播。然后，从缝隙板133的未图示 的缝隙放射出而经由顶板135被供给到处理容器11内。
然后，对从气体簇射极板12供给到处理容器11内的气体进 行等离子化，使用该等离子化了的气体对被处理基板S进行加 工等。
另外，由上述微波产生的电流在缝隙板133的与滞波板132 相对一侧的表层部分、金属体36的表面及滞波板132的表面(冷 却套131的与滞波板132相对一侧的表层部分)传播(参照图4 的实线)。
如上所述，当将上述微波供给到处理容器11中而生成等离 子体后对被处理基板S进行加工等时，微波天线13会被上述等 离子体的辐射热加热。此时，虽然通过使制冷剂在冷却套131 内的流通孔131A内流动来冷却天线13，但即使进行这样的温度 调节，天线13也会被加热到100℃以上。
特别是由于缝隙板133如上所述地由Cu等导电性良好的导 体构成，因此，与位于缝隙板133上方的由氧化铝等构成的滞 波板132相比，热影响较大，热膨胀的程度也较大。
但是，在本例中，如上所述，缝隙板133的端部133A由一 对金属体36从上下夹持地支承及固定。因此，即使在微波天线 13的温度上升、缝隙板133的热膨胀较大的情况下，由于缝隙 板133的端部133A在径向上能自由伸缩，因此能使上述热膨胀 产生在缝隙板133的径向上。
其结果，能抑制缝隙板133的上下方向的热膨胀，不会因 缝隙板133的变形等而导致平坦性变差。换言之，缝隙板133 即使被来自处理容器11内的辐射热加热，也能保持平坦性，因 此能抑制伴随缝隙板133的位置变动的微波的变动。因此，能 经由缝隙板133均匀地放射上述微波，能在上述处理容器11内 生成均匀的等离子体。
另外，由于缝隙板133即使发生热膨胀也能保持平坦的状 态，因此，在滞波板132与顶板135之间不会产生空隙，滞波板 132与顶板135之间隔着缝隙板133相互紧贴。因此，不会有损 冷却套131的冷却效率、特别是对顶板135的冷却效率。
接着，说明上述金属体36的具体结构。图5是表示金属体 36的一个例子的结构图。在本例中，将金属体36做成将金属线 材36A沿与缝隙板133的上述主面大致平行的轴线I-I卷绕 而成的螺旋状的金属体。这样的金属体由于具有较高的弹性， 因此，能在确保了由缝隙板133的热膨胀引起的径向的伸缩的 状态下，更有效地进行缝隙板133的支承及固定。
另外，能充分均匀地确保金属体36的与缝隙板133的接触 面积，因此，能充分确保缝隙板133与金属体36的电接触面积。 因此，能确保由上述微波产生的电流在如图4的实线所示那样 传播时的路径，结果，能良好地保持上述微波的传播。
图6是表示金属体36的另一例子的结构图。在本例中，将 金属体36做成将金属带36B沿与缝隙板133的上述主面大致平 行的轴线II-II卷绕而成的螺旋状的金属体。在本例中，金属 体36由于具有较高的弹性，因此，能在确保了由缝隙板133的 热膨胀引起的径向的伸缩的状态下，更有效地进行缝隙板133 的支承及固定。
另外，在图5及图6所示的例子中，仅表示单一的金属体， 但这些金属体能沿缝隙板133的外周呈圆形状配置多个。
图7是表示金属体36的另一例的结构图。在本例中，金属 体36为金属制的板簧36C。在该情况下，金属体36由于具有较 高的弹性，因此，能在确保了由缝隙板133的热膨胀引起的径 向的伸缩的状态下，更有效地进行缝隙板133的支承及固定。 另外，通过控制板簧的形状及大小，能充分确保缝隙板133与 金属体36的电接触面积，因此，不会产生由电接触引起的对微 波传播的不利情况。
另外，在图7中，表示将多个板簧36C与圆形状的支承构件 36D连结、并沿缝隙板133的外周呈圆形状排列的状态的一部 分。
另外，虽未特别图示，但金属体36可以由具有弹性的第1 金属构件和形成于该第1金属构件表面上的导电性良好的第2 金属构件构成。在该情况下，能在利用第1金属构件的弹性效 果确保了由缝隙板133的热膨胀引起的径向的伸缩的状态下， 更有效地进行缝隙板133的支承及固定，并且利用第2金属构件 的良好导电性的效果，能良好地进行缝隙板133与金属体36的 电接触。因此，能确保微波电流的传播路径，能良好地保持上 述微波的整体的传播。
以上，基于上述具体例详细说明本发明，但本发明并不限 定于上述具体例，在不脱离本发明的范围内，可进行所有变形、 变更。
例如，在上述具体例中，如图4所示，利用一对金属体从 上下夹持缝隙板的端部来进行支承及固定，但也可以仅用任一 个金属体进行支承。具体而言，也可以用设于缝隙板上方的金 属体或设于缝隙板下方的金属体支承上述缝隙板，用相对的顶 板或冷却套进行固定。
图3是表示本发明的微波等离子处理装置的结构的一个例 子的剖视图，图4是放大表示图3所示的微波等离子处理装置的 缝隙板端部与顶板之间的固定部位的周边的剖视图。另外，通 常的微波等离子处理装置、特别是其微波天线部分的平面形状 为圆形，虽未特别图示，但以下所示的装置的各结构元件的平 面形状也呈圆形。另外，对与图1及图2所示的结构元件相同或 类似的结构元件，使用相同的附图标记。
图3所示的微波等离子处理装置30包括处理容器11和配置 于处理容器11内的气体簇射基板12及气体导入管17，上述处理 容器11在内部具有用于支承被处理基板S的支承台111。支承台 111可以为以氧化铝或SiC等为主要材料的基座(susceptor)。 在该情况下，被处理基板S利用由设于上述基座内部的电极产 生的静电力被吸附固定于上述基座的主面上。另外，在上述基 座内根据需要可以内置用于加热被处理基板S的加热器。
气体导入管17形成为贯穿处理容器11的内壁11B，并且由 内壁11B保持。气体簇射极板12利用未图示的夹具固定于处理 容器11的内壁11B上，能从同样未图示的气体供给源经由开口 部12A将规定的气体供给到处理容器11内。另外，由于开口部 12A在气体簇射基板12的长度方向上以规定间隔形成有多个， 因此，能将上述气体均匀地供给到被处理基板S的附近，能对 被处理基板S均匀地进行作为目标的微波等离子处理。
另外，在处理容器11的下方形成有用于与未图示的真空泵 等排气系统相连接的开口11A。处理容器11内的真空度(压力) 利用由经由开口11A的上述真空泵等进行的排气保持为适当的 值。
Ar等惰性气体主要从气体导入管17被导入到处理容器11 内，氟系气体等气体主要从气体簇射极板12被导入到处理容器 11内。
另外，在处理容器11上设有真空密闭该处理容器11的微波 天线13。微波天线13包括：由例如Al等传热性优良的材料构成 冷却套131；与该冷却套131相对地设置的、由例如氧化铝等电 介质构成的滞波板132；形成于该滞波板132的与设有冷却套 131一侧的主面相对一侧的主面上的、由例如Cu等导电性良好 的导体构成的缝隙板133。
冷却套131、滞波板132及缝隙板133设于作为上述天线13 的结构元件的顶板135上。顶板135被支承在处理容器11的侧壁 11B的上端部。
另外，冷却套131是为了冷却天线13、特别是顶板135而设 置的，主要是为了抑制天线13被在处理容器11内生成的等离子 体的辐射热加热而设置的，构成为使制冷剂在设于内部的流通 孔131A内流动。另外，在冷却套131的上表面上隔着O型密封 圈28利用小螺钉24紧固连结有盖134，利用盖134封闭流通孔 131A。
另外，如图3及图4所示，缝隙板133的端部133A被一对金 属体36从上下夹持地支承及固定。另外，也可以使用单独的金 属体代替这样一对金属体，相对于缝隙板133从上方按压上述 金属体，将金属体夹持在缝隙板133和顶板135之间。
另外，在微波天线13的大致中心设有向铅直上方延伸的同 轴波导管14，在该同轴波导管14的、与微波天线13相对一侧的 端部设有同轴转换器15。
同轴波导管14具有内导体141及外导体142，内导体141的 上端部141A和同轴转换器15的上壁面用小螺钉21固定，外导 体142的上端部142A和同轴转换器15的下壁面用小螺钉22固 定。由此，同轴波导管14和同轴转换器15被机械连接及电连接。
另外，通过将内导体141的内部做成空洞、使制冷剂在该 空洞内流动，也能冷却内导体141。
另一方面，同轴波导管14的外导体142的下端部142B和冷 却套131用小螺钉23固定。由此，同轴波导管14及天线13被机 械连接及电连接。
从未图示的微波电源供给的微波被导入到同轴转换器15 中，从而除了TE模式的微波之外混合TM模式的微波，该混合 波在同轴波导管14中传播而被供给到微波天线13中。此时，上 述TM模式的微波在由内导体141及外导体142形成的空洞143 内传播后，在滞波板132内传播。然后，从缝隙板133的未图示 的缝隙放射出而经由顶板135被供给到处理容器11内。
然后，对从气体簇射极板12供给到处理容器11内的气体进 行等离子化，使用该等离子化了的气体对被处理基板S进行加 工等。
另外，由上述微波产生的电流在缝隙板133的与滞波板132 相对一侧的表层部分、金属体36的表面及滞波板132的表面(冷 却套131的与滞波板132相对一侧的表层部分)传播(参照图4 的实线)。
如上所述，当将上述微波供给到处理容器11中而生成等离 子体后对被处理基板S进行加工等时，微波天线13会被上述等 离子体的辐射热加热。此时，虽然通过使制冷剂在冷却套131 内的流通孔131A内流动来冷却天线13，但即使进行这样的温度 调节，天线13也会被加热到100℃以上。
特别是由于缝隙板133如上所述地由Cu等导电性良好的导 体构成，因此，与位于缝隙板133上方的由氧化铝等构成的滞 波板132相比，热影响较大，热膨胀的程度也较大。
但是，在本例中，如上所述，缝隙板133的端部133A由一 对金属体36从上下夹持地支承及固定。因此，即使在微波天线 13的温度上升、缝隙板133的热膨胀较大的情况下，由于缝隙 板133的端部133A在径向上能自由伸缩，因此能使上述热膨胀 产生在缝隙板133的径向上。
其结果，能抑制缝隙板133的上下方向的热膨胀，不会因 缝隙板133的变形等而导致平坦性变差。换言之，缝隙板133 即使被来自处理容器11内的辐射热加热，也能保持平坦性，因 此能抑制伴随缝隙板133的位置变动的微波的变动。因此，能 经由缝隙板133均匀地放射上述微波，能在上述处理容器11内 生成均匀的等离子体。
另外，由于缝隙板133即使发生热膨胀也能保持平坦的状 态，因此，在滞波板132与顶板135之间不会产生空隙，滞波板 132与顶板135之间隔着缝隙板133相互紧贴。因此，不会有损 冷却套131的冷却效率、特别是对顶板135的冷却效率。
接着，说明上述金属体36的具体结构。图5是表示金属体 36的一个例子的结构图。在本例中，将金属体36做成将金属线 材36A沿与缝隙板133的上述主面大致平行的轴线I-I卷绕 而成的螺旋状的金属体。这样的金属体由于具有较高的弹性， 因此，能在确保了由缝隙板133的热膨胀引起的径向的伸缩的 状态下，更有效地进行缝隙板133的支承及固定。
另外，能充分均匀地确保金属体36的与缝隙板133的接触 面积，因此，能充分确保缝隙板133与金属体36的电接触面积。 因此，能确保由上述微波产生的电流在如图4的实线所示那样 传播时的路径，结果，能良好地保持上述微波的传播。
图6是表示金属体36的另一例子的结构图。在本例中，将 金属体36做成将金属带36B沿与缝隙板133的上述主面大致平 行的轴线II-II卷绕而成的螺旋状的金属体。在本例中，金属 体36由于具有较高的弹性，因此，能在确保了由缝隙板133的 热膨胀引起的径向的伸缩的状态下，更有效地进行缝隙板133 的支承及固定。
另外，在图5及图6所示的例子中，仅表示单一的金属体， 但这些金属体能沿缝隙板133的外周呈圆形状配置多个。
图7是表示金属体36的另一例的结构图。在本例中，金属 体36为金属制的板簧36C。在该情况下，金属体36由于具有较 高的弹性，因此，能在确保了由缝隙板133的热膨胀引起的径 向的伸缩的状态下，更有效地进行缝隙板133的支承及固定。 另外，通过控制板簧的形状及大小，能充分确保缝隙板133与 金属体36的电接触面积，因此，不会产生由电接触引起的对微 波传播的不利情况。
另外，在图7中，表示将多个板簧36C与圆形状的支承构件 36D连结、并沿缝隙板133的外周呈圆形状排列的状态的一部 分。
另外，虽未特别图示，但金属体36可以由具有弹性的第1 金属构件和形成于该第1金属构件表面上的导电性良好的第2 金属构件构成。在该情况下，能在利用第1金属构件的弹性效 果确保了由缝隙板133的热膨胀引起的径向的伸缩的状态下， 更有效地进行缝隙板133的支承及固定，并且利用第2金属构件 的良好导电性的效果，能良好地进行缝隙板133与金属体36的 电接触。因此，能确保微波电流的传播路径，能良好地保持上 述微波的整体的传播。
以上，基于上述具体例详细说明本发明，但本发明并不限 定于上述具体例，在不脱离本发明的范围内，可进行所有变形、 变更。
例如，在上述具体例中，如图4所示，利用一对金属体从 上下夹持缝隙板的端部来进行支承及固定，但也可以仅用任一 个金属体进行支承。具体而言，也可以用设于缝隙板上方的金 属体或设于缝隙板下方的金属体支承上述缝隙板，用相对的顶 板或冷却套进行固定。
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