等离子体装置的制作方法

专利名称：等离子体装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过高频波乃至电磁场生成等离子体，进行规定处理的等离子体装置。
背景技术：
在半导体器件的制造中，为了进行氧化膜形成或半导体层的结晶生长、蚀刻或研磨抛光等处理，多采用等离子体装置。在这些等离子体装置中，有着通过天线向处理容器内导入高频波、产生高密度等离子体的高频等离子体装置。因为该高频等离子体装置即使在等离子体气体的压力较低时也可以生成稳定的等离子体，所以具有所谓用途广泛的特征。
最近，在该高频等离子体装置中，作为向处理容器内供给高频波的天线，研究了平板型(Patch)天线的使用。图37A～37C示出在该高频等离子体装置内使用的常规的平板型天线的一构成例。在这里，图37A是从发射面侧看平板型天线时的平面图，图37B是图37A所示的XXXVIIB-XXXVIIB线方向的截面图，图37C是示出与图37A对应的座标系的图。
该平板型天线，如图37B所示，具有由接地的导体板构成的地板531和构成谐振器的导体板532。在介电体板534的两面分别设置地板531及导体板532，通过贯通介电体板534的导体线533使导体板532在其中心O与地板531连接。
导体板532的平面形状，如图37A所示，为长边的长度为L1，短边的长度为L2(L2＜L1)的长方形。如果令平板型天线内的电磁场的波长为λg，则长边的长度L1设定为L1≈λg/2。为了说明的方便，X轴及Y轴分别与导体板532的长边及短边平行，并将该坐标系的原点置于导体板532的中心O上。
该平板型天线，如图37B所示，经同轴线路541与高频电源545连接。在这里，同轴线路541的外部导体542与地板531连接，同轴线路541的内部导体543贯通地板542的开口部及介电体板534，在X轴上的一点PP上与导体板532连接。
图38A、图38B是用于说明通过该平板型天线产生的电磁场的发射原理的图。在这里，图38A是示出导体板532的图，图38B是示出在导体板532中的X轴方向的电流分布(虚线)及电压分布(实线)的图。
因为导体板532的长边的长度L1约为λg/2，所以从高频电源545供给至导体板532的电流在长边方向即X轴方向谐振而成为驻波，其电流分布为如图38B的虚线所示的两端固定为0(零)的正弦波状。在这样谐振而成为驻波电流时，如图38B的实线所示，电压的波形相对于电流波形，相位只偏移90°。
因为在图38B所示的状态中，导体板532左端的电压为正，所以电力线从导体板532指向地板531。与此相反，因为导体板532的右端电压为负，所以电力线从地板531指向导体板532。因为电力线方向与位移电流方向相同，所以如图38A所示，沿着导体板532的左端及右端，磁流同方向流动。因为电磁场以该磁流作为波源进行幅射，所以该电磁场形成磁场与Y轴平行的TM10模式。
图39A、39B是该平板型天线构成的电场强度分布的概略图。图39A示出在XZ面上的电场强度分布，图39B示出在YZ面上的电场强度分布。
如以上所述，因为从该平板型天线发射的电磁场形成磁场与Y轴平行的TM10模式，所以其电场强度分布示出与图39A、39B所示的偶极子天线同样的特性。即，在XZ面上如图39A所示是比较均匀的，而在YZ面上发生如图39B所示大的偏移。在YZ面的电场强度分布在导体板532的中心O的电场为最大，随着离开中心O，电场急剧变弱。
因此，一旦通过具有这样的空间分布的电磁场生成等离子体，因为在X轴上的电场强度比其周围更大，所以X轴正下方区域的等离子体密度比其周围更高。因此，通过应用进行这样的偶极子动作的单一平板型天线的常规等离子体处理装置来构成蚀刻装置时，正如越接近等离子体密度变高的X轴正下方的区域，进行蚀刻得越快，存在所谓处理速度依场所而产生偏差的情况。此为第一问题。
近年来，伴随着晶片或LCD(Liquid Crystal Display)尺寸大型化，处理容器也正在大口径化。可是，处理容器口径从相当于使用高频波的半波长(λg/2)的长度到相当1波长(λg)的长度，进而，在超过相当1波长的长度的更长的情况下，在处理容器内在径向或圆周方向上产生驻波。因为在驻波的波腹处，电场变高，在波节处电场变小，所以，一旦在处理容器内产生驻波，则使等离子体均匀化的控制变得困难。因此，在使处理容器大口径化时，与此相应，有必要增长使用高频波的波长，不使驻波产生。
为了抑制在处理容器内产生驻波，作为对处理容器内供给高频电磁场的天线，存在使用偶极子天线的常规例。图40是该偶极子天线的俯视图。
该偶极子天线3530配置于从生成等离子体的处理容器(未图示)隔离天线的介电体板3512上，由与该介电体板3512的主面平行呈直线状配置的2支导体棒3531、3532构成。导体棒3531、3432相对靠近的端部隔开一定间距，供电用的高频电源545与这些端部相连接。偶极子天线3530为了利用谐振现象并发射强的高频波，半波长的奇数倍(即如果令λg为偶极子天线3530上电磁场的波长，N为自然数，则为(2N-1)×λg/2))的长度是必要的。
由于是所谓该(2N-1)×λg/2的天线尺寸，所以偶极子天线3530只在口径L大致比λg/2更大的处理容器内使用。相反，一旦使用偶极子天线3530，则在口径L的处理容器上不能使用波长大致比2L更长的高频波(换言之，不能用频率大致比c/(2L)，(c为光速)更低的高频波)。这样，如果在等离子体装置内使用偶极子天线3530，则对所使用的处理容器产生限制，或者，存在所谓对高频波的频率产生限制的问题。此为第二问题。
图41是示出利用常规的高频等离子体装置的蚀刻装置的一构成例的截面图。此外，图42A、42B是示出在该蚀刻装置内使用的平板型天线结构的图。在这里，图42A是从图41的平板型天线4530下侧看时的俯视图，图42B是示出坐标系的图。
在图41所示的蚀刻装置中，通过上部开口的圆筒状的处理容器511和堵塞该处理容器511的上部开口的介电体板512，形成密闭容器。在处理容器511的底部设置真空排气用的排气口515，此外，在处理容器511的侧壁上设置用于导入蚀刻气体的处理气体供给喷嘴517。在处理容器511内，收容用于载置蚀刻对象的基板512的载置台522。在该载置台522上连接偏置用的高频电源526。
在介电体板512的上部，配置经该介电体板512将高频电磁场供给至处理容器511内的平板型天线4530。此外，通过密封材料518覆盖介电体板512及天线4530的周围。天线4530与供电用的高频电源545连接。
平板型天线4530包含由接地的导体板形成的地板4531和构成与该地板4531对置配置的谐振器的导体板(以下称为平板件)4532。如图42A所示，插接件4532作成直径L1≌λg的圆形(俯视)。λg是在平板件4532和地板4531之间电磁场的波长。在这里，平板件4532处于XY平面上，其中心O为坐标系的原点。
如图41所示，在该平板型天线4530中，在平板件4532的中心O上设置供电点。向天线4530供电是用了同轴线路541，其外部导体542与地板4531连接，内部导体543与平板件4532的中心O连接。
平板件4532在从其中心O看大致离开λg/4的各向同性的位置上的3点P1、P2、P3上，经短路销4533与地板4531连接。点P1为X轴上的点。
图43A、43B是平板型天线4530工作原理的说明图。因为平板件4532的直径L1大致为λg，所以从高频电源545供给平板件4532中心O的电流谐振成为驻波。这时，在X轴上的电压波形，如图43B所示，在作为供电点的中心O上成为波腹，在接地的点P1上成为波节。因为在平板件4532的周缘部上电压以同相位变化，所以沿平板件4532的外周部的磁流，如图43A所示，从中心O看遍及全周成为相同方向。因此，在平板型天线4530上激励TM01模式，不激励TM11模式。
平板型天线4530以上述磁流作为波源，发射高频波。如果经介电体板512将该高频波的电磁场供给至处理容器511内，则该电磁场使处理容器511内的气体电离，在处理对象的基板521的上部空间550上生成等离子体。该等离子体向处理容器511内进行扩散，通过在载置台522上施加的偏置电压，等离子体的能量或各向异性受到控制，从而用于蚀刻处理。
可是，在平板型天线4530的模式是TM01模式的情况下，高频磁场的定向性如图41所示，成为与平板件4532的主面(即XY面)平行的水平方向。因此，因为对等离子体生成作贡献前，通过密封材料518或处理容器511变换为热能的电功率变大，所以存在所谓不能生成高效率的等离子体的问题。此为第三问题。

发明内容
第一及第二发明是为了解决第一问题而完成的。即，其目的是使比常规方式更均匀的等离子处理成为可能。
第三发明是为了解决第二问题而完成的。即，其目的是增大由天线尺寸所限制的等离子体装置的设计自由度。
第四发明是为了解决第三问题而完成的。即，其目的是为了提高等离子体生成之际的电功率效率。
第一～第四发明的共同目的是通过解决这些第一～第三问题，提供可以高效进行更高品质的等离子体处理的等离子体装置。
为了达到上述目的，第一发明的等离子体装置的特征为，在处理容器内发射高频波的天线，具有构成与处理容器内配置的载置台对置配置的谐振器的导体板、和与该导体板上的载置台相反一侧对置配置的地板。对天线的导体板供电以使放射的高频波成为圆极化波。通过这样使从天线发射的高频波作成圆极化波，可以使处理容器内的电磁场的空间分布比常规方式更加均匀。可是，从天线发射的高频波也可以不是完全的圆极化波，也可以是极化率至少50％以上，优选为70％以上的圆极化波。
在这里，也可以用2条供电线给导电板供电。即，通过二点供电也可以生成圆极化波。
这时2条供电线各自也可以以发射振幅相等、相位相互相差90°、空间正交的2个直线极化波的方式供电。据此，因为从天线发射的高频波成为圆极化波，所以在处理容器内的电磁场的空间分布变得更加均匀。
在导体板的平面形状为90°旋转对称形状时，2条供电线可以各自与处于与导体板中心大致等距离，而且从中心看正交的2个方向的导体板上的二点连接，以等振幅，而且相互呈90°相位差供电。
在上述的等离子体装置中，对天线导电板供电也可以用1条供电线。即也可以通过1点供电产生圆极化波。这时，使导体板的平面形状为从其中心看正交的二方向的长度不同的形状，也可以在导体板上的二方向所夹持的方向上的某一点上连接供电线。这时，导体板的平面形状可以是圆的周缘区域的一部分为缺口的形状，也可以是椭圆或矩形。
为了达到这样的目的，本发明的等离子体处理装置的特征为其构成是这样的，在向与处理容器内配置的载置台的载置面对置配置的处理容器内供给电磁场的天线由多只单极天线构成，使其电磁场形成圆极化波。据此，使电磁场围绕与载置台的载置面垂直的轴旋转，因为通过该电磁场生成的等离子体的分布也旋转，所以可改善取时间平均时的等离子体分布的均匀性。
在这里，从天线发射的电磁场可以不是完全的圆极化波，也可以是极化率至少在50％以上，优选在70％以上圆极化波。
本发明的等离子体处理装置的特征为，其构成是这样的，在向与处理容器内配置的载置台的载置面对置配置的处理容器内供给电磁场的天线由多只单极天线构成，使其电磁场形成近似TM01模式。因为在近似TM01模式中的电场以与载置台的载置面垂直的轴作为中心，大致呈幅射状分布，所以可以改善与上述载置面平行的平面内的等离子体分布的均匀性。
作为单极天线，优选用平板型天线。通过用平板型天线，使磁流形成部增长，可以提高电磁场的发射效率。
该平板型天线包含与载置台的载置面对置配置的导体板、从该导体板看与载置台相反一侧对置的地板、使导体板一端与地板连接的导体构件、和在从导体板一端离开的地点上与该导体板连接的供电线；平板型天线的导体板也可以这样构成，经导体构件与地板连接的上述一端作成大致直线状，与该端正交的方向的长度是平板型天线内电磁场波长的大致1/4以下。
或者，也可以是具有以下部件的构成，即与载置台的载置面对置配置，具有大致直线状的一端和与该端对置的圆弧状的另一端，该一端和另一端之间的长度为平板型天线内的电磁场波长的(1.17±0.05)/4以下的导体板；从该导体板看与载置台相反一侧对置配置的地板；使导体板的一端与地板连接的导体构件；和在离开导体板一端的地点上与导体板连接的供电线。这里所谓的大致直线状不只是直线，也包含变化缓慢的曲线的概念。
平板型天线的导体板与连接于导体构件的一端对置的另一端向地板方向弯曲，平板型天线的导电构件也可以形成为在与导体板一端相同方向的长度比该导体板一端的长度更短。通过这样的结构，可以使平板型天线小型化。
天线包含以下部件，即与载置台的载置面对置的同一平面上配置且具有平行的二端、该二端间的长度为天线内的电磁场波长的大致1/4以下的至少2块导体板；从这些导体板看与载置台相反一侧对置配置的地板；使导体板各自的一端与地板连接的至少2个导体构件；以及在离开导体板各自一端的地点上与导体板各自连接的至少2条供电线；天线的各导体板配置成使一块导体板的另一端与另一块导体板的另一端正交，天线的各供电线通过以相互不同的相位供电，可以将圆极化波的电磁场供给至处理容器内。
天线包含以下部件，即与载置台的载置面对置的同一平面上配置且具有大致直线状的一端，与该一端正交的方向的长度为天线内电磁场波长的大致1/4以下的多块导体板；从这些导体板看与载置台相反一侧对置配置的地板；使导体板的各自的一端与地板连接的多个导电构件；和在离开导体板各自的一端的地点上与导体板分别连接的多条供电线；天线的多块导体板以其一端作为内侧，而以与一端对置的另一端作为外侧，圈绕天线中心等同配置，天线的多条供电线以同相位供电给对应的导体板，可以将近似TM01模式的电磁场供给到处理容器内。
为了达到上述目的，本发明的等离子体装置的特征为，将高频电磁场供给到处理容器内的天线由单极天线构成。如果天线上的电磁场波长为λg，则单极天线可以以大致λg/4以下的尺寸构成，而且可以发射与偶极子天线同等的高频波。因此，可以利用口径L比λg/2更小的处理容器，或频率大致比c/(2L)(c为光速)更低的高频波。
在这里，作为单极天线优选用平板型天线。通过用平板型天线，可以增长磁流形成部，提高高频波的发射效率。
该平板型天线也可以包含以下部件，即具有与载量台对置配置而且大致呈直线状的一端，与该端正交的方向的长度为平板型天线内的电磁场波长大致1/4以下的导体板；从该导体板看与载置台反对一侧对置配置的地板；使导体板一端与地板连接的导体构件；和在离开导体板一端的地点上连接的供电线。
在这里，平板型导体板的与连接于导体构件的一端对置的另一端向地板的方向弯曲，平板型天线的导体构件在与导体板一端同方向的长度也可以形成为比其导电板一端长度更短。通过这样的构成，可以使平板型天线小型化。也可以在导体板和地板之间配置介电体板。据此，因为在导体板上的电磁场波长变短，所以可以进一步使平板型天线小型化。
为了达到上述目的，本发明的等离子体装置的特征为，将高频波供给到处理容器内的天线包含与处理容器内配置的载置台对置配置的导体板；从该导体板看与载置台相反一侧对置配置的地板；和与导体板连接的多条第一供电线，各条第一供电线每2条相互隔开地连接在与导体板外周正交的导体板上至少1条的第一直线上，在导体板和地板之间的电磁场波长为λg时，第一直线的各条长度为大致(N+1/2)×λg(N为0以上的整数)。在这里，与导体板外周正交的第一直线，在例如导体板的平面形状为矩形时，是与矩形的一边平行的直线，在为圆形时，是通过圆中心的直线。
在导体板的1条第一直线上连接2条第一供电线，因为其第一直线长度为大致(N+1/2)λg，所以从这些2条供电线供给的电流在第一直线上谐振而成为驻波。这时，通过由2条供电线供电来规定驻波的模式。由于第一直线上的电压波形是两端为波腹，波数为N+1/2，所以，在两端的电压变化变为相互逆相位。因此，沿着第一直线的两端，从导体板中心看可为相互逆向的磁流。因此，在该天线中，可知为有选择地激励TM11模式。在TM11模式中，由于高频波的指向性为相当于导体板的主面的垂直方向，所以高频波直接指向配置被处理体的载置台的方向。因此，降低了被处理容器等所吸收的功率，可以增加对生成等离子体所贡献的功率。
在这里，构成天线的导体板上的第一直线也可以通过导体板中心。据此，因为在导体板上沿着与第一直线正交的方向没有电流流过，所以可以抑制向该方向的高频波幅射。
在上述的等离子体装置中，天线还包含与对应的第一直线正交的导体板上至少1条第二直线上至少每2条相互隔开、与导体板连接的多条第二供电线，第二直线各自的长度为大致(M+1/2)λg(M为0以上的整数)，为使高频波成为圆极化波，第二供电线也可以分别构成为以与对应的第一供电线相同程度延迟的相位供电。这种情况下，按照与上述相同的原理，也在第二直线方向激励TM11模式。此外，使从天线供给处理容器内的高频波为圆极化波，因为通过使电磁场围绕与载置被处理体的载置台的载置面垂直的轴旋转，由该电磁场生成的等离子体分布也旋转，所以可以改善取时间平均时的等离子体分布的均匀性。
在这里，从天线供给的高频波也可以不是完全的圆极化波，也可以是极化率至少在50％以上、优选在70％以上的圆极化波。
在这里，构成天线的导体板上的第一及第二直线也可以通过导体板的中心。据此，从第一供电线供给的电流不在导体板的第二直线上流过，与此相反，从第二供电线供给的电流不在第一直线上流过，所以可以抑制与所希望的圆极化波相逆旋转的圆极化波(交叉极化)的发生。
在相同第一直线上连接的2条第一供电线的间隔，或者在相同第二直线上连接的2条第二供电线的间隔也可以为λg/2。据此，使天线的设计变得容易。


图1是示出本发明的第1实施方式的蚀刻装置结构的图。
图2A是示出图1所示的平板型天线的导体板的一构成例的俯视图。
图2B是示出坐标系的图。
图3A、3B是对图1所示的平板型天线构成的取时间平均的电场分布概念图。
图4是示出图1所示的平板型天线变形例的截面图。
图5是用于说明圆极化波的极化率的图。
图6是示出圆极化波的极化率的相位差依存性的图。
图7是示出本发明的第2实施方式的蚀刻装置结构的图。
图8是示出图7所示的平板型天线的导体板的一构成例的俯视图。
图9A、9B是示出图7所示平板型天线的导体板的另一构成例的俯视图。
图10是示出本发明的第3实施方式的蚀刻装置的一部分结构的截面图。
图11是从图10的II-II’线方向看的天线的平面结构及其供电系统的一构成例的图。
图12A是示出构成图10所示天线的平板型天线结构的立体图。
图12B是示出坐标系的图。
图13A、13B是用于说明图12所示的平板型天线产生的电磁场的幅射原理的图。
图14是示出在某瞬间平板型天线形成的磁流状态的概念图。
图15是用于说明圆极化波的极化率的图。
图16是示出圆极化波的极化率的相位差依存性的图。
图17A、17B是示出构成图12A、12B所示的平板型天线的变形例的图。
图18是示出本发明的第5实施方式的蚀刻装置上用的天线的平面构成及其供电系统的一构成例的图。
图19是示出某瞬间平板型天线所形成的磁流状态的概念图。
图20A、20B是图18示出的天线构成的电场强度分布的概念图。
图21是示出本发明的第6实施方式的蚀刻装置结构的图。
图22A是示出图21所示的平板型天线结构的立体图。
图22B是示出坐标系的图。
图23A、23B是用于说明图21所示的平板型天线产生的电磁波的幅射原理的图。
图24是示出图21所示的平板型天线的一变形例的结构的图。
图25A是示出图21所示的平板型天线另一变形例的结构的图。
图25B是示出坐标系的图。
图26是示出本发明的第8实施方式的蚀刻装置结构的图。
图27A是从下面看图26的平板件4032时的平板件的俯视图。
图27B是示出图27A的X方向的电压波形的图。
图27C是示出坐标系的图。
图28是示出平板件变形例的俯视图。
图29是示出平板型天线的变形例的截面图。
图30是示出平板型天线的变形例的图。
图31是示出用图26所示的平板型天线生成圆极化波时的结构的图。
图32A、32B、32C是4点供电的平板型天线工作原理的说明图。
图33A、33B是图26所示的平板型天线构成的电场分布的概念图。
图34是用于说明圆极化波的极化率的图。
图35是示出圆极化波的极化率的相位差依存关系的图。
图36是示出平板型天线变形例的图。
图37A、37B是示出在高频等离子体处理装置内使用的常规平板型天线的一构成例的图。
图37C是示出坐标系的图。
图38A、38B是用于说明由图37A～37C示出的平板型天线产生的电磁场的幅射原理的图。
图39A、39B是图37A～37C示出的平板型天线构成的电场强度分布的概念图。
图40是在等离体装置中常规使用的偶极子天线的俯视图。
图41是示出用常规的高频等离子体装置的蚀刻装置一构成例的图。
图42A是示出图41所示的平板型天线结构的图。
图42B是示出坐标系的图。
图43A、43B是图41所示的平板型天线工作原理的说明图。
具体实施例方式
以下，参照附图，详细说明根据本发明中的第一发明的实施方式。在这里，以在蚀刻装置使用第一发明的等离子体装置的情况为例加以说明。
(第1实施方式)图1是示出本发明的第1实施方式的蚀刻装置结构的图。在该图1中对一部分结构示出截面构造。
图1所示的蚀刻装置具有上部开口的圆筒形状的处理容器11。该处理容器11通过铝等的导电构件形成。在处理容器11的上部开口配置由厚度20-30mm左右的石英玻璃或(Al2O3或AlN等的)陶瓷等构成的介电体板。在处理容器11和介电体板12的接合部使O型环等密封部件13介入其内，据此确保处理容器11内部的气密性。
在处理容器11的底部上，设置由陶瓷等构成的绝缘板14。此外，设置贯通该绝缘板14及处理容器11底部的排气口15，通过与该排气口15连通的真空泵(未图示)，可以使处理容器11内达到所希望的真空度。
在处理容器11的侧壁，上下设置用于将Ar等等离子体气体导入处理容器11内的等离子体气体供给喷嘴16和用于导入蚀刻气体的处理气体供给喷嘴17。这些等离子体气体供给喷嘴16及处理气体供给喷嘴17通过石英管等形成。
在处理容器11内，收存有在其上面载置有蚀刻对象的基板(被处理体)21的载置台22。该载置台22通过贯通处理容器11底部的升降轴23得到支持，并上下移动自如。载置台22还经匹配盒25与偏置用的高频电源26连接。为了确保处理容器11内的气密性，在载置台22和绝缘板14之间设置波纹管24，以包围升降轴23。
在介电体板12的上部配置经该介电体板12将高频波供给至处理容器11内的平板型天线1030。该平板型天线1030通过介电体板12与处理容器11隔离，为处理容器11内生成的等离子体所保护。此外，介电体板12及平板型天线1030的周围通过密封材料进行覆盖。
平板型天线1030具有由接地的导体板形成的地板1031和构成谐振器的导体板1032。该导体板1032以预定的间隔相对地板1031对置配置，其间隔通过连接其各自中心的导体柱1031保持。以上的地板1031、导体板1032及导体柱1031通过铜或铝等形成。这样构成的平板型天线1030配置成使导体板1032侧为下，与介电体板12对置。
图2A、2B是示出导体板1032的一构成例的图。图2A是从下看图1的导体板1032时的俯视图，图2B是示出坐标系的图。导体板1032的平面形状为一边大致为λg/2的正方形。Λg指的是平板型天线1030内的电磁场的波长。在这里，导体板1032的中心O处于坐标系原点，导体板1032的各边分别与X轴、Y轴平行。这时，导体板1032的2个供电点P、Q分别处在X轴、Y轴上，而且设置在离开中心点O大致等距离的二点上。
如图1所示，平板型天线1030的供电使用2条同轴线路1041A、1041B。同轴线路1041A、1041B的外部导体1042A、1042B与地板1031连接，同轴线路1041A、1041B的内部导体(供电线)1043A、1043B贯通地板1031的开口部，分别与导体板1032上的供电点P、Q连接。可是，在这里，同轴线路1041B的电气长比同轴线路1041B电气长仅长90°。
这些同轴线路1041A、1041B分别经匹配盒1044A、1044B与供电用的高频电源45连接。从该高频电源45输出频率为100MHz-8GHz的高频波。通过由匹配盒44实现阻抗匹配，可以提高电功率的使用效率。
其次，说明图1所示的蚀刻装置的工作。
在载置台22上面载置有基板21的状态下，使处理容器11达到例如0.1-10Pa左右的真空度。其次，边维持该真空度，边从等离子体气体供给喷嘴16供给Ar作为等离子体气体，对从处理气体供给喷嘴17来的CF4等蚀刻气体进行流量控制来供给。
在向等离子体11内供给等离子体气体及蚀刻气体的状态下，对平板型天线1030的导体板1032上的2个供电点P、Q以等振幅电压供电。这时，因同轴线路1041B的电气长比同轴线路1041A仅长90°，所以供电点Q的供电相位可以比供电点P仅延迟90°。
供电至供电点P的电流在X轴方向谐振，以与用图38A、38B说明的相同的原理，发射与X轴平行的直线极化波的高频波。另一方面，供电至供电点Q的电流在Y轴方向谐振，同样地发射与Y轴平行的直线极化波的高频波。可是，与该Y轴平行的直线极化波比与X轴平行的直线极化波相位落后90°。这二种直线极化波，幅射相等，在空间正交，且相位相差90°，所以形成圆极化波。如图2B所示，向Z轴正方向为右旋圆极化波。
这样，从平板型天线1030发射的高频波成为圆极化波，透过介电体板12导入处理容器11内。通过该高频波在处理容器11内形成电场，使Ar电离，从而在处理对象的基板21的上部空间A生成等离子体。
在该蚀刻装置中，因为在载置台22上负电位偏置，所以从生成的等离子体引出离子，对基板21进行蚀刻处理。
图3A、3B是平板型天线1030构成的取时间平均的电场分布的概念图。图3A示出XZ面的电场分布，图3B示出YZ面的电场分布。如上述所示，因为该平板型天线1030发射的高频波为圆极化波，所以其电场分布如图3A、3B所示，在XZ面及YZ面上形成同样的大致均匀的分布。如果与图39A、39B所示的常规的平板型天线构成的电场分布加以比较，则可知电场分布得到改善。
因为通过由具有这样的空间分布的电磁场生成等离子体，等离子体分布也均匀化，所以可以在基板21的全区域上以均匀的速度进行蚀刻处理。
导体板1032的平面形状除了图2A所示的正方形之外，也可以是圆形等90°旋转对称形状(在围绕导体板1032的中心轴90°旋转时重叠的形状)。但是在圆形的情况下，可以取直径大约为1.17λg/2。
进一步说，导体板1032的平面形状也可以是长方形等、从其中心看正交的二方向的长度各异的形状。这时，如果由2个供电点P、Q的供电相位差不是90°，则可以通过上述二方向的长度加以调整。
在图1所示的蚀刻装置中，向图2B所示的Z轴正方向发射右旋圆极化波，然而在幅射左旋圆极化波中，相反地，也可以使同轴线路1041A的电气长比同轴线路1041B仅长90°。
如图4所示，也可以使构成平板型天线的地板1031及导体板1032在与由陶瓷等构成的介电体板34对置的二面上形成。据此，可以使平板型天线小型化。
平板型天线发射的高频波也可以不是完全的圆极化波。如果定义如图5所示的长轴长度为2a、短轴长度为2b的圆极化波的极化率为b/a(×100)％，则通过生成极化率50％以上、优选70％以上的圆偏极化波，可以改善等离子体的分布。
在这里，简单说明圆极化波的极化率的调整方法。
首先，相互正交的2个直线极化波的相位差为90°，然而在振幅值相互不同时，如果对2个直线极化波表示为asin(ωt+π/2)，bsin(ωt)，则极化率只通过振幅值比b/a(×100)％求得。因此，为了得到70％以上的极化率，可使振幅值比为70％以上。
在相互正交的2个直线极化波的振幅值相等，然而在相位差不是90°时，如果表示2个直线极化波为sin(ωt-θ)、sin(ωt)，则在相位差θ为90°附近值时的极化率的相位差依存性变为如图6所示。因此，为了得到70％以上的极化率，可以使相位差调整在大约70°-110°左右。
(第2实施方式)其次，说明本发明的第2实施方式。在第1实施方式中，对平板型天线1030的二点进行供电，并发射圆极化波，然而也可以通过只1点供电来发射圆极化波。
图7是示出本发明的第2实施方式的蚀刻装置结构的图。在该图上对与图1同一部分用同一符号示出，适宜省略其说明。
图7所示的平板型天线1230具有地板1231、构成谐振器的导体板1232、和使该导体板1232的中心O与地板1231连接的导体柱233。
图8是示出导体板1232一构成例的俯视图，示出在从下看图7中的导体板1232时的平面形状。在该图中，与图2A、2B相同的部分用同一符号示出，适宜省略其说明。
该导体板1232的平面形状作成使圆1232A的周缘区域的一部分为缺口的形状。如果更详细地说，使圆周和Y轴交叉的附近的2区域作成矩形状缺口的形状。缺口面积也可以为圆1232A面积的3％左右。导体板1232在X轴方向的长度为1.17×λg/2，Y轴方向长度为1.17×λg/2-2d。
供电点V设置在与X轴、Y轴呈45°角度交叉的直线上的一点上。如图7所示，该供电点V连接有与高频电源45相接的同轴线路1041的内部导体1043。
通过高频电源45供给至导体板1232的供电点V的电流在X轴方向及Y轴方向各自独立流动。因为这时Y轴方向的长度比1.17×λg/2只短2d，所以电磁场的介电常数变大，Y轴方向流动的电流的相位延迟。通过设定2d的值和缺口长度使该相位落后90°，导体板1232的X轴方向及Y轴方向上能以90°的相位差流过电流，所以可以通过插板式天线1230发射圆极化波。
供电点V在以与X轴、Y轴呈45°角度交叉的直线上的一点上设置，然而也可以不是完全的圆极化波，可在X轴方向和Y轴方向所夹持的方向上的某一点上设置供电点。
导体板1232的平面形状不限于图8所示的形状，也可以至少是从导体板1232的中心O看正交的二方向的长度不同的形状。因此，可以是例如图9A所示那样的椭圆形。也可以是如图9B所示那样的、长边的长度L1大致为λg/2、短边的长度L2大致不足λg/2的矩形。
如第1实施方式所示，可以在地板1231和导体板1232之间，与图4同样地配置由陶瓷等构成的介电体板。据此，可以使平板型天线小型化。
以上，将第一发明的等离子体装置用于蚀刻装置的情况为例加以说明，然而不消说也可以用于例如等离子体CVD装置等其它等离子体装置。
如以上说明所示，第一发明的等离子装置使用包含构成谐振器的导体板和与该导体板对置配置的地板的天线，使由该天线发射的高频波为圆极化波。据此，因为处理容器内的电磁场的空间分布比常规方式更均匀，所以可以使等离子体分布也比常规方式更加均匀化。
以下，参照附图，根据本发明中的第二发明，详细说明发明的实施方式。在这里，对将第二发明的等离子体处理装置用于蚀刻装置的情况为例加以说明。
(第3实施方式)图10是示出本发明的第3实施方式的蚀刻装置一部分结构的截面图。
图10所示的蚀刻装置具有上部开口的圆筒形状的处理容器11。该处理容器11通过铝等的导电部件形成。
在处理容器11的上部开口配置由厚度20～30mm左右的石英玻璃或陶瓷(例如Al2O3或AlN)等形成的介电体板12。在处理容器11和介电体板12之间的接合部将O型环等密封部件13介于其间，据此确保处理容器11内部的气密性。
在处理容器11的底部上设置由陶瓷等构成的绝缘板14。此外，设置贯通该绝缘板14及处理容器11底部的排气口15，通过与该排气口15连通的真空泵(未图示)，可以使处理容器11内达到所希望的真空度。
在处理容器11的侧壁，上下设置用于将Ar等等离子体气体导入处理容器11内的等离子体气体供给喷嘴16，和用于导入蚀刻气体的处理气体供给喷嘴17。这些等离子体气体供给喷嘴16以及处理气体供给喷嘴17由石英管等形成。
在处理容器11内收容有在其上面(载置面)上载置有蚀刻对象的基板(被处理体)21的载置台22。该载置台22通过贯通处理容器11底部的升降轴23进行支持，而可上下移动自如。载置台22还经匹配盒25与偏置用的高频电源26连接。该高频电流26的输出频率为几百kHz～十几MHz范围内的预定频率。为了确保处理容器11内的气密性，在载置台21和绝缘板14之间设置波纹管24，以包围升降轴。
在介电体板12的上部，配置天线2030，它经该介电体板12将高频电磁场供给到处理容器11内。该天线2030通过介电体板12被处理容器隔离，为在处理容器11内生成的等离子体所保护。此外，因为介电体板12及天线2030的周围通过密封材料18覆盖，所以从天线2030发射的电磁场不会漏泄到蚀刻装置的外部。
图11是示出从下看图10的天线2030时的平面结构及其供电系的一构成例的图。该天线2030组合具有各自俯视为梯形的导体板2032的4个单极平板型天线2030A、2030B、2030C、2030D。如果将导体板2032的平行二边中的短边及长边分别称为端2032A及2032B，则平板型天线2030A～2030D以导体板2032端2032A向着内侧，以端2032B端向着外侧，围绕天线2030的中心O等分配置。而且，如图10所示，以导体板2032侧为下，使其与介电体板12对置地配置。
为了对平板型天线2030A-2030D分别供电，使用同轴线路2041A、2041B、2041C、2041D。
构成天线3030的4个平板型天线2030A-2030D都作成同样的结构。在这里，平板型天线2030A-2030D总称为平板型天线2030X(X为A、B、C、D)。此外，同轴线路2041A-2041D总称为同轴线路2041X(X为A、B、C、D)。图12A、12B是示出平板型天线2030X结构的图。在这里，图12A为立体图，图12B是示出坐标系的图。
平板型天线2030X，如图12A所示，具有由接地的导体板构成的地板2031、构成谐振器的俯视为梯形的导体板2032、和将该导体板2032的端2032A与地板2031连接的导体构件2033。
在这里，为了说明的方便，如下所示设定坐标系。即，将导体板2032的梯形的高度方向取作X轴，将与上述梯形的平行2边平行的方向取作Y轴，从地板2031向导体板203二方向的导体板2032的法线方向取作Z轴。
构成谐振器的导体板2032对地板2031平行地对置配置。该导体板2032如上述所示作成梯形，如果令在该导体板2032和地板2031之间的电磁场波长为λg，则梯形高度(即，与端2032A正交的X轴方向的长度)设定为约λg/4。优选导体板2032的端32B的长度不足约λg/2。
连接导体板2032端2032A与地板2031的导体构件2033是相对地板2031垂直地直立设置的板状构件。该导体构件2033的Y轴方向长度与导体板2032的端2032A的长度相等，优选Z轴方向长度(即高度)为5～50mm左右。
因为导体板2032的端2032A通过导体构件2033与地板2031短路，所以，即使在从同轴线路2041X供电的情况下，在端2032A的电位也固定在0(零)。因此，将端2032A称为固定端2032A。另一方面，因为和该固定端2032A离开λg/4并对置的端32B被开放，所以称为开放端32B。
地板2031是与平板型天线2030A-2030D的各天线共同的构件，作成与介电体板12相同的圆形。
以上的地板2031、导体板2032及导体构件2033由铜或铝等形成。
在这里，对通过平板型天线2030X产生的电磁场的发射原理加以说明。图13A、13B是其说明图。图13A是示出导体板2032的图，图13B是示出导体板2032的X轴方向的电压分布的图。
导体板2032的固定端2032A的电位固定在0(零)，可是因为导体板2032的X轴方向的长度为λg/4，所以由高频电源45供给至导体板2032的电流与在导体板2032的X轴方向的长度为λg/2的情况同样地动作，在X轴方向谐振并成为驻波。这时，电压波形重复如图13B的实线和虚线所示那样的变化。
在导体板2032的开放端32B的电压为正时，电力线如图13A的实线所示，从导体板2032指向地板2031，相反，在开放端32B的电压为负时，电力线如图13B的虚线所示地从地板2031指向导体板2032。因此电力线方向与位移电流的方向相同，所以重复接照图13A的实线和虚线那样变化的磁流沿开放端2032B与Y轴平行地发生。因为以该磁流作为波源，发射电磁波，所以该电磁场成为与X轴平行的直线极化波。
因为该平板型天线2030X作为磁流形成部发挥功能的开放端32B的长度较长，所以电磁场的发射效率好。如果从该发射效率的观点来说，则导体板2032的Y轴方向的长度越长越好。为了减少平板型天线2030X的与X轴平行的侧面上形成的磁流影响，优选取导体板2032在Y轴方向长度在λg/8以上。
另一方面，如图12A所示，同轴线路2041X的外部导体2042X(X为A、B、C、D)与地板2031连接，同轴线路2041X的内部导体(供电线)43X(X为A、B、C、D)贯通地板2031的开口部，与导体板2032上的供电点P连接。该供电点P设定在离开导体板2032的固定端2032A的地点上，然而如果考虑阻抗匹配，则希望设定在导体板2032的中心附近。
如图11所示，与平板型天线2030A～2030D分别连接的同轴线路2041A-2041D与供电用高频电源45连接。可是，同轴线路2041A-2041D的电气长以同轴线路2041A作为基准，各变长90°。即如果令同轴线路2041A的电气长为θ，则同轴线路2041B、2041C、2041D的电气长分别为θ+90°、θ+180°、θ+270°。据此，通过每90°偏差的相位，对各平板型天线2030A～2030D进行供电。这时，对各平板型天线2030A～2030D的供电的功率相等。
供电用的高频电源45的输出频率取大约为100MHz-8GHz的范围内的预定频率。通过在同轴线路2041A-2041D各自插入匹配盒2044A、2044B、2044C、2044D，实现阻抗匹配，可以提高电功率的使用效率。
其次，说明图10所示的蚀刻装置。
在载置台22上面载置基板21的状态下，使处理容器11内达到例如0.01～10Pa左右的真空度。边维持该真空度，边从等离子体气体供给喷嘴16供给Ar作为等离子体气体，对从处理气体供给喷嘴17来的CF4等的蚀刻气体进行流量控制来进行供给。
在供给等离子体气体及蚀刻气体至处理容器11内的状态下，开始从高频电源45供电给天线2030。这时，以每相差90°的不同相位分别供电给平板型天线2030A-2030D。
图14是示出某瞬间平板型天线2030A-2030D所形成的磁流状态的概念图。因为对平板型天线2030A、2030C的供电相位差为180°，所以平板型天线2030A、2030C形成与Y轴平行同向的磁流。因此从平板型天线2030A、2030C发射与X轴平行的同相位的直线极化波。同样地，因为对平板型天线2030B、2030D的供电相位差为180°，所以从平板型天线2030B、2030D发射与Y轴平行的同相位的直线极化波。可是，因为对平板型天线2030A、2030B(或2030C、2030D)的供电相位差为90°，所以X轴方向的直线极化波与Y轴方向的直线极化波的相位差为90°。这两个直线极化波的振幅相等，空间正交，可是因为相位相差90°，所以形成圆极化波。
这样一来，从天线2030发射的电磁场形成圆极化波，透过介电体板12导入处理容器11内。而且通过在处理容器11内形成电场使Ar电离，在处理对象的基板21的上部空间A上生成等离子体。该等离子体向处理容器11内进行扩散，通过在载置台22上所加的偏置电压控制等离子体的能量或各向异性，并在蚀刻处理中加以利用。
通过平板型天线2030A、2030C(或平板型天线2030B、2030D)所发射的直线极化波产生的电场强度分布有与图39A、39B相同的偏移，通过形成圆极化波并使电场围绕与载置台22上面垂直的轴旋转，因为由该电场生成的等离子体的分布也旋转，所以以时间平均较常规方式更均匀的蚀刻处理是可能的。
在这里，示出使用4个平板型天线2030A-2030D使电磁场为圆极化波的实例，如果平板型天线2030X的数为2个以上，则可以生成圆极化波。
供给至处理容器11内的电磁场也可以不是完全的圆极化波。如果将如图15所示的长轴长度为2a、短轴的长度为2b的圆极化波的极化率定义为b/a(×100)％，则通过生成极化率为50％以上，优选为70％以上的圆极化波，可以改善处理面内的均匀性。
在这里简单地说明圆极化波的极化率的调整方法。
首先，相互正交的2个直线极化波的相位差为90°，然而在振幅值相互不同的情况下，如果2个直线极化波表示为asin(ωtπ/2)、bsin(ωt)，则极化率只由振幅比b/a(×100)％求得。因此，为了得到70％以上的极化率，可以使振幅值比在70％以上。
相互正交的2个直线极化波的振幅值相等，而在相位差不是90°的情况下，如果使2个直线极化波表示为sin(ωt-θ)、sin(ωt)，则在相位差θ为90°附近的值时的极化率的相位依存性如图16所示。因此，为了得到70％以上的极化率，也可以将相位差值θ调整在70°～110°左右。
使图12A所示的平板型天线2032X的导体板2032为俯视梯形，然而也可以是具有直线状的固定端2032A、与该固定端2032A正交的X方向的长度为约λg/4的形状。因此，也可以是俯视矩形或半圆形。正如后揭示的图18所示，也可以使用导体板的开放端为圆弧状的平板型天线。此外，开放端及固定端双方也可以是圆弧状。
在构成平板型天线2030X的地板2031和导体板2032之间也可以配置介电体板。据此，因为在导体板2032和地板2031之间的电磁场波长λg变短，所以可以使平板型天线2030X小型化。
(第4实施方式)其次，说明图12A所示的平板型天线2030X的变形例。图17A、17B是示出其变形例构成的图。图17A是平板型天线2030X的立体图，图17B是示出坐标系的图。在该图上，与图12A、12B相同的部分用同一符号表示，适宜省略其说明。
图17A示出的平板型天线2130X是在图12A中示出的平板型无线2030X中使导体板2032的开放端2032B向地板2031的方向弯曲，使导体构件2033的一部分为缺口，变细。
以下进行详细说明。在该平板型天线2130X中，构成谐振器的导体板2132在X轴方向的长度为约λg/8以上、约不足于λg/4。
在另一方面，在导体板2132上，连接有从开放端2132B向着地板2031的导体板2134。该导体板2134在Y轴方向的长度与导体板2132是相同的，Z轴方向的长度比导电构件2133更短。因此，导体板2134的前端不与地板2031接触。该导体板2134由与导体板2132等相同的材料，即铜或铝形成。
将导体板2132的固定端2132A与地板连接的导体构件2133在Y轴方向的长度也比导体板2132短。
如果供电给这样构成的平板型天线2130X，则在导体板2134和地板2031之间形成大电容。在细的导电构件2133上形成大的电感。因为通过这样设计，使该电容和电感抵消，可以使导体板2132在X轴方向的长度缩短到λg/8，所以可以使平板型天线小型化。相反，因为通过同一天线尺寸，可以发射更低频率的电磁场，所以通过处理容器11的口径可以增加受到天线尺寸制约的蚀刻装置的设计自由度。
可是，因为该平板型天线2130X可以发射与图12A所示的平板型天线2030X相同的电磁场，所以即使使用该平板型天线2130X构成供给电磁场的天线，也可以得到与通过第3实施方式的蚀刻装置处理相同程度的面内均匀性。
(第5实施方式)第3实施方式的蚀刻装置是用多个平板型天线2030X，使供给直处理容器11内的电磁场为圆极化波，然而第3实施方式的蚀刻装置使上述电磁场为近似TM01模式。由于第3实施方式的蚀刻装置中与图10相当的构成与第3实施方式是同样的，所以省略其说明。
图18是示出在本发明第5实施方式的蚀刻装置中使用的天线2230的平面构成及其供电系统的一构成例的图。在该图中，与图11相同的部分具有同一符号，适宜省略其说明。
该天线2230组合4个单极平板型天线2230A-2230D。这些平板型天线2230A-2230D作为全体为与图12A所示的平板型天线2030X同样的构成，然而在构成谐振器的导体板2232的开放端2232B作成圆弧状这一点上不同。使其开放端2232B向外侧将4个平板型天线2230A-2230D围线天线2230的中心O等分配置时，连系开放端2232B的线优选为大致圆形。这时，从各平板型天线2230A-2230D的固定端2232直到开放端2232B的长度在X轴或Y轴上为(1.17±0.05)×λg/4左右。
为了对各个平板型天线2230A-2230D的供电，使用同轴线路2241A、2241B、2241C、2241D。这些同轴线路2241A-2241D的电气长与同轴线路2041A-2041D的情况不同，全部同长。因此，对平板型天线2230A-2230D全部同相位供电。
图19是示出某瞬间平板型天线2230A-2230D所形成的磁流状态的概略图。因为向平板型天线2230A-2230D进行同相位供电，所以平板型天线2230A-2230D分别沿其开放端2232B形成同方向的磁流。因为该磁流在同一圆周上形成，所以以该磁流作为波源的电磁场的电场以天线2230的中心作为中心，大致呈幅射状分布。在这里将表示这样的电场分布的电磁场模式称为近似TM01模式。在该近似TM01模式的XZ面及YZ面上的电场强度分布分别如图20A、20B所示，大致为均匀分布。如果进行图14所示的偶极子动作的单一平板型天线所构成的电场强度分布加以比较，则可以看到改善了通过图18所示的天线2230产生的电场强度分布。
因为通过由具有图20A、20B所示的均匀空间分布的电场生成等离子体，可以使等离子体分布均匀化，所以能以均匀速度在基板21的全区域上进行蚀刻处理。
在这里示出使用4个平板型天线2230A-2230D使电磁场为近似TM01模式的例子，然而如果导体板2232的开放端2232B为圆弧状的平板型天线，如果其数在2个以上，则可以形成近似TM01模式。此外，使用3个以上如图12A所示的导体板2032的开放端32B为直线状的平板型天线2030X，也可以构成天线。
为了使从图19所示的天线2230发射的电磁场与完全的TM01模式接近，则也可以使各平板型天线2230A-2230D间的间隙更小。
也可以在构成平板型天线2230A-2230D的地板2031和导体板2232之间配置介电体板。
也可以用图17A所示那样构成的平板型天线。这时，可以使导体板2132的开放端2132B为圆弧状。这时，从固定端2132A直到开放端2232B的长度在X轴或Y轴上为约1.17×λg/8以上，不足约1.17×λg/4。
以上，以第二发明的等离子体处理装置用于蚀刻装置的情况为例加以说明，然而，不消说也可以适用于例如等离子体CVD装置等其它等离子体处理装置。
正如以上说明所示，在第二发明的等离子体处理装置中使用由多个单极天线构成的天线，将圆极化的电磁场供给到处理容器内。因为通过圆极化波使电磁场围绕与载置台的载置面垂直的轴旋转，而由该电磁场生成的等离子体的分布也旋转，所以使按时间平均比常规方式更均匀的等离子体处理成为可能。
使用由多个单极天线构成的天线，将近似TM01模式的电磁场供给到处理容器内。由于近似TM01模式的电场以与载置台的载置面垂直的轴为中心大致呈幅射状分布，所以可以改善与上述载置面平行的平面内的等离子体分布的均匀性。据此，使比常规方式更均匀地进行等离子体处理成为可能。
通过使用平板型天线作为单极天线，可以提高电磁场的发射效率。
以下，参照附图，根据本发明中的第三发明，详细说明实施方式。在这里，对第三发明的等离子体装置使用于蚀刻装置的情况为例加以说明。
(第6实施方式)图21是示出本发明的第6实施方式中的蚀刻装置结构的图。在该图21中，对一部分构造示出截面结构。
图21所示的蚀刻装置具有上部开口的圆筒形状的处理容器11。该处理容器11由铝等导电构件形成。
在处理容器11的上部开口上配置由厚度20～300mm左右的石英玻璃或陶瓷(例如Al2O3、AlN等)等构成的介电体板12。在处理容器11和介电体板12的接合部，O型环等密封部件13介于其内，据此，确保处理容器11内部的气密性。
处理容器11的底部上设置由陶瓷等构成的绝缘板14。此外，设置贯通该绝缘板14及处理容器11底部的排气口15，通过与该排气口15连通的真空泵(未图示)可以使处理容器11内达到所希望的真空度。
在处理容器11的侧壁上，上下地设置用于向处理容器11内导入Ar等的等离子体气体的等离子体气体供给喷嘴16，和用于导入蚀刻气体的处理气体供给喷嘴17。等离子体气体供给喷嘴16及处理气体供给喷嘴17由石英管等形成。
在处理容器11内收容了其上面载置了蚀刻对象的晶片等的基板21的载置台22。该载置台22通过贯穿处理容器11底部的升降轴23得到支持，从而上下移动自如。载置台22还经匹配盒25与偏置用的高频电源26连接。该高频电源26的输出频率为数百kHz～十几MHz左右。为了确保处理容器11内的气密性，所以在载置台22和绝缘板14之间设置波纹管24，以包围升降轴23。
在介电体板12的上部配置经该介电体板12向处理容器11内供给高频电磁场的平板型天线3030。该平板型天线3030通过介电体板12与处理容器11隔离，为处理容器11内生成的等离子体所保护。此外，因为介电体板12及平板型天线3030的周围通过密封材料18进行覆盖，所以从平板型天线3030发射的高频波不会泄漏到蚀刻装置的外部。
在平板型天线3030的供电中使用同轴线路3041。该同轴线路3041经匹配盒3044与供电用高频电源45连接。该高频电源45的输出频率大约为100MHz～8GHz。通过匹配盒3044实现阻挠匹配，可以提高电功率的使用效率。
图22A、22B是示出图21所示的平板型天线3030构成的图。在这里，图22A是平板型天线3030的立体图，图22B是示出坐标系的图。
平板型天线3030是单极平板型天线，如图22A所示，具有由接地的导体板构成的地板3031、构成谐振器的俯视为矩形的导体板3032、和将该导体板3032一端3032A与地板3031连接的导体构件3033。
在这里，为了说明的方便，如下所示地设定正交坐标系。即，设定Y轴与导体板3032一端3032A平行，设定X轴与邻接于该端3032A的另一端平行，设置Z轴为从地板3031向导体板3032的方向上。
构成谐振器的导体板3032如上述所示为矩形。如果令平板型天线3030内的电磁场的波长为λg，则导体板3032在X轴方向的长度设定在约λg/4。希望导体板3032在Y轴方向的长度不足约λg/2。该导体板3032相对于地板3031平行对置地配置。
将导体板3032的端3032A与地板3031连接的导体构件3033是相对于地板3031垂直地竖立设置的板状构件。该导体构件3033在Y轴方向的长度与导体板3032在Y轴方向的长度相等，Z轴方向的长度(即高度)期望为5～50mm。
因为导体板3032的端3032A通过导体构件3033与地板3031短路，所以端3032A的电位固定在O(零)。因此，将端3032A称为固定端3032A。另一方面，因为与该固定端3032A对置的端3032B被开放，所以称为开放端3032B。
以上的地板3031、导体板3032及导体构件3033通过铜或铝等形成。这样构成的平板型天线3030，如图21所示配置，使导体板3032为下，与介电体板12对置。
如上述所示，为了平板型天线3030的供电使用同轴线路3041。如图21所示，同轴线路3041的外部导体3042与地板3031连接，同轴线路3041的内部导体(供电线)3043贯通地板3031的开口部，并与导体板3032上的供电点P连接。该供电点P设定在离开导体板的3032端3032A的地点上，然而如果考虑阻抗匹配，则如图22A所示，希望设定在导体板3032中心附近。
其次，说明通过平板型天线3030产生的电磁波的发射原理。图23A、23B是其说明图。图23是示出导体板3032的图，图23B是示出导体板3032在X轴方向的电压分布的图。
导体板3032的固定端3032A的电位固定在O(零)，可是因为导体板3032在X轴方向的长度为λg/4，所以由高频电源45供给至导体板3032的电流与导体板3032在X轴方向的长度为λg/2的情况同样地动作，在X轴方向谐振而成为驻波。这时，电压波形重复如图23B所示的变化。
在导体板3032的开放端3032B的电压为正时，电力线从导体板3032指向地板3031，相反，开放端3032B的电压为负时，电力线从地板3031指向导体板3032。因为电力线方向与位移电流的方向相同，所以，如图23A所示，磁流与Y轴平行地发生。以该磁流作波源，从平板型天线3030在Z轴方向发射高频波。
因为该平板型天线3030与常规使用的偶极子天线530比较，磁流形成部的长度(即，导体板3032在Y轴方向的长度)长，高频波的发射效率好。如果从发射效率的观点说，则导体板3032在Y轴方向的长度越长越好。为了减少平板型天线3030在与X轴平行的侧面形成的磁流的影响，优选令导体板3030在Y轴方向的长度为在λg/8左右。
其次，说明图21所示的蚀刻装置的工作。
在载置台22的上面载置有基板21的状态下，可以使处理容器11内达到例如0.01～10Pa左右的真空度。其次，边维持该真空度，边从等离子体供给喷嘴16供给Ar作为等离子体气体、从处理气体供给喷嘴17供给CF4等蚀刻气体并进行流量控制。
在将等离子体气体及蚀刻气体供给到处理容器11内的状态下，一旦对平板型天线3030供电，则如上述所示从平板型天线3030发射高频波。因为平板型天线3030的上方向通过地板3031、或横方向通过密封材料16进行遮蔽，所以该高频波透过介电体板12导入处理容器11内。而且，通过在处理容器11内形成电场使Ar电离，在处理对象的基板21的上部空间A生成等离子体。该等离子体向处理容器11内进行扩散，通过在载置台22上所加的偏置电压控制等离子体的能量或各向异性，并用于蚀刻处理。
在该蚀刻装置内使用的平板型天线3030是单极天线，与常规使用的偶极子天线530比较，可以使天线尺寸小型化。例如以λg/4方形形成谐振器的导体板时，可以利用常规方式不能利用的口径L约为λg/4～λg/2的处理容器或频率约为C/(4L)～C/(2L)的高频波。这样一来，可以增大由天线尺寸限制的蚀刻装置的设计自由度。
图22A所示的平板型天线3030的导体板3032为俯视矩形，可具有大致直线状的固定端，与该固定端3032正交的方向(X轴方向)的长度可以为约λg/4。在这里，所谓的大致直线状指的不仅是直线，也包含缓慢变化的曲线的概念。在固定端3032A是缓慢变化的曲线时，与该固定端3032A对置的开放端3032B也可以使固定端3032A平行移动，而成为重叠的形状。导体板3032也可以为俯视梯形或半圆形。
如图24所示，在构成平板型天线3030A的地板3031和导体板3032之间配置介电体板3035。因为据此导体板3032上的电磁场波长λg变短，所以可以使平板型天线更加小型化。
(第7实施方式)其次，说明图21所示的平板型天线3030的变形例。图25A、25B是示出其变形例构成的图。图25A是立体图，图25B是示出坐标系的图。在这些图中，与图22A、22B相同的部分用相同符号表示，适当省略其说明。
图25A所示的平板型天线3130是在图21所示的平板型天线3030中，使导体板3032的开放端3032B向地板3031方向弯曲，使导体构件3033的一部分成缺口而变细。
以下，进行详细说明。在该平板型天线3130中，构成谐振器的导体板3132在X轴方向的长度为约λg/8以上，而不足约λg/4。
在其一方面，从开放端3132B向地板3031方向的导体板3134与导体板3132连接。该导体板3134在Y轴方向长度与导体板3132相同，在Z轴方向的长度比导体构件3133更短。因此，导体板3134的前端并不与地板3031连接。该导体板3134通过与导体板3132等相同的材料，即由铜或铝等形成。
使导体板3132的固定端3132A与地板连接的导体构件3133在Y轴方向的长度比导体板3132更短。
如果给这样构成的平板型天线3130供电，则在导体板3134和地板3031之间形成大的电容。通过设计使该电容和电感抵消，则可以使导体板3132在X轴方向的长度缩短至λg/8左右。
该平板型天线3130是比图21所示的平板型天线3030更小型，然而，可以发射与平板型天线3030同等的高频波。
即使在该平板型天线3130中，通过在地板3031和导体板3132之间配置图24所示的介电体板3035，可以使平板型天线进一步小型化。
在以上，对在蚀刻装置中使用第三发明的等离子体装置的情况为例加以说明，然而不消说也可以适用于例如等离子体CVD装置等其它等离子体装置。
如以上说明所示，第三发明的等离子体装置通过单极天线构成将高频电磁场供给至处理容器内的天线，使天线小型化，可以增大由天线尺寸限制的等离子体装置的设计自由度。
通过用平板型天线作为单极天线，可以提高高频波的发射效率。
以下，参照附图，根据本发明中的第四发明，详细说明实施方式。在这里，对在蚀刻装置中使用第四发明的等离子体装置的情况为例，加以说明。
(第8实施方式)图26是示出本发明的第8实施方式的蚀刻装置结构的图。在该图26上对一部分构成示出截面构造。
图26所示的蚀刻装置具有上部开口的圆筒形状的处理装置11。该处理装置11由铝等导电构件形成。
在处理容器11的上部开口上配置厚度20～30mm左右的由石英玻璃或陶瓷(Al2O3或AlN等)等构成的介电体板12。在处理容器11和介电体板12之间的接合部，O型环等密封部件13介于其内，据此确保处理容器11内部的気密性。
在处理容器11的底部设置由陶瓷等构成的绝缘板14。此外，设置贯通该绝缘板14及处理容器11底部的排气口15，通过与该排气口15连通的真空泵(未图示)，可以使处理容器11内达到所希望的真空度。
在处理容器11的侧壁上，上下设置用于将Ar等的等离子体气体导入处理容器11内的等离子体气体供给喷嘴16和用于导入蚀刻气体的处理气体供给喷嘴17。等离子体气体供给喷嘴16和处理气体供给喷嘴17由石英管等形成。
在处理容器11内收容有在载置面上载置的蚀刻对象的基板(被处理体)的载置台22。该载置台22通过贯通处理容器11底部的升降轴而得到支持，从而上下移动自如。载置台22经匹配盒25连接偏置用的高频电源26。该高频电源26的输出频率为数百kHz～十几MHz范围内的预定频率。为了确保处理容器11内的气密性，在载置台22和绝缘板14之间设置波纹管24，以包围升降轴23。
在介电体板12的上部经该介电体板12配置将高频电磁场供给到处理容器11内的平板型天线4030。该平板型天线4030通过介电体板12从处理容器11隔离，为在处理容器11内生成的等离子体所保护。因为介电体板12及平板型天线4030周围通过密封材料18覆盖，所以从平板型天线4030来的高频电场不会泄漏到蚀刻装置的外部。
平板型天线4030包含由接地的导体板构成的地板4031和构成谐振器的导体板(以下称为平板件)4032。该平板件4032相对于地板4031以预定间隔对置配置，其间隔通过各自连接中心的短路销4033得到保持。以上的地板4031、平板件4032及短路销通过铜或铝等形成。而且，平板型天线4030配置成，使平板件4032侧为下，与载置台22的载置面及介电体板12对置。
在平板型天线4030上进行二点供点。在该供电中使用2条同轴线路(第一供电线)4041A、4041B。可是，同轴线路4041B与同轴线路4041A相比电气长长180°。在这里所谓的电气长指的是用各自通过供电电力时的相位差来表示同轴线路4041A、4041B的长度，这时，意味着对平板型天线4030的供电相位差相差180°同轴线路4041A、4041B各自经匹配盒4044A、4044B与供电用高频电源45连接。该高频电源45的输出频率为大约100MHz～8GHz范围内的规定频率。匹配盒4044A、4044B分别插入同轴线路4041A、4041B内，通过实现阻抗匹配，可以提高电功率的使用效率。
图27A是从下看图26的平板件4032时的俯视图。平板件4032的平面形状如图27A所示，作成一边长度L约为3×λg/2的正方形。λg是在平板件4032和地板4031之间的电磁场的波长，其值通过平板件4032和地板4031之间的介电常数决定。在这里，平板件4032的中心O处于坐标系的原点上，平板件4032的各边分别与X轴、Y轴平行。
这时，平板件4032的2个供电点P、Q设置在X轴(第一直线)上从中心O，在相反方向离开约为λg/4的二点上。如图26所示，同轴线路4041A、4041B的内部导体4043A、4043B分别与各供电点P、Q连接，然而与供电点Q连接的同轴线路4041B比与供电点P连接的同轴线路4041A的电气长只长180°，正如上述之所示。同轴线路4041A、4041B的外部导体4042A、4042B与地板4031连接。
在这里，参照图27A-27C说明平板型天线4030的工作原理。
2条同轴线路4041A、4041B在平板件4032的X轴上连接，因为平板件4032在X轴方向的长度约为3×λg/2，所以从2条同轴线路4041A、4041B供给的电流在X轴方向谐振而成为驻波。这时，通过在2个供电点P、Q供电来规定驻波模式。X方向的电压波形如图27B所示，因为两端为波腹，波数为3/2，所以在两端的电压变化为相互逆相位。因此，如图27A所示，沿着与平板件4032的X轴方向的两端，即与Y轴平行的2边，从平板件4032的中心看产生逆向的磁流。即，在一方的磁流方向在Y轴的正方向(或负方向)时，另一方的磁流方向也成为Y轴的正方向(或负方向)。因此，在该平板型天线4030中，只激励TM11模式，而不激励TM01模式。再有，以2磁流作为波源，发射高频波。
其次，说明图26所示的蚀刻装置。
在将基板21载置在载置台22的载置面的状态下，使处理容器11内达到例如0.01～10Pa左右的真空度。其次，边维持该真空度，边从等离子体气体供给喷嘴16供给Ar作为等离子体气体，从处理气体供给喷嘴17对CF4等的蚀刻气体进行流量控制以进行供给。
在将等离子体气体及蚀刻气体供给至处理容器11内状态下，在平板型天线4030的2个供电点P、Q上以相互等振幅而且以180°相位差进行供电。据此，平板型天线4030有选择地激励TM11模式。因为在TM11模式中高频电磁场的指向性为相对于平板件4032的主面(XY)垂直的Z轴方向，所以电磁场直接指向作为蚀刻对象的基板21的所在方向。
该电磁场使处理容器11内的Ar电离，在基板21的上部空间50内产生等离子体。该等离子体向处理容器11内进行扩散，通过加在载置台22上的偏置电压控制等离子体的能量或各向异性。
因为在该蚀刻装置中，如上述所示，电磁场直接指向基板21的方向，所以与图41所示常规的蚀刻装置比较，在对等离子体生成作贡献前通过密封材料18或处理容器11降低变换成热能的电功率，可以增加对等离子体生成作贡献的功率。因此，可以比常规方式提高在等离子体生成之际的电功率效率。
在图27A中，使2个供电点P、Q处于平板件4032的X轴上，据此，因为在平板件4032上Y轴方向上没有电流流过，所以可以抑制从平板件4032与X轴平行的2边的高频波的发射。可是，在由该发射产生的影响在允许的范围内，也可以在从X轴向外的位置上设置供电点P、Q。
2个供电点P、Q设置在离开平板件4032的中心等距离的位置上，然而也可以在离开中心点O的距离各自不同的位置上设置供电点P、Q。可是，因为在与驻波波节的位置上电位为O(零)，所以在该位置或其近旁上设置供电点P、Q不是上策，优选在从驻波波节的位置离开有λg/16以上的位置上设置供电点P、Q。
此外，也可以通过二点供电规定在平板件4032上产生的驻波模式，所以不必要一定取2个供电点P、Q间的距离d为λg/2，供电相位差为180°。也不必要使两者有相关关系。可是，从上述驻波节点和供电点P、Q之间的关系出发，供电点P、Q间的距离d优选最小值为λg/8左右。
平板型天线4030的平板件4032一边的长度L也可以是大致(N+1/2)×λg(N为0以上的整数)。
平板件4032的平面形状也可以不是正方形的矩形。这时，在X轴方向的长度L1≌(N+1/2)×λg时，Y轴方向的长度也可以取[(N’-1)+1/2]×λg＜L2＜(N’+1/2)×λg(N’为0≤N’≤N的整数)。
平板件的平面形状也可以如图28所示的平板件4132那样是圆形。这时，圆的直径可以是大约1.17×(N+1/2)×λg。该尺寸是在上述大约(N+1/2)×λg内包含的概念。图28所示的L≌1.8×λg是N＝1的情况下的例。
如图29所示，构成平板型天线4030的地板4031和平板件4032之间可以插入由陶瓷构成的介电体板4034。据此，可以使平板件小型化。这时，也可以不一定设置连接平板件4032和地板4031的短路销4033。
在图27中，假定在平板件4032的X轴上设置2个供电点P、Q，则如图30所示，即使在与平板件4032的外周正交的2条以上直线(第一直线)X1、X2上各设置2个供电点(P1、Q1)，(P2、Q2)也没有问题。此外，在图30中省略了匹配盒的记载。
(第9实施方式)图31是示出使用图26所示的平板型天线4030生成圆极化波时的结构示意图。在该图中，与图26、图27A-图27C相同的部分用同一符号示出，适宜省略其说明。
在生成圆极化波时，在构成谐振器的平板件4032上进一步还设置2个供电点R、S。这些供电点R、S设置在Y轴(第二直线)上从中心O在反对方向离开约λg/4的二点上。
各供电点R、S分别连接同轴线路(第二供电线)4041C、40C1D的内部导体4043C、4043D，而与供电点S连接的同轴线路4041D比与供电点R连接的同轴线路4041C的电气长只长180°。此外，同轴线路4041C、4041D比同轴线路4041A、4041B的电气长分别只长90°。因此，对供电点R、S的供电相位差变为180°，对供电点R、S比对供电点P、Q分别以落后90°的相位供电。此外，在同轴线路4041C、4041D上分别插入匹配盒4044C、4044D。
图32A-32C是对图31所示的4点供电的平板型天线4030工作原理的说明图，在图32A中示出在平板件4032的周围产生的磁流，在图31B上示出X轴上的电压波形，在图31C上示出Y轴上的电压波形。
如果对平板件4032处于X轴上的2个供电点P、Q以等振幅供电，则与用图27A-27C说明的相同原理，以与Y轴平行的2条磁流作为波源发射高频波。该高频波成为与Y轴平行的直线极化波。同样，如果对平板件4032处于Y轴上的2个供电点R、S以等振幅供电，则以与X轴平行的2条磁流作为波源发射高频波。该高频波成为与Y轴平行的直线极化波。这时，因为对供电点Q、R分别比供电点P、Q以落后90°的相位供电，所以与Y轴平行的直线极化波比与X轴平行的直线极化波的相位落后90°。这两条直线极化波的振幅相等，空间正交，可是因为相位有90°差，所以成为圆极化波。在这种情况下，对图26垂直方向(Z轴的正方向)形成右旋圆极化波。
在如图26、图27A所示进行二点供电时，因为平板型天线4030所发射的高频波成为与X轴平行的直线极化波，其电场分布如图33A、33B所示。即，在XZ面上，如图33A所示是比较均匀的，然而在YZ面上，如图33B所示存在偏移。
即使如图31所示地进行4点供电时，与X轴或Y轴平行的直线极化波本身电场分布存在偏移，然而通过生成圆极化波并使电磁场围绕与载置台22的载置面垂直的轴旋转，由于由该电磁场生成的等离子体分布也旋转，所以使时间平均的均匀的蚀刻处理成为可能。
作为进行4点供电生成圆极化波的情况，平板件4032的平面形状也可以是正方形及圆形等90°旋转对称形状(围绕平板件4032的中心轴90°旋转时的重叠形状)，也可以是长方形等从其中心O看正交的二方向的长度各异的形状。在后一情况下，供电点P、R及供电点Q、S的供电相位差不为90°，通过上述二方向的长度加以调整。即使在前者及后者的任一情况下，以直行的二方向的长度取大致为(N+1/2)×λg、(M+1/2)×λg(N、M为0以上的整数)作为条件。
在图31所示的4点供电方式构成为使在图26的垂直方向(Z轴的正方向)成为右旋圆极化波，然而为了构成左旋圆极化波，也可以使同轴线路4041C、4041D的电气长分别只比同轴线路4041A、4041B短90°。
平板型天线4030所发射的高频波也可以不是完全的圆极化波。如果图34所示的长轴长度为2a、短轴为2b的圆极化波的极化率定义为b/a(×100)％，则通过生成极化率50％以上、优选70％以上的圆极化波，可以改善等离子体的分布。在这里，简单说明圆极化波的极化率的调整方法。
首先，在相互正交的2个直线极化波的相位差为90°、而振幅值各异的情况下，如果用asin(ωt+π/2)、bin(ωt)表示2个直线极化波，则极化率只通过振幅值比b/a(×100)％求得。因此，为了得到70％以上的极化率，也可以使振幅值比为70％以上。
在相互正交的2个直线极化波的振幅值相等、而相位差不是90°的情况下，如果用sin(ωt-θ)、sin(ωt)表示2个直线极化波，则在相位差θ为90°附近的值时的极化率的相位依存性为如图35所示。因此，为了得到70％以上的极化率，也可以调整相位差θ大约在70-110°左右。
与图30同样地，在2条直线X1、X2上各设置2个供电点(P1、Q1)、(P2、Q2)时，如图36所示的平板件4132那样，在直线X1、X2上分别正交的2条直线(第二直线)Y1、Y2上各设置2个供电点(R1、S1)、(R2、S2)。而且也可以以使在供电点P1、R1之间，供电点Q1、S1之间，供电点P2、R2之间，供电点Q2、S2之间的供电相位差为相同程度的方式供电。
以上，以将第四发明的等离子体装置使用于蚀刻装置的情况为例加以说明，然而不消说也可以使用于例如等离子体CVD装置等其它等离子体装置。
正如以上说明所示，在第四发明的等离子体装置中，对天线进行二点供电并有选择地激励TM11模式。据此，因为高频波直接指向配置被处理体的方向，所以，降低被处理容器等中所吸收的功率，从而可以增加对等离子体生成作贡献的电功率。据此，可以提高等离子体生成之际的电力效率。
使从天线供给至处理容器内的高频波为圆极化波，通过使电磁场围绕与载置被处理体的载置台的载置面垂直的轴进行旋转，由于由该电磁场生成的等离子体的分布也旋转，所以可以改善取时间平均时的等离子体分布的均匀性。
这次公开的上述实施方式在所有点上都不受例示的限制。本发明的范围不是上述的说明，而是通过权利要求的范围示出，它包含着与权利要求的范围均等意义及范围内的所有变更。
工业上利用的可能性上述各发明在半导体器件的制造中可以利用于氧化膜的形成或半导体层的结晶成长、蚀刻，此外用于进行抛光等处理的等离子体装置中。因此，可以对半导体器件制造技术的进步作贡献。
权利要求
1.一种等离子体装置，设置有载置配置于气密的处理容器(11)内的被处理体(21)的载置台(22)，和向与该载置台对置配置的所述处理容器内供给高频波的天线(1030)，其特征在于，所述天线具有构成与所述载置台对置配置的谐振器的导体板(1032)和与该导体板的所述载置台相反一侧对置配置的地板(1031)，对所述导体板供电，使所述高频波为圆极化波。
2.根据权利要求1所述的等离子体装置，其特征在于，对所述导体板供电，使所述高频波为极化率在50％以上的圆极化波。
3.根据权利要求1所述的等离子体装置，其特征在于，进而包含对所述导体板(1032)供电的2条供电线(1041A、1041B)。
4.根据权利要求3所述的等离子体装置，其特征在于，所述的2条供电线分别供电，以发射振幅相等、相位相互相差90°、空间正交的2个直线极化波。
5.根据权利要求4所述的等离子体装置，其特征在于，所述导体板的平面形状是90°旋转对称的形状，所述2条供电线离所述导体板中心大致等距离、而且从所述中心看分别与处于正交的二方向上的所述导体板上的二点连接，以等振幅、且相互相差90°的相位供电。
6.根据权利要求1所述的等离子体装置，其特征在于，所述导体板的平面形状是从所述导体板中心看正交的二方向的长度为不同的形状，进而，在所述导体板上具有与处于所述二方向所夹持的方向上的一点连接、并对所述导体板供电的供电线。
7.根据权利要求6所述的等离子体装置，其特征在于，所述导体板的平面形状是使圆的周边缘区域的一部分为缺口的形状。
8.根据权利要求6所述的等离子体装置，其特征在于，所述导体板的平面形状是椭圆形或矩形。
9.一种等离子体处理装置，设置有具有载置配置于气密的处理容器(11)内的被处理体(21)的载置面的载置台(22)，和与该载置台的载置面对置配置的、向所述处理容器内供给高频电磁场的天线(2030)，其特征在于，所述天线由多个单极天线构成，其结构为使所述电磁场形成圆极化波。
10.根据权利要求9所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述天线所发射的电磁场的极化率为50％以上。
11.一种等离子体处理装置，设置有具有载置配置于气密的处理容器(11)内的被处理体(21)的载置面的载置台(22)，和与该载置台的载置面对置配置、向所述处理容器内供给高频电磁场的天线，其特征在于，所述天线由多个单极天线构成，其结构为使所述电磁场形成近似TM01模式。
12.根据权利要求9所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述多个单极天线的每一个是平板型天线。
13.根据权利要求12所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述平板型天线包含与所述载置台的载置面对置配置的导体板；从该导体板看，与所述载置台反对一侧对置配置的地板(2031)；将所述导体板的一端与所述地板相连接的导体构件；以及在与所述导体板的所述一端偏离的地点上与所述导体板连接的供电线，所述平板型天线的导体板的所述一端作成大致直线状，与所述一端正交的方向的长度为所述平板型天线内的电磁场波长的大致1/4以下。
14.根据权利要求13所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述平板型天线的所述导体板的与连接于所述导体构件的所述一端(2132A)对置的另一端(2132B)向所述地板方向弯曲，形成所述平板型天线的所述导体构件为使与所述导体板的所述一端相同方向的长度比所述一端的长度更短。
15.根据权利要求12所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述平板型天线包含导体板，该导体板与所述载置台的载置面对置配置，具有大致直线状的一端和与该端对置的圆弧状的另一端，在这些一端和另一端之间的长度为所述平板型天线内的所述电磁场波长的(1.17±0.05)/4以下；从该导体板看与所述载置台相反一侧对置配置的地板；将所述导体板的所述一端与所述地板连接的导体构件；以及在从所述导体板的所述一端离开的地点上与所述导体板连接的供电线。
16.根据权利要求15所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述平板型天线的所述导体板的所述另一端向所述地板方向弯曲，形成所述平板型天线的所述导体构件为使与所述导体板的所述一端相同方向的长度比所述一端的长度更短。
17.一种等离子体处理装置，设置有载置配置于气密的处理容器(11)内的被处理体(21)的载置台(22)，和与该载置台对置配置、将高频电磁场供给到所述处理容器内的天线(3030)，其特征在于，所述天线是单极天线。
18.根据权利要求17所述的等离子体装置，其特征在于，所述单极天线是平板型天线。
19.根据权利要求18所述的等离子体装置，其特征在于，所述平板型天线包含导体板，该导体板与所述载置台对置配置，具有大致直线状的一端，与该一端正交的方向的长度为在所述平板型天线内的所述电磁场的波长的大致1/4以下；从该导体板看，与所述载置台相反一侧对置配置的地板(3031)；将所述导体板的所述一端与所述地板连接的导体构件；以及在从所述导体板的所述一端离开的地点上连接的供电线。
20.根据权利要求19所述的等离子体装置，其特征在于，所述平板型天线的所述导体板的与连接于所述导体构件的所述一端对置的另一端(3132B)向所述地板方向弯曲，形成所述平板型天线的所述导体构件为使与所述导体板的所述一端相同方向的长度比所述一端的长度更短。
21.根据权利要求19所述的等离子体装置，其特征在于，进而还包含配置于所述导体板和所述地板之间的介电体板(3035)。
22.一种等离子体装置，设置有载置配置于气密的处理容器(11)内的被处理体(21)的载置台(22)和与该载置台对置配置的、将高频波供给到所述容器内的天线(4030)，其特征在于，所述天线包含与所述载置台对置配置的导体板(4032)；从该导体板看与所述载置台相反一侧对置配置的地板(4031)；与所述导体板连接的多条第一供电线，所述各第一供电线每二条相互分开地连接在与所述导体板外周正交的所述导体板上的至少1条第一直线上。在所述导体板和所述地板之间的电磁场波长为λg时，所述第一直线的各自的长度大致为(N+1/2)×λg(N为0以上的整数)。
23.根据权利要求22所述的等离子体装置，其特征在于，所述第一直线通过所述导体板的中心。
24.根据权利要求22所述的等离子体装置，其特征在于，所述天线进而还包含在与对应的所述第一直线正交的所述导体板上的至少1条第二直线上，每2条相互分开地与所述导体板连接的多条第二供电线，所述第二直线各自的长度大致为(M+1/2)×λg(M为0以上的整数)，所述第二供电线的每一条以与对应的所述第一供电线以相同程度延迟的相位供电，使所述高频波成为圆极化波。
25.根据权利要求24所述的等离子体装置，其特征在于，所述第二供电线的各条以使所述高频波为极化率在50％以上的圆极化波的方式供电。
26.根据权利要求24所述的等离子体装置，其特征在于，所述第一及第二直线通过所述导体板的中心。
27.根据权利要求22所述的等离子体装置，其特征在于，连接于相同的第一直线上的2条第一供电线的间隔为λg/2。
28.根据权利要求24所述的等离子体装置，其特征在于，连接于相同的第一直线上的2条第一供电线的间隔及连接于相同第二直线上的2条第二供电线间隔为λg/2。
全文摘要
本发明提供一种等离子体装置，在处理容器(11)内设置有发射高频波的平板型天线(1030)。平板型天线(1030)具有构成谐振器的导体板(1032)和地板(1031)。对平板型天线(1030)的导体板(1032)供电使被发射的高频波成为圆极化波。
文档编号H01J37/32GK1543671SQ0281621
公开日2004年11月3日 申请日期2002年3月8日 优先权日2002年3月8日
发明者石井信雄 申请人:东京毅力科创株式会社