本发明涉及通过电磁波激励气体并对被处理体进行等离子体处理 的等离子体处理装置，特别涉及包括将低频率的电磁波供给至处理容 器内的天线的等离子体处理装置。

现有技术中开发了使用波导管、同轴管将电磁波导入等离子体处 理室的方法。例如，在电介质圆板的中心形成的圆形透孔内嵌入有波 导管的圆筒状的中心导体的下部，在其中心导体的下端部内嵌入有激 励用金属罩（cap)。在该罩的底面和外周面上安装有使这些面不直接 在等离子体产生室中露出的保护罩。保护罩能够防止由于在等离子体 产生室中产生的等离子体，电场集中到金属罩上而损伤金属罩。

但是，在金属罩的整体由保护罩覆盖的情况下，如果使金属罩的 底面、外周面等中的一个面与保护罩密接，则在金属罩的其它面上产 生间隙，在该间隙中产生异常放电，存在等离子体不均匀且不稳定的 可能性。相对于此，如果使金属罩的任一个面均与保护罩密接，并以 使得不产生间隙的方式提高加工精度，则成本变高。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供一种通过电磁 波激励气体并对被处理体进行等离子体处理的等离子体处理装置，其 包括：处理容器；输出电磁波的电磁波源；传送从上述电磁波源输出 的电磁波的导体棒；形成有贯通孔，使上述导体棒传送的电磁波透过
并放出至上述处理容器的内部的电介质板；和通过在上述电介质板中 形成的贯通孔与上述导体棒连接，在至少一部分与上述电介质板的被 处理体侧的面邻接的状态下，从上述电介质板的被处理体侧的面露出 的金属电极，上述金属电极的露出面中的一部分被电介质盖覆盖。
根据该结构，上述金属电极的露出面中的一部分被电介质盖覆盖。 由此，能够减弱金属电极附近的电场，提高等离子体的均匀性。此时， 由于机械加工的精度，如果加工面为两面以上则会产生间隙，担心在 该间隙中产生异常放电。
但是，根据该结构，上述金属电极的露出部分中的一个面通过电 介质盖被覆盖。在这样上述金属电极的露出部分中仅金属电极的底面、 外周面等的一个面通过电介质盖被覆盖的情况下，能够使金属电极和 电介质盖密接。由此，因为不会在金属电极和电介质盖之间产生间隙， 所以能够防止异常放电，产生均匀且稳定的等离子体。另外，因为也 不需要高精度加工，所以能够抑制成本。
另外，为了解决上述问题，根据本发明的另一方面，提供一种通 过电磁波激励气体并对被处理体进行等离子体处理的等离子体处理装 置，其包括：处理容器；输出电磁波的电磁波源；传送从上述电磁波 源输出的电磁波的导体棒；形成有贯通孔，使上述导体棒传送的电磁 波透过并放出至上述处理容器的内部的电介质板；和通过在上述电介 质板中形成的贯通孔与上述导体棒连接，在至少一部分与上述电介质 板的被处理体侧的面邻接的状态下，从上述电介质板的被处理体侧的 面露出的金属电极，上述金属电极的露出面不具有相对被处理体大致 平行的面。
发明人通过独自的模拟，发现如图7所示，在从电介质板的被处 理体侧的面露出的金属电极中，在相对被处理体平行的面（面C)上 电场强度变高。
由此，通过以不具有相对被处理体大致平行的面的方式形成金属 电极的露出面，能够减弱金属电极附近的电场，提高等离子体的均匀 性。
另外，为了解决上述问题，根据本发明的另一方面，提供一种天 线，其包括：传送电磁波的导体棒；形成有贯通孔，使上述导体棒传
送的电磁波透过并放出至上述处理容器的内部的电介质板；和通过在 上述电介质板中形成的贯通孔与上述导体棒连接，在至少一部分与上 述电介质板的被处理体侧的面连接的状态下，从上述电介质板的被处 理体侧的面露出的金属电极，上述金属电极的露出面中的一个面被电 介质盖覆盖。
另外，为了解决上述问题，根据本发明的另一方面，提供一种天 线，其包括：传送电磁波的导体棒；形成有贯通孔，使上述导体棒传 送的电磁波透过并放出至上述处理容器的内部的电介质板；和通过在 上述电介质板中形成的贯通孔与上述导体棒连接，在至少一部分与上 述电介质板的被处理体侧的面邻接的状态下，从上述电介质板的被处 理体侧的面露出的金属电极，上述金属电极的露出面不具有相对被处 理体大致平行的面。
另外，为了解决上述问题，根据本发明的另一方面，提供一种等 离子体处理装置的使用方法，从电磁波源输出频率为lGHz以下的电 磁波，通过导体棒传送上述电磁波，使上述导体棒传送的电磁波透过 通过金属电极保持在处理容器的内壁上的电介质板并放出至处理容器 的内部，该金属电极通过在上述电介质板中形成的贯通孔与上述导体 棒连接、在至少一部分与上述电介质板的被处理体侧的面邻接的状态 下从上述电介质板的被处理体侧的面露出，通过上述放出的电磁波激 励导入上述处理容器的处理气体，对被处理体实施希望的等离子体处 理。
另外，为了解决上述问题，根据本发明的另一方面，提供一种等 离子体处理装置的清洁方法，从电磁波源输出频率为lGHz以下的电 磁波，通过导体棒传送上述电磁波，使上述导体棒传送的电磁波透过 通过金属电极保持在处理容器的内壁上的电介质板并放出至处理容器 的内部，该金属电极通过在上述电介质板中形成的贯通孔与上述导体 棒连接、在至少一部分与上述电介质板的被处理体侧的面邻接的状态 下从上述电介质板的被处理体侧的面露出，通过上述放出的电磁波激 励导入上述处理容器的清洁气体以清洁等离子体处理装置。
由此，例如通过使用lGHz以下的频率的电磁波，即使是在 2.45GHz的频率的电磁波的一定程度的功率中，在单一气体状态下表
面波不会扩展而不能够激发均匀且稳定的等离子体的F类单一气体， 也能够激发均匀且稳定的等离子体。由此，能够使用实用的电磁波的 功率激励清洁气体，通过由此产生的等离子体清洁等离子体处理装置 的内部。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的等离子体处理装置的纵截面图。
图2是表示该实施方式的等离子体处理装置的顶面的图。
图3是表示该实施方式的分支波导管的图。
图4是表示该实施方式的电介质板的固定机构和其附近的图。
图5是表示该实施方式的分支板的图。
图6是表示该实施方式的金属电极和其附近的图。
图7是表示该实施方式的金属电极的形状和电场强度的关系的图表。
图8是表示该实施方式的金属电极的变形例的图。 图9是表示该实施方式的金属电极的另一变形例的图。 图IO是表示该实施方式的金属电极的又一变形例的图。 图11是表示该实施方式的金属电极的又一变形例的图。 图12是图11的X-X截面图。
图13是表示微波的功率密度和等离子体的电子密度的关系的图表。
图14是表示又一变形例的图。
图15是用于使金属电极的形状（基本形）最佳化的模拟结果。 图16是用于使金属电极的形状（基本形）最佳化的另一模拟结果。 图17是用于使金属电极的形状（圆锥形）最佳化的又一模拟结果。 图18是用于使金属电极的形状（圆锥形）最佳化的模拟结果。 图19是用于使金属电极的形状（圆锥形）最佳化的另一模拟结果。 图20是用于使金属电极的形状（半球形）最佳化的模拟结果。 图21是用于使电介质盖的形状最佳化的模拟结果。 图22是用于使电介质盖的形状最佳化的另一模拟结果。 图23是用于使电介质盖的形状最佳化的又一模拟结果。

(第一实施方式）
参照以下附图，首先参照作为在纵方向上切断本装置的截面图的
图1 (图2的截面0—0)和表示处理容器的顶面的图2，说明本发明 的第一实施方式的等离子体处理装置。而且，在以下的说明和附图中， 对具有相同结构和功能的结构要素附加相同符号，省略重复说明。 (等离子体处理装置的结构）
等离子体处理装置10具有用于对其内部的玻璃基板（以下称为"基 板G")进行等离子体处理的处理容器100。处理容器100由容器本体 200和盖体300构成。容器本体200具有其上部开口的有底立方体形状， 其开口通过盖体300闭塞。在容器本体200和盖体300的接触面上设 置有0型圈205，由此密闭容器本体200和盖体300，形成处理室U。 容器本体200和盖体300例如由铝等金属构成，并且电接地。
在处理容器100的内部设置有用于载置基板G的基座105 (台）。 基座105例如由氮化铝构成，在其内部设置有供电部110和加热器115。
在供电部110上通过匹配器120 (例如电容器）连接有高频电源 125。另外，在供电部110上通过线圈130连接有高压直流电源135。 匹配器120、高频电源125、线圈130和高压直流电源135设置在处理 容器100的外部。另外，高频电源125和高压直流电源135接地。
供电部110利用从高频电源125输出的高频电力对处理容器100 的内部施加规定的偏压。另外，供电部110利用从高压直流电源135 输出的直流电压静电吸附基板G。
设置在处理容器100的外部的交流电源140连接在加热器115上， 通过从交流电源140输出的交流电压保持基板G在规定的温度。基座 105被支承体145支承，在其周围设置有用于将处理室U的气体的流 动控制为优选状态的挡（baffle)板150。
在处理容器100的底部设置有气体排出管155，使用设置在处理容 器100的外部的真空泵（未图示）从气体排出管155排出处理容器100 内的气体，由此使处理室U减压到希望的真空度。
在盖体300中设置有多个电介质板305、多个金属电极310和多个 同轴管的内部导体315a。参照图2，电介质板305是由氧化铝（A1203)
形成的148mmX 148mm的大致正方形的板，在分支同轴管640的管内 波长为入g (在915MHz中328mm)时，以入g/2的整数倍（此处为一 倍）的等间隔纵横配置。由此，224个（=14X16)电介质板305均等 地配置在2277.4mmX2605mm的处理容器100的顶面上。
这样，因为电介质板305为对称性好的形状，所以在一个电介质 板305中容易产生均匀的等离子体。另外，通过使多个电介质板305 以入g/2的整数倍的等间隔进行配置，在使用同轴管的内部导体315a 导入电磁波的情况下，能够产生均匀的等离子体。
再次回到图1，在盖体300的金属面上切出图1所示的槽300a， 以抑制导体表面波的传播。其中，导体表面波是指在金属面和等离子 体之间传播的波。
在贯通电介质板305的内部导体315a的前端，金属电极310以从 基板G侧露出的方式设置，通过内部导体315a和金属电极310保持电 介质板305。在金属电极310的基板侧的面上设置有电介质盖320，防 止电场集中。
参照表示图2的截面A—A'—A的图3进一步进行说明。同轴管 315由筒状的内部导体（轴部）315a和外部导体315b构成，由金属（优 选铜）形成。在盖体300和内部导体315a之间设置有在其中央贯通内 部导体315a的环状的电介质410。环状电介质410的内周面和外周面 上设置有0型圈415a、 415b，由此真空密封处理室U的内部。
内部导体315a贯通盖部300d并突出到处理容器100的外部。内 部导体315a通过连接部510、弹簧部件515和短路部520构成的固定 机构500，利用弹簧部件515的弹性力向处理容器100的外侧吊起。其 中，盖部300d是盖体300的上面，是在内部导体315a的吊起部分的 附近，盖体300和外部导体315b—体化的部分。
在内部导体315a的贯通部分中设置有短路部520，使同轴管315 的内部导体315a和盖部300d电短路。短路部520由屏蔽螺旋（shield spiral)构成，以能够上下移动的方式设置内部导体315a。另外，在短 路部520中也能够使用金属刷。
这样，通过设置短路部520，从等离子体流入金属电极310的热能 够通过内部导体315a和短路部高效地散发到盖上，因此能够抑制内部导体315a的加热，防止与内部导体315a邻接的0型圈415a、 415b的 劣化。另外，短路部520能够防止微波通过内部导体315a传送到弹簧 部件515，因此在弹簧部件515周边不会产生异常放电、电力损失。进 一步，短路部520能够防止内部导体315a的轴摇摆（swing),从而牢 固地进行保持。
另外，在短路部520处的盖部300d和内部导体315a之间，以及 后述的电介质615和盖体300d之间由O型圈（未图示）进行真空密封， 通过在盖体300d内的空间中填充非活性气体，能够防止大气中的杂质 混入处理室内。
图1的致冷剂供给源700与致冷剂配管705连接，从致冷剂供给 源700供给的致冷剂在致冷剂配管705内循环，再回到致冷剂供给源 700，由此将处理容器100保持在希望的温度。气体供给源800通过气 体线路805，从图3所示的内部导体315a内的气体流路导入处理室内。
从两台微波源卯0输出的具有120kW (=60kWX2 (2W/cm2))功 率的微波，通过分支波导管905 (参照图4)、 8个同轴波导管变换器 605、 8个同轴管620、在位于与图1的背面方向平行的位置的8个分 支同轴管640 (参照图2)的每一个上均连接有7个的同轴管600、分 支板610 (参照图5)和同轴管315进行传送，透过多个电介质板305， 供给到处理室内。在处理室U中放出的微波激励从气体供给源800供 给的处理气体，使用由此产生的等离子体，在基板G上执行希望的等 离子体处理。
(利用金属电极的电介质板的保持）
接着，详细说明采用以上结构的本实施方式的等离子体处理装置 10的天线部分（电介质板305、金属电极310、同轴管315)的结构和 使用金属电极310的电介质板305的保持机构。
如图3和放大金属电极附近的图6所示，同轴管315、 600由圆筒 状的内部导体315a、 600a和外部导体315b、 600b构成，均由金属形 成。内部导体315a是导体棒的一个例子。特别地，在本实施方式中， 同轴管315、 600由热传导率和电传导率高的铜形成，能够散出来自微 波、等离子体的热，并且能够良好地传送微波。
金属电极310由铝（Al)等金属形成。如果金属电极310露出在 等离子体侧，则电场集中在供电点附近的金属电极310处，产生比电 介质板305的表面密度更高的等离子体，不仅会损伤等离子体的均匀
性，而且还可能蚀刻金属电极310，产生金属污染。特别地，相对基板 G大致平行的面上的电场强度变高。 (模拟）
对图7所示的模拟模型P1、P2的面A-C、面A-E附近的鞘（sheath) 中的微波的电场强度进行说明。发明人对于在金属电极310的露出部 分中，与基板G平行的面C直接露出基板G侧的情况（Pl)，和与基 板G平行的面被电介质盖320覆盖的情况（P2)，通过模拟求取面A〜 面C、面A〜面E附近的电场强度（即鞘中的微波的电场强度）。观察 表示该结果的图7的图表可知，在金属电极310的表面中，在与基板G 平行而露出的面C中电场强度显著变高。
更详细地说明，在与基板G平行的面C从等离子体侧露出的情况 下（Pl)，电介质板下部的面A附近的电场强度比较低。另一方面，金 属电极310的露出部分的侧面B附近的电场强度，随着与面A的距离 变远而变高，但低于与基板G平行的面C附近的电场强度，与基板G 平行的面C附近的电场强度显著高于其它面A、 B。
接着，发明人对与基板G平行的面C被氧化铝的电介质盖320覆 盖的情况（P2)进行模拟。由其结果可知，平坦部被电介质盖320覆 盖，由此平坦部的电场强度显著变小。虽然在倾斜的面B上电场强度 变强，但是最多为未被电介质盖320覆盖时的一半左右。结果，发明 人证明了，通过使平坦部被电介质盖320覆盖，能够防止等离子体集 中，能够生成更均匀的等离子体。
另外，从P1和P2的比较可知，通过使与基板G平行的面C被电 介质盖320覆盖，能够减弱金属电极附近的电场，提高等离子体的均 匀性。
在此，在图6的金属电极310的露出部分中，在相对基板G大致 平行的面上，通过电介质盖320形成盖。特别是因为仅是金属电极的 底面、外周面等的一个面被电介质盖320覆盖，所以能够使金属电极 310和电介质盖320密接。由此，因为金属电极310和电介质盖320 之间不产生间隙，所以能够防止异常放电，能够均匀且稳定地产生等
离子体。另外，因为也不需要高精度加工，所以能够抑制成本。另外， 电介质盖320由多孔质陶瓷形成。
金属电极310通过在电介质板305的大致中央设置的贯通孔305a 与同轴管315的内部导体315a连接，并且从电介质板305的基板侧的 面露出。金属电极310的直径比内部导体315a的直径大，金属电极310 的与基板平行的面和电介质板305的与基板G平行的面在一部分上邻 接。由此，电介质板305以通过金属电极310从基板侧被保持的状态 下，通过内部导体315a被吊起，可靠地固定在处理容器IOO的内壁上。
这样，金属电极310相比于同轴管315的内部导体315a更向外侧 伸出，并从电介质板305的基板侧的面露出。另外，因为金属电极310 是金属，所以比介电部件的机械强度强。由此，金属电极310在结构 上和材质上均能够牢固地保持电介质板305。
如图6所示，同轴管315中设置有贯通内部导体315a的内部的气 体导入通路315c。图1所示的气体供给源800通过气体线路805与气 体导入通路315c连通。气体导入通路315c与设置在金属电极310的 内部的气体通路310a连通。气体通路310a分支为两个环状流路，从 金属电极310的下面放出至电介质盖320。
流入电介质盖320的气体在流过形成电介质盖320的多孔质陶瓷 的气孔间的过程中，其速度减弱，在已一定程度进行减速的状态下， 从电介质盖320整个表面均匀地导入处理室U。气体规则地层流状流 动，由此能够实现均匀且良好的过程。
各电介质板305的基板侧的面形成为大致正方形，相对金属电极 310具有对称性。因此，微波从遍及顶面的整个面配置的多个电介质板 305中均匀地放出。结果，在电介质板305的下方能够更均匀地生成等 离子体。各电介质板305由氧化铝（A1203)形成。 (金属电极和电介质盖的最佳形状）
为了不产生异常放电，发明人如下所示通过模拟求取金属电极310 和由氧化铝形成的电介质盖320的最佳形状。
在金属电极310的形状中，以图15和图16所示的宽度D、高度H、 前端部具有圆弧的基本形；图17和图18所示的直径32mm、高度H 的圆锥形；图19所示的直径32mm、高度10mm的圆锥形；图20所示
的半球形为模拟的对象。在金属电极310和电介质盖320的组合形状 中，以图21所示的圆锥形、图22和图23所示的圆锥形的前端平坦的 形状为模拟对象。 (模拟结果）
使用图15〜图23对在以上条件下实施模拟而得到的金属电极310 和电介质板305下面的电场强度的分布进行说明。首先，发明人在上 述模拟条件下，将宽度D固定为32mm，使高度H变化为4mm、 7mm、 10mm。图15表示在该情况下的电介质板305下部的电场强度。r表 示反射系数的绝对值（括号内为相位）。反射系数是表示从金属电极侧 看时微波的反射的指标。
根据图15所示的结果，发明人得知，在基本形中金属电极310的 下面的水平面上电场变强。另外，发明人确认即使改变金属电极310 的高度，电场的集中也没有得到改善。
于是，如图16所示，发明人将高度H固定为7mm，使宽度D (金 属电极的直径）改变为24mm、 32mm、 40mm。但是，根据该结果可 知，也没有改善在金属电极下面的水平面中的电场集中。
接着，如图17所示，发明人使金属电极310为圆锥形，高度H改 变为7、 10、 13mm。由该结果可知，电场集中得到改善，尤其是在金 属电极310的倾斜的面上电场难以集中。另外可知，在上述7、 10、 13mm 的范围中，金属电极310的高度越高电场越难以集中。
但是，如图18所示，可知如果高度H进一步变高为16、19、25mm, 则金属电极310的前端的电场再度变强。
接着，如图19所示，发明人通过模拟求取使等离子体介电常数 e r变动时的圆锥形的金属电极310和电介质板305下面的分布状态。 此时，圆锥形的金属电极310的直径为32cm，高度固定为10mm。
另外，设介电损耗因数Ts为一O.l。等离子体介电常数^和介电 损耗因数（dielectric dissipation factor) Ts表示等离子体的状态，等离 子体的介电常数e r表示等离子体中的极化的状态，等离子体的介电损 耗因数Ts表示由通过激励气体而生成的等离子体中的电阻引起的电荷 的损失状态。
在图19中，等离子体的介电常数^变化为一40、 一20、 一10。
等离子体的介电常数Sr越大表示等离子体的密度越高。根据图19所 示的结果，发明人确认，等离子体的密度越低，金属电极310的电场 越强，微波越不扩展。
接着，如图20所示，发明人使金属电极310的形状为直径32mm 的半球形并实施模拟。在该情况下，在金属电极310和电介质板305 的下面也看不到电场集中。但是，半球形的金属电极310的高度比圆 锥形的金属电极310更高。另外，使金属电极310为半球形，相比于 圆锥形更难加工。
接着，如图21所示，发明人在金属电极310的与被处理体平行的 面上设置圆锥形的电介质盖320，使金属电极310和电介质盖320的露 出面为大致圆锥形状。设金属电极310的底面的直径为54mm，高度为 7mm，从金属电极310的底面到电介质盖320的前端部的高度为27mm。 在该情况下，金属电极310的附近看不到电场集中。
进一步，如图22和图23所示，发明人对电介质盖320的前端平 坦的结构下的电场的集中度进行模拟。在图22中，使金属电极310的 底面的直径为54mm，高度为7mm，电介质盖320的高度W变动为12、 10、 8、 6mm。根据其结果，发明人确认电介质盖的厚度为10mm以上 的情况下，不会看到电场的集中。
于是，发明人想到图23所示的模型。即，金属电极310的底面的 直径为54mm，高度为7mm，电介质盖320的高度W变动为10mm， 等离子体的介电常数e/变动为一10、 一20、 一40、 一60。结果，在将 电介质盖320的厚度固定为10mm的情况下，即使为高密度，在金属 电极310的附近也看不到电场的集中。 (实验）
于是，发明人根据上述模拟结果进行实验。实验的等离子体条件 为以下4个系统。
(1) Ar单一气体：3、 1、 0.5、 0.1、 0.05Torr
(2) Ar/02混合气体：Ar/O2=160/40、 100/100、 0/200sccm
(3) Ar/N2混合气体：Ar/N2=160/40、 100/100、 0/200sccm
(4) Ar/NF3混合气体：Ar/NF3=180/20、 160/40、 100/100sccm 关于其实验结果，简单叙述应该注意的事项。在金属电极310是
圆锥形状的情况下，电场不会集中在金属电极310的附近，另外，能
够基本不依赖于Ar气体的压力、02、 N2、 NF3等气体种类地得到良好 的结果。在金属电极310为半球形状的情况下，在与氩气一起供给02 或NF3气体时，对02和NF3的压力的依赖性较高。在金属电极310上 安装电介质盖320，形成为圆锥形的情况下，电介质盖320 (此处为氧 化铝）的等离子体亮度比金属电极310暗。另外，可知金属电极310 的铝的部分的亮度具有气体种类的依赖性。在基本形中02的压力依赖 性较高。
基于以上的考察，发明人导出以下结论。首先，为了不集中电场， 金属电极310优选形成为大致圆锥形状或大致半球形状，特别优选形 成为大致圆锥形状。另外，在金属电极310上添加电介质盖320的情 况下，金属电极310和电介质盖320的露出面优选为大致圆锥形。此 时，电介质盖320的前端形成为平坦，这样相比于不形成为平坦的情 况，电场更不会集中在前端，因此优选。另外，如果使平坦地形成前 端的电介质盖320的与基板G垂直的方向上的高度为10mm以内，则 能够得到更优选的结果。 (保护膜）
金属电极310的表面被耐蚀性高的氧化钇（¥203)、氧化铝(八1203)、 特氟纶（注册商标）的保护膜覆盖。由此，能够避免由F类气体（氟 自由基）、氯类气体（氯自由基）等引起的对金属电极310的腐蚀。
具体说明该保护膜的材质。覆盖在金属电极310的表面上的保护 膜是由以铝为主要成分的金属的氧化膜构成的膜，可以是膜厚为10nm 以上，从上述膜放出的水分量为1E18分子/cn^以下（1X10"个/cm2 以下）的金属氧化膜。另外，在以下的说明中使用E表示法（E-Notation) 表示分子数。
该放出水分来源于金属氧化物膜的表面吸附水，因为放出水分量 与金属氧化物膜的有效表面积成比例，所以为了减少放出水分量，使 有效表面积最小是有效的。因此，金属氧化物膜优选是在表面上没有 气孔（pore)等的阻挡（barrier)型金属氧化物膜。
在抑制一部分元素的含有量的以铝为主要成分的金属中通过使用 特定的化成液（chemical conversion bath)而形成的金属氧化物膜，不
会形成中空（void)、气窝（gas pocket),能够抑制由加热引起的氧化
物膜的裂缝的产生等，由此，相对于硝酸、氟等药液、卤素气体特别 是氯气体有良好的耐蚀性。
从金属氧化物膜放出的水分量为将金属氧化物膜在23'C下保持10 小时，之后升温到20(TC下进一步保持2小时，在此过程中从膜中放出 的每单位面积的放出水分子数[分子/cm2](也包括升温时间中的测定）。
放出水分量例如能够使用大气压离子化质量分析装置（瑞萨东曰本 (Renesas Eastern)制造的UG-302P)进行测定。
金属氧化物膜优选是将以铝为主要成分的金属或以高纯度铝为主 要成分的金属在pH4〜10的化成液中进行阳极氧化而得到的。化成液 优选包括选自硝酸、磷酸、有机羧酸和它们的盐中的至少一种。另外， 化成液优选含有非水溶剂。另外，金属氧化物膜优选在阳极氧化后在 IO(TC以上的条件下进行加热处理。例如，能够在100。C以上的加热炉 中进行退火处理。但是，金属氧化物膜更优选在阳极氧化后在15(TC以 上的条件下进行加热处理。
在金属氧化膜的上下，也可以根据需要具有其它层。例如，在金 属氧化物膜上还能够形成以从金属、金属陶瓷和陶瓷中选择的一种或 两种以上作为原料的薄膜，成为多层结构。
另外，以铝为主要成分的金属是指含有50质量％以上的铝的金属。 也可以是纯铝。优选该金属含有80质量％以上的铝，更优选含有90 质量％以上的铝，进一步优选含有94质量％以上。另外，以铝为主要 成分的金属优选含有选自镁、钛和锆中的至少一种以上的金属。
另外，以高纯度铝为主要成分的金属是指以铝为主要成分的金属， 并且是特定元素（铁、铜、锰、锌、铬）的总含有量为1%以下的金属。 另外，以高纯度铝为主要成分的金属优选含有选自镁、钛和锆中的至 少一种以上的金属。
如上所述，根据本实施方式的等离子体处理装置10，金属电极310 通过电介质板305的贯通孔305a与同轴管315连接，比内部导体315a 更向外伸出，同时从电介质板305的基板侧的面露出。由此，使用金 属电极310能够牢固地保持电介质板305。另外，通过在金属电极310 的一个面上设置电介质盖320，能够减弱金属电极附近的电场，能够提
高等离子体的均匀性。
另外，在本实施方式的等离子体处理装置10中，电介质板由224 个电介质板305形成。由此，因为电介质板由多个电介质板305构成， 所以能够提供容易进行零件的更换等维护，并且与基板的大面积化相 对应的扩展性高的等离子体处理装置10。 (第一实施方式的变形例） 接着，对本实施方式的金属电极310的变形例1、 2进行说明。 (变形例1)
根据上述模拟结果，在金属电极310的露出部分中，特别是在相 对基板G平行的面上，电场集中。因此，金属电极310的露出部分优 选是不具有相对基板G平行的面的形状。作为上述变形例，例如列举 图8的圆锥形。另外，也可以是图9所示的半球状。在图8和图9所 示的金属电极310中，能够列举出下述优点：因为没有电介质盖，所 以有利于成本；因为没有相对基板G平行的面，所以电场难以集中。
在金属电极310的露出部分为图8所示的圆锥形的情况下，气体 也可以例如是从等间隔设置的6个气体通路310a倾斜45度地向下导 入。而且，如果在图8所示的圆锥形的前端添加圆弧，则能够更有效 防止电场集中。
另外，在金属电极310的露出部分为图9所示的半球状的情况下， 气体也可以例如是从等间隔地设计成辐射状的气体通路310a辐射状地 导入。
进一步，在金属电极310上形成的气体通路310a，能够以在图10 所示的相对基板G平行的方向上导入气体的方式形成，也能够以在相 对基板G垂直的方向上导入气体的方式形成。其中，图IO的电介质盖 320由氧化铝陶瓷形成。
另外，在金属电极310的露出部分上设置有多孔质体陶瓷的电介 质盖320的情况下，如图6所示，气体也可以从金属电极310的气体 通路310a经由电介质盖320导入处理室U。 (变形例2)
图11的X-X截面如图12所示。图11是图12在Y-Y面切断的图。 如图11所示，金属电极310以其根部插入电介质板305的贯通孔305a
的方式延伸，同轴管315的内部导体315a和金属电极310通过设置在 内部导体315a的端部的阳螺纹315d和设置在金属电极310的根部的 阴螺纹310b进行螺纹啮合而连接。
关于图6的环状的电介质410和O型圈415b，首先嵌入O型圈 415b，然后安装环状的电介质410。在安装环状的电介质410时，存在 损伤0型圈415b的情况。但是，在图ll的结构中，电介质板305的 上部角为锥形。由此，成为电介质板305能够平滑地嵌入，并且在安 装电介质板305时难以损伤O型圈415b的结构。
另外，在本变形例中，如图11所示，电介质板305和图3所示的 环状的电介质410可以一体形成。另外，代替设置在电介质板305的 内周面和同轴管315之间、以及电介质板305的外周面和盖体300之 间的两个0型圈415a、 415b，可以在电介质板305的内周面和金属电 极310之间设置O型圈415b，在电介质板305的外周面和盖体300之 间设置0型圈415a。由此，也能够通过金属电极310和内部导体315a 将电介质板305牢固地保持在顶面上，能够使处理室U的内部真空密 封。
在上述实施方式中，各部的工作相互关联，能够在考虑相互的关 联的同时作为一系列的动作进行置换。并且，通过上述置换，能够使 等离子体处理装置的发明的实施方式成为等离子体处理装置的使用方 法、等离子体处理装置的清洁方法的实施方式。 (频率的限定）
使用上述各实施方式的等离子体处理装置10，通过从微波源900 输出频率为lGHz以下的微波，能够实现良好的等离子体处理。该理 由说明如下。
在利用化学反应在基板表面上堆积薄膜的等离子体CVD处理中， 不仅是基板表面，膜也会附着在处理容器内面上。如果附着在处理容 器内面的膜剥落并附着在基板上，则使成品率恶化。而且，从附着在 处理容器内面的膜产生的杂质气体进入薄膜，可能使膜质劣化。因此， 为了进行高品质的处理，必须定期清洁腔室内面。
为了清洁氧化硅膜、氮化硅膜，常使用F自由基。F自由基能够高 速地蚀刻这些膜。F自由基是通过在NF3、 SF6等含F气体中进行等离
子体激励，分解气体分子而生成的。如果使用含有F和O的混合气体 进行等离子体激励，则因为F、 O与等离子体中的电子再结合，所以等 离子体中的电子密度会降低。尤其是，如果使用含有在全部物质中电 负性最大的F的气体进行等离子体激励，则电子密度显著降低。
为了证明这一点，发明人对在微波频率2.45GHz、微波功率密度 1.6Wcm—2、压力13.3Pa的条件下生成的等离子体计测电子密度。其结 果，电子密度在Ar气体的情况下是2.3Xl(^cm—3，相对的，在NF;气 体的情况下比它小一位以上，为6.3X10'W3。
如图13所示，如果使微波的功率密度增加，则等离子体中的电子 密度增加。具体而言，如果使功率密度从1.6W/cm2变为2.4W/cm2JlJ 等离子体中的电子密度从6.3X 10"cm-3增力P至U 1.4X lO"cm-3。
另一方面，如果施加2.5W/cn^以上的微波，则因为电介质板会被 加热并裂开，在各部中异常放电的危险性变高，不经济，所以使用NF3 气体成为1.4X10"cm—3以上的电子密度在实用上是困难的。艮P，为了 即使使用电子密度极低的NF3气体也能够生成均匀并稳定的等离子体， 必须使表面波共振密度（Surface wave resonance density) ns在1.4X 10"cm—3以下。
表面波共振密度&表示在电介质板和等离子体之间能够传播的表 面波的最低的电子密度，如果电子密度比表面波共振密度&小，则因 为表面波不被传播，所以只能够激发极不均匀的等离子体。表面波共 振密度〜和式（1)的截止密度n。为由式（2)表示的比例关系。
nc= e 0me <^> 2/e2...... (1 )
ns=nc (l+er) ......(2)
此处，4是真空的介电常数，me是电子的质量，"是微波角频率， e是基本电荷，、是电介质板的相对介电常数。
根据上述式（1) (2)可知，表面波共振密度&与微波频率的平方 成比例。由此，选择低的频率时，即使是更低的电子密度也能够传播 表面波而得到均匀的等离子体。例如，如果微波频率为1/2，则即使是 1/4的电子密度也能够得到均匀的等离子体，微波频率的降低对于处理 窗口 （process window)的扩大是极有效的。
使表面波共振密度&与使用NF3气体的情况下的实用的电子密度1.4X10"cn^相等的频率是lGHz。艮卩，如果选择lGHz以下的微波频 率，则无论使用哪种气体均能够以实用的功率密度激发均匀的等离子 体。
由上述可知，例如，从微波源900输出频率为lGHz以下的微波， 由此，在被处理体（例如基板G)上能够实施良好的等离子体处理。
例如，能够为下述所示的等离子体处理装置的使用方法，通过从 上述实施方式的等离子体处理装置10的微波源900输出频率为lGHz 以下的微波，使从微波源900输出的微波通过同轴管（例如同轴管600、 315)传送，使通过同轴管315传送的微波透过通过金属电极310保持 在处理容器100的内壁上的电介质板305并放出至处理容器100的内 部，该金属电极310通过在电介质板305中形成的贯通孔305a与同轴 管的内部导体315a连接、在至少一部分与电介质板305的基板侧的面 邻接的状态下从电介质板305的基板侧的面露出，通过放出的微波激 励导入处理容器100的处理气体，对被处理体实施希望的等离子体处 理。
另外，例如，能够为下述所示的等离子体处理装置的清洁方法， 通过从上述实施方式的等离子体处理装置10的微波源900输出频率为 lGHz以下的微波，使从微波源900输出的微波通过同轴管（例如同轴 管600、 315)传送，使通过同轴管315传送的微波透过通过金属电极 310保持在处理容器100的内壁上的电介质板305并放出至处理容器 100的内部，该金属电极310通过在电介质板305中形成的贯通孔305a 与同轴管的内部导体315a连接、在至少一部分与电介质板305的基板 侧的面邻接的状态下从电介质板305的基板侧的面露出，通过放出的 微波激励导入处理容器100的清洁气体以清洁等离子体处理装置。
而且，在電気学会• 7一夕口波7。，乂7調查専門委員会編「7 ,夕口波7。，义7(7)技術」才一厶社出版、平成15年9月25日発行 O序文（电气学会，微波等离子体调查专门委员会编的"微波等离子 体的技术"，Ohmsha出版，2003年9月25日发行的序文）中说明， 本书中的"微波带"是"指UHF带的300MHz以上的频率领域"，因 此，在本说明书中微波的频率为300MHz以上。
在上述实施方式中，例举了输出915MHz的微波的微波源900，但
也可以是输出896MHz、 922MHz、 2.45GHz的微波的微波源。其中， 微波源相当于产生用于激发等离子体的电磁波的电磁波源。
将上述说明的各实施方式的各部件、部件间的关联简单地归纳如 下。例如，金属电极的露出面可以形成为大致圆锥形或大致半球状。
此时，金属电极的露出部分可以设置成与电介质板的被处理体侧 的面的一部分或全部邻接。由此，能够通过金属电极牢固地保持电介 质板。
另外，可以使上述金属电极的露出部分的至少相对处理体大致平 行的面由电介质盖覆盖。电场难以集中在电介质盖的表面。由此，通 过使金属电极的露出部分被电介质盖覆盖，能够避免在供电点附近的 金属电极的表面上集中电场、在金属电极附近生成密度高的等离子体， 由此，能够生成均匀的等离子体。
上述电介质盖可以由多孔质陶瓷形成。由此，通过使气体流过由 多孔质陶瓷形成的电介质盖的气孔间，能够将气体导入处理容器的内 部。
上述金属电极和电介质盖的露出面可以形成为大致圆锥形。上述 电介质盖的前端可以形成为平坦（flat)。上述电介质盖的与被处理体垂 直的方向上的高度可以为10mm以内。由此，能够不在电介质盖的表 面上集中电场、并且生成均匀的等离子体，同时有效地避免金属污染。
上述电介质板的贯通孔可以设置在上述电介质板的大致中央。由 此，能够使用金属电极平衡地保持电介质板。另外，能够使电磁波从 同轴管通过电介质板均匀地供给处理容器内。
上述金属电极的表面可以由保护膜覆盖。例如，上述金属电极的 表面可以由耐蚀性高的氧化钇（Y203)、氧化铝（A1203)、特氟纶（注 册商标）的保护膜进行保护。由此，能够避免由于F类气体（氟自由 基）、氯类气体（氯自由基）等腐蚀金属电极。
在上述同轴管的内部形成流过气体的气体导入通路，在上述金属 电极上，也可以形成与形成在上述同轴管的内部的气体导入通路连通， 使流过上述气体导入通路的气体导入上述处理容器的内部的气体通 路。
由此，气体从设置在金属电极上的气体通路导入处理容器内。因
为金属不会透过电磁波，所以气体在金属电极内的气体通路中不会被 激励，由此，能够避免在金属电极内生成等离子体。
另外，在上述金属电极上形成的气体通路能够以在相对被处理体 大致平行的方向上导入气体的方式形成，也能够以在相对被处理体大 致垂直的方向上导入气体的方式形成，也能够以辐射状导入气体的方 式形成。
气体可以从形成在金属电极上的气体通路直接导入上述处理容器 的内部。另外，气体也可以从上述气体通路通过由多孔质陶瓷形成的 电介质盖导入处理容器的内部。特别是在气体从多孔质陶瓷供给的情 况下，气体在流过多孔质陶瓷的气孔间的过程中，其速度减弱，在已 一定程度进行减速的状态下，从多孔质陶瓷的表面均匀地放出。由此， 能够防止气体在处理容器中不必要地扩散，结果，能够不过度离解气 体地生成希望的等离子体。
上述电介质板可以由氧化铝形成。
上述电介质板由多个电介质板形成，上述金属电极可以与上述多 个电介质板相对应地设计有多个。由此，因为电介质板由多个电介质 板构成，所以能够提供容易进行零件的更换等维护，并且与被处理体 的大面积化相对应的扩展性高的等离子体处理装置。
另外，多个电介质板的各个电介质板能够以被处理体侧的面为大 致矩形的方式形成。多个电介质板的各个电介质板能够以被处理体侧 的面为大致正方形的方式形成。由此，因为各个电介质板具有存在对 称性的形状，所以电磁波从遍及顶面的整个面而配置的多个电介质板 均匀地放出。结果，在电介质板的下方能够更均匀地生成等离子体。
上述电磁波源可以输出频率为1GHZ以下的电磁波。由此，能够 降低截止密度，扩大处理窗口，能够在一个装置中实现各种处理。
在处理中，上述电介质板的侧面可以与等离子体接触。如果在电 介质板的周围，电介质板和其他部件接触，则担心会生成间隙，并由 于等离子体进入间隙而产生异常放电。为了使得没有间隙，需要高精 度加工，导致高成本。但是，根据上述内容，上述电介质板的侧面与 等离子体接触。因此，在电介质板的周围不会产生间隙，不需要高精 度加工，能够抑制成本。
以上，参照附图说明了本发明的优选实施方式，当然本发明并不 限定于上述例子。在专利请求的范围所记载的范畴内，本领域的技术 人员能够想到各种变更例或修正例，这些当然也属于本发明的技术范 围。
例如，本发明的等离子体处理装置中，设置在等离子体处理装置
中的电介质板可以具有方形的多个电介质板305，也可以如图14所示， 具有大面积的一个圆形的电介质板305。
由此， 一个电介质板305通过与一个内部导体315a连接的一个金 属电极310配设在处理容器100的顶部。由此，与具有多个电介质板 305的等离子体处理装置的情况相同，在处理中，电介质板305的侧面 与等离子体接触。
根据上述状态，能够避免在电介质板305与其它部件（例如金属 框等）在电介质板305的侧面接触的情况下，等离子体进入电介质板 305和这些部件的间隙而产生异常放电的现象。
而且，在环状的电介质410的上部，在盖体300和内部导体315a 之间，设置有在其中央贯通有内部导体315a的环状的电介质420。环 状的电介质420的外周面和内周面的一部分埋入盖体300和内部导体 315a中。在环状的电介质420和盖体300之间的朝向处理容器的内侧 的面（下面）上设置有0型圈425。
这样，在图14所示的等离子体处理装置10中，为了吊起电介质 板305，设置有0型圈425。由此，利用0型圈425相对处理容器100 的弹性力（斥力），能够将同轴管的内部导体315a推向处理容器100 的外侧。
进一步，通过设置两个环状的电介质410、 412，因为对保持电介 质板305的内部导体315a进行两点支承，所以能够防止同轴管315的 轴的摇摆。这样，通过弹簧的弹性力和内部导体315a的导向功能，电 介质板305牢固地密接在盖体300的内壁上。结果，能够避免由于等 离子体进入盖体300的内壁和电介质板305的间隙而产生的异常放电， 能够均匀且稳定地生成等离子体。
另外，本发明的等离子体处理装置能够处理大面积的玻璃基板、 圆形的硅晶片、方形的SOI (Silicon On Insulator:绝缘硅）基板。
另外，在本发明的等离子体处理装置中，能够进行成膜处理、扩 散处理、蚀刻处理、灰化处理等各种等离子体处理。