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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024147876
(43)【公開日】2024-10-17
(54)【発明の名称】プラズマ処理装置
(51)【国際特許分類】
H05H 1/46 20060101AFI20241009BHJP
【ＦＩ】
H05H1/46 L
【審査請求】未請求
【請求項の数】21
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023060577
(22)【出願日】2023-04-04
(71)【出願人】
【識別番号】000219967
【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】506158197
【氏名又は名称】公立大学法人 滋賀県立大学
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】金子 和史
(72)【発明者】
【氏名】酒井 道
【テーマコード（参考）】
2G084
【Ｆターム（参考）】
2G084BB02
2G084BB27
2G084CC05
2G084CC06
2G084CC13
2G084CC33
2G084DD03
2G084DD13
2G084DD25
2G084DD37
2G084DD38
2G084DD55
2G084HH19
2G084HH24
(57)【要約】
【課題】共振器配列構造体の構造を簡略化できるプラズマ処理装置を提供する。
【解決手段】プラズマ処理装置は、処理空間を提供する処理容器と、処理空間に供給されるプラズマ励起用の電磁波を発生させるように構成される電磁波発生器と、第１面を処理空間に対向させて設けられた誘電体と、誘電体を介して電磁波を処理空間に供給するように構成される電磁波供給部と、処理容器内において誘電体の第１面に沿って位置する共振器配列構造体と、を備え、共振器配列構造体は、電磁波の磁界成分と共振可能であり且つサイズが電磁波の波長よりも小さく、誘電体の第１面に沿う方向に配置される複数の共振器を含み、電磁波供給部は、複数の共振器が配置される平面に垂直な磁界成分を供給する。
【選択図】図１
【解決手段】プラズマ処理装置は、処理空間を提供する処理容器と、処理空間に供給されるプラズマ励起用の電磁波を発生させるように構成される電磁波発生器と、第１面を処理空間に対向させて設けられた誘電体と、誘電体を介して電磁波を処理空間に供給するように構成される電磁波供給部と、処理容器内において誘電体の第１面に沿って位置する共振器配列構造体と、を備え、共振器配列構造体は、電磁波の磁界成分と共振可能であり且つサイズが電磁波の波長よりも小さく、誘電体の第１面に沿う方向に配置される複数の共振器を含み、電磁波供給部は、複数の共振器が配置される平面に垂直な磁界成分を供給する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
処理空間を提供する処理容器と、
前記処理空間に供給されるプラズマ励起用の電磁波を発生させるように構成される電磁波発生器と、
第１面を前記処理空間に対向させて設けられた誘電体と、
前記誘電体を介して前記電磁波を前記処理空間に供給するように構成される電磁波供給部と、
前記処理容器内において前記誘電体の前記第１面に沿って位置する共振器配列構造体と、
を備え、
前記共振器配列構造体は、前記電磁波の磁界成分と共振可能であり且つサイズが前記電磁波の波長よりも小さく、前記誘電体の前記第１面に沿う方向に配置される複数の共振器を含み、
前記電磁波供給部は、前記複数の共振器が配置される平面に垂直な磁界成分を供給する、
プラズマ処理装置。
前記処理空間に供給されるプラズマ励起用の電磁波を発生させるように構成される電磁波発生器と、
第１面を前記処理空間に対向させて設けられた誘電体と、
前記誘電体を介して前記電磁波を前記処理空間に供給するように構成される電磁波供給部と、
前記処理容器内において前記誘電体の前記第１面に沿って位置する共振器配列構造体と、
を備え、
前記共振器配列構造体は、前記電磁波の磁界成分と共振可能であり且つサイズが前記電磁波の波長よりも小さく、前記誘電体の前記第１面に沿う方向に配置される複数の共振器を含み、
前記電磁波供給部は、前記複数の共振器が配置される平面に垂直な磁界成分を供給する、
プラズマ処理装置。
【請求項2】
前記共振器配列構造体は、前記誘電体の前記第１面と平行になるように位置し、
前記複数の共振器は、前記誘電体の前記第１面と平行な平面の方向に配置される、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
前記複数の共振器は、前記誘電体の前記第１面と平行な平面の方向に配置される、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項3】
前記電磁波供給部は、前記処理容器の外部に設けられたコイルである、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項4】
前記コイルは、前記コイルの開口部が前記共振器配列構造体と平行になるように配置される、
請求項３に記載のプラズマ処理装置。
請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項5】
前記コイルは、ループ状に巻かれている、
請求項３または４に記載のプラズマ処理装置。
請求項３または４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項6】
前記コイルは、ソレノイド状に巻かれている、
請求項５に記載のプラズマ処理装置。
請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項7】
前記コイルは、高透磁率材料のコアを有する、
請求項６に記載のプラズマ処理装置。
請求項６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項8】
前記コイルは、平面スパイラル状に巻かれている、
請求項５に記載のプラズマ処理装置。
請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項9】
前記コイルは、複数設けられる、
請求項３または４に記載のプラズマ処理装置。
請求項３または４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項10】
前記共振器配列構造体は、前記誘電体の前記第１面と接するように設けられる、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項11】
前記共振器配列構造体は、前記処理空間において、前記誘電体の前記第１面と離れるように設けられる、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項12】
前記共振器配列構造体は、前記誘電体と一体化されるように設けられる、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項13】
前記複数の共振器は、共振周波数が異なる２種類以上の共振器を含む、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項14】
前記複数の共振器は、格子状に配列され、該格子状の配列の中心部と外周部とで前記共振周波数が異なる、
請求項１３に記載のプラズマ処理装置。
請求項１３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項15】
前記共振器配列構造体は、複数の層を有する構造であり、
前記複数の共振器は、前記中心部と前記外周部とで異なる前記層に配置される、
請求項１４に記載のプラズマ処理装置。
前記複数の共振器は、前記中心部と前記外周部とで異なる前記層に配置される、
請求項１４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項16】
前記共振器配列構造体は、複数の層を有する構造であり、
前記複数の共振器は、前記層ごとに配置される、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
前記複数の共振器は、前記層ごとに配置される、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項17】
前記複数の共振器は、前記層ごとに異なる配置である、
請求項１６に記載のプラズマ処理装置。
請求項１６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項18】
前記複数の共振器は、前記層ごとの共振周波数が同じ周波数である、
請求項１６に記載のプラズマ処理装置。
請求項１６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項19】
前記複数の共振器は、前記層ごとの共振周波数が異なる周波数である、
請求項１６に記載のプラズマ処理装置。
請求項１６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項20】
前記共振器配列構造体は、上面と下面とを貫通する貫通孔を有する、
請求項１０または１１に記載のプラズマ処理装置。
請求項１０または１１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項21】
前記電磁波の波長は、前記処理容器のサイズより１桁以上長く、分布定数回路として扱われる範囲の高周波とみなせる波長である、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、プラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１は、プラズマ励起用のマイクロ波を処理容器内に供給してプラズマを生成するプラズマ処理装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００９－２４５５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、共振器配列構造体の構造を簡略化できるプラズマ処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一態様によるプラズマ処理装置は、処理空間を提供する処理容器と、処理空間に供給されるプラズマ励起用の電磁波を発生させるように構成される電磁波発生器と、第１面を処理空間に対向させて設けられた誘電体と、誘電体を介して電磁波を処理空間に供給するように構成される電磁波供給部と、処理容器内において誘電体の第１面に沿って位置する共振器配列構造体と、を備え、共振器配列構造体は、電磁波の磁界成分と共振可能であり且つサイズが電磁波の波長よりも小さく、誘電体の第１面に沿う方向に配置される複数の共振器を含み、電磁波供給部は、複数の共振器が配置される平面に垂直な磁界成分を供給する。
【発明の効果】
【0006】
本開示によれば、共振器配列構造体の構造を簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下に、開示するプラズマ処理装置の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により開示技術が限定されるものではない。
【0009】
ところで、プラズマ励起用のマイクロ波を用いたプラズマ処理装置では、プラズマの電子密度を高めるために処理容器内に供給されるマイクロ波の電力を上昇させることがある。処理容器内に供給されるマイクロ波の電力を上昇させるほど、プラズマの電子密度を高めることができる。
【0010】
ここで、処理容器内に供給されるマイクロ波の電力を上昇させることによりプラズマの電子密度がある上限値に到達すると、処理容器内の空間の誘電率が負となることが知られている。この電子密度の上限値を適宜「遮断密度」と呼ぶ。また、マイクロ波が空間を伝搬するか否かを示す指標として、屈折率が知られている。屈折率Ｎは、以下の式（１）により表される。
Ｎ＝√ε√μ ・・・（１）
ただし、ε：誘電率、μ：透磁率
Ｎ＝√ε√μ ・・・（１）
ただし、ε：誘電率、μ：透磁率
【0011】
透磁率は一般に正であるので、処理容器内の空間の誘電率が負となると、上記の式（１）により、処理容器内の空間の屈折率が純虚数となる。これにより、マイクロ波が減衰して処理容器内の空間を伝搬することができなくなる。このように、プラズマの電子密度が遮断密度に到達すると、処理容器内の空間においては、マイクロ波が伝搬できないため、マイクロ波の電力がプラズマに十分に吸収されない。結果として、処理容器内に生成されるプラズマの広範囲での高密度化が阻害されるという問題がある。なお、上記ではマイクロ波を一例として説明したが、超短波（ＶＨＦ：Very High Frequency）～極超短波（ＵＨＦ：Ultra High Frequency）帯の電磁波を用いたプラズマ処理装置においても同様の問題がある。
【0012】
そこで、プラズマの広範囲での高密度化を実現することができるとともに、共振器配列構造体の構造を簡略化できる技術が期待されている。
【0013】
（第１実施形態）
[プラズマ処理装置の構成]
図１は、第１実施形態に係るプラズマ処理装置の構成の一例を示す概略断面図である。プラズマ処理装置１は、装置本体１０および制御装置（制御部の一例）１１を備える。図１に示すプラズマ処理装置１は、例えば、誘導結合型のプラズマ処理装置として構成される。装置本体１０は、処理容器１２、ステージ１４、ＲＦ（Radio Frequency）電源（電磁波発生器の一例）１６、誘電体窓２０、アンテナ３０、ガス供給部３８および共振器配列構造体１００を備える。また、装置本体１０は、中央ガス注入部１３を含む。中央ガス注入部１３は、ステージ１４の上方に配置され、誘電体窓２０の中央開口部に取り付けられる。アンテナ３０は、処理容器１２（誘電体窓２０）の上部または上方（外部）に配置される。
[プラズマ処理装置の構成]
図１は、第１実施形態に係るプラズマ処理装置の構成の一例を示す概略断面図である。プラズマ処理装置１は、装置本体１０および制御装置（制御部の一例）１１を備える。図１に示すプラズマ処理装置１は、例えば、誘導結合型のプラズマ処理装置として構成される。装置本体１０は、処理容器１２、ステージ１４、ＲＦ（Radio Frequency）電源（電磁波発生器の一例）１６、誘電体窓２０、アンテナ３０、ガス供給部３８および共振器配列構造体１００を備える。また、装置本体１０は、中央ガス注入部１３を含む。中央ガス注入部１３は、ステージ１４の上方に配置され、誘電体窓２０の中央開口部に取り付けられる。アンテナ３０は、処理容器１２（誘電体窓２０）の上部または上方（外部）に配置される。
【0014】
処理容器１２は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウム等によって略円筒状に形成されており、内部に略円筒形状の処理空間Ｓを提供している。処理容器１２は、保安接地されている。また、処理容器１２は、側壁１２ａおよび底部１２ｂを有する。側壁１２ａの中心軸線を、軸線Ｚと定義する。底部１２ｂは、側壁１２ａの下端側に設けられている。底部１２ｂには、排気用の排気口１２ｈが設けられている。また、側壁１２ａの上端部は開口している。また、側壁１２ａの内壁面は、処理空間Ｓに対向している。すなわち、側壁１２ａは、内壁面を処理空間Ｓに対向させて設けられる。
【0015】
側壁１２ａには、被処理体ＷＰの搬入／搬出を行うための開口１２ｃが形成されている。開口１２ｃは、ゲートバルブＧＢによって開閉される。
【0016】
側壁１２ａの上端部には誘電体窓２０が設けられており、側壁１２ａの上端部の開口を上方から塞ぐ。誘電体窓（誘電体の一例）２０の下面（第１面の一例）２０ａは、処理空間Ｓに対向している。すなわち、誘電体窓２０は、下面２０ａを処理空間Ｓに対向させて設けられる。
【0017】
ステージ１４は、処理容器１２内に収容される。ステージ１４は、軸線Ｚの方向において誘電体窓２０と対面するように設けられている。ステージ１４と誘電体窓２０の間の空間が処理空間Ｓである。ステージ１４の上には、被処理体ＷＰが載置される。
【0018】
ステージ１４は、基台１４ａおよび静電チャック１４ｃを有する。基台１４ａは、アルミニウム等の導電性の材料により略円盤状に形成されている。基台１４ａは、基台１４ａの中心軸線が軸線Ｚに略一致するように処理容器１２内に配置されている。
【0019】
基台１４ａは、絶縁性の材料により形成され且つ軸線Ｚ方向に延伸する筒状支持部４８によって支持されている。筒状支持部４８の外周には、導電性の筒状支持部５０が設けられている。筒状支持部５０は、筒状支持部４８の外周に沿って処理容器１２の底部１２ｂから誘電体窓２０へ向かって延びている。筒状支持部５０と側壁１２ａとの間には、環状の排気路５１が形成されている。
【0020】
排気路５１の上部には、厚さ方向に複数の貫通穴が形成された環状のバッフル板５２が設けられている。バッフル板５２の下方には上述した排気口１２ｈが設けられている。排気口１２ｈには、排気管５４を介して、ターボ分子ポンプ等の真空ポンプや自動圧力制御弁等を有する排気装置５６が接続されている。排気装置５６により、処理空間Ｓを所望の真空度まで減圧することができる。
【0021】
基台１４ａは、高周波電極として機能する。基台１４ａには、給電棒６２およびマッチングユニット６０を介して、ＲＦバイアス用の高周波電源５８が電気的に接続されている。高周波電源５８は、被処理体ＷＰに引き込まれるイオンのエネルギーを制御するのに適した所定周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）のバイアス電力をマッチングユニット６０および給電棒６２を介して基台１４ａに供給する。
【0022】
マッチングユニット６０は、高周波電源５８側のインピーダンスと、主に電極、プラズマ、処理容器１２といった負荷側のインピーダンスとの間で整合をとるための整合器を収容している。整合器の中には自己バイアス生成用のブロッキングコンデンサが含まれている。
【0023】
基台１４ａの上面には、静電チャック１４ｃが設けられている。静電チャック１４ｃは、被処理体ＷＰを静電気力によって吸着保持する。静電チャック１４ｃは、略円盤状の外形を有し、電極１４ｄ、絶縁膜（誘電体膜）１４ｅ、および絶縁膜（誘電体膜）１４ｆを有する。静電チャック１４ｃは、静電チャック１４ｃの中心軸線が軸線Ｚに略一致するように、基台１４ａの上面に配置されている。静電チャック１４ｃの電極１４ｄは、導電膜によって構成されており、絶縁膜１４ｅと絶縁膜１４ｆの間に設けられている。電極１４ｄには、被覆線６８およびスイッチ６６を介して直流電源６４が電気的に接続されている。静電チャック１４ｃは、直流電源６４から印加される直流電圧により発生する静電気力によって、被処理体ＷＰを上面に吸着保持することができる。静電チャック１４ｃの上面は、被処理体ＷＰが載置される載置面であり、処理空間Ｓに対向している。すなわち、静電チャック１４ｃは、載置面である上面を処理空間Ｓに対向させて設けられる。また、基台１４ａ上には、エッジリング１４ｂが設けられている。エッジリング１４ｂは、被処理体ＷＰおよび静電チャック１４ｃを囲むように配置されている。エッジリング１４ｂは、フォーカスリングと呼ばれることもある。
【0024】
基台１４ａの内部には、流路１４ｇが設けられている。流路１４ｇには、図示しないチラーユニットから配管７０を介して冷媒が供給される。流路１４ｇに供給された冷媒は、配管７２を介してチラーユニットに戻される。チラーユニットによって温度が制御された冷媒が基台１４ａの流路１４ｇ内を循環することにより、基台１４ａの温度が制御される。基台１４ａの温度が制御されることにより、基台１４ａ上の静電チャック１４ｃを介して、静電チャック１４ｃ上の被処理体ＷＰの温度が制御される。
【0025】
また、ステージ１４には、Ｈｅガス等の伝熱ガスを、静電チャック１４ｃの上面と被処理体ＷＰの裏面との間に供給するための配管７４が形成されている。
【0026】
ＲＦ（Radio Frequency）電源１６は、アンテナ３０に結合され、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ生成用のソースＲＦ信号（ソースＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、ソースＲＦ信号は、１０ＭＨｚ～３０００ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、ＲＦ電源１６は、異なる周波数を有する複数のソースＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１または複数のソースＲＦ信号は、アンテナ３０に供給される。なお、ＲＦ電源１６は、上述のように電磁波発生器の一例であり、高周波電源の一例である。また、アンテナ３０は、電磁波供給部の一例である。
【0027】
アンテナ３０は、１または複数のコイルを含む。一実施形態において、アンテナ３０は、同軸上に配置された外側コイルおよび内側コイルを含んでもよい。この場合、ＲＦ電源１６は、外側コイルおよび内側コイルの双方に接続されてもよく、外側コイルおよび内側コイルのうちいずれか一方に接続されてもよい。前者の場合、ＲＦ電源１６内の同一のＲＦ生成部が外側コイルおよび内側コイルの双方に接続されてもよく、別個のＲＦ生成部が外側コイルおよび内側コイルに別々に接続されてもよい。一実施形態において、アンテナ３０は、平面コイルであり、略円形の渦巻き状（平面スパイラル状）に形成される。つまり、アンテナ３０は、ループ状に巻かれている。なお、アンテナ３０によって生成される磁界は、軸線Ｚの方向となる。また、アンテナ３０の開口部は、円形、楕円形および多角形（方形、三角形等）等のうち、いずれの形状であっても構わない。
【0028】
また、アンテナ３０が外側コイルおよび内側コイルを含む場合、外側コイルは、ＲＦ電源１６が接続された一次コイルとして機能する。一実施形態において、外側コイルは、平面コイルであり、略円形の渦巻き状に形成される。内側コイルは、一次コイルと誘導結合する二次コイルとして機能する。すなわち、内側コイルは、ＲＦ電源１６に接続されていない。一実施形態において、内側コイルは、平面コイルであり、略円形のリング状に形成される。一実施形態において、内側コイルは、可変コンデンサに接続され、可変コンデンサの容量を制御することによって、内側コイルに流れる電流の向きや大きさが制御される。外側コイルおよび内側コイルは、同じ高さに配置されてもよく、異なる高さに配置されてもよい。一実施形態において、内側コイルは、外側コイルより低い位置に配置される。
【0029】
ガス導入部は、ガス供給部３８からの少なくとも１つの処理ガスを処理空間Ｓ内に導入するように構成される。一実施形態において、ガス導入部は、中央ガス注入部（ＣＧＩ：Center Gas Injector）１３を含む。中央ガス注入部１３は、ステージ１４の上方に配置され、誘電体窓２０に形成された中央開口部に取り付けられる。中央ガス注入部１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス流路１３ｂ、および少なくとも１つのガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス流路１３ｂを通過してガス導入口１３ｃから処理空間Ｓ内に導入され、アンテナ３０から誘電体窓２０および共振器配列構造体１００を介して処理空間Ｓに供給される電磁波によって励起される。これにより、処理空間Ｓ内で処理ガスがプラズマ化され、プラズマに含まれるイオンおよびラジカル等により、被処理体ＷＰが処理される。なお、ガス導入部は、中央ガス注入部１３に加えてまたはその代わりに、側壁１２ａに形成された１または複数の開口部に取り付けられる１または複数のサイドガス注入部（ＳＧＩ：Side Gas Injector）を含んでもよい。
【0030】
ガス供給部３８は、少なくとも１つのガスソース３８ａおよび少なくとも１つの流量制御器３８ｂを含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部３８は、少なくとも１つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース３８ａからそれぞれに対応の流量制御器３８ｂを介してガス導入部に供給するように構成される。各流量制御器３８ｂは、例えばマスフローコントローラまたは圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部３８は、少なくとも１つの処理ガスの流量を変調またはパルス化する１またはそれ以上の流量変調デバイスを含んでもよい。
【0031】
共振器配列構造体１００は、電磁波の磁界成分と共振可能であり且つサイズが電磁波の波長よりも小さい複数の共振器を配列して形成され、処理容器１２内に位置する。
【0032】
共振器配列構造体１００が処理容器１２内に位置することにより、アンテナ３０によって処理空間Ｓに供給される電磁波と共振器配列構造体１００の複数の共振器とを共振させることができる。電磁波と複数の共振器との共振により、処理容器１２の処理空間Ｓに電磁波を効率よく供給することができ且つ処理空間Ｓの透磁率を負にすることができる。処理空間Ｓの透磁率が負である場合、処理空間Ｓ内で生成されるプラズマの電子密度が遮断密度に到達し且つ処理空間Ｓの誘電率が負である場合であっても、上記の式（１）により屈折率が実数となるため、処理空間Ｓにおいて電磁波が伝搬することができる。これにより、処理空間Ｓ内で生成されるプラズマの電子密度が遮断密度に到達する場合であっても、プラズマの表皮深さを超えて電磁波の伝搬が可能でありプラズマに電磁波の電力が効率よく吸収される。結果として、プラズマの表皮深さを越えた広範囲で高密度なプラズマを生成することができる。すなわち、本実施形態に係るプラズマ処理装置１によれば、共振器配列構造体１００が処理容器１２内に位置することにより、プラズマを広範囲で高密度化を実現することができる。
【0033】
ここで、図１および図２を参照して、共振器配列構造体１００の詳細な構成について説明する。図２は、第１実施形態に係る誘電体窓および共振器配列構造体を下方向から見た構成の一例を示す平面図である。図２には、誘電体窓２０の下面２０ａが円盤状に示されている。
【0034】
【0035】
共振器配列構造体１００は、電磁波の磁界成分と共振可能であり且つサイズが電磁波の波長よりも小さい複数の共振器１０１を格子状に配列して形成される。具体的には、図２に示すように、複数の共振器１０１は、平板状の共振器配列構造体１００において、誘電体窓２０の下面２０ａに沿う方向（下面２０ａと平行な平面の方向）に配置される。つまり、下面２０ａ側から見ると、透過して表すＣ字状のリング部材１１１が、Ｃ字が見えるように格子状に並ぶ配置となる。共振器配列構造体１００には、例えば、８行８列の共振器１０１が配列される。このとき、複数の共振器１０１それぞれの境界は、境界１０５として表しているが、実際には、複数の共振器１０１が共振器配列構造体１００として一体として形成されている。なお、複数の共振器１０１が別体として形成され、格子状の枠に嵌められたり、互いに接着されたりして共振器配列構造体１００が構成されるようにしてもよい。複数の共振器１０１の各々は、コンデンサ等価素子およびコイル等価素子からなる直列共振回路を構成する。直列共振回路は、平面上に導体をパターニングすることで、実現される。なお、共振器配列構造体１００の中心には、ガス導入口１３ｃが位置する。また、アンテナ３０で生成される磁界は、Ｃ字状のリング部材１１１を貫く方向となる。
【0036】
図３は、図２のＡ－Ａ断面の一例を示す断面図である。図３に示すように、共振器配列構造体１００のＡ－Ａ断面では、複数の共振器１０１の断面が並んで現れることになる。また、図２と同様に、複数の共振器１０１それぞれの境界は、境界１０５で表される。
【0037】
図４は、第１実施形態に係る共振器単体の平面およびＢ－Ｂ断面の一例を示す図である。図４では、一体として形成された複数の共振器１０１のうち、ある共振器１０１を一例として、共振器１０１単体の平面図１５０と、平面図１５０のＢ－Ｂ断面の断面図１５１とを表している。平面図１５０および断面図１５１に示すように、単体の共振器１０１は、境界１０５に囲まれた領域内にある。つまり、本実施形態では、共振器１０１は、２枚のＣ字状のリング部材１１１がそれぞれ誘電体１１２によって囲まれている状態である。
【0038】
図５は、図４のＣ－Ｃ断面の一例を示す断面図である。図６は、図４のＤ－Ｄ断面の一例を示す断面図である。図４の断面図１５１、図５および図６に示すように、単体の共振器１０１は、導体からなる２枚のＣ字状のリング部材１１１であって、互いに逆向きに隣接して配置されるリング部材１１１の間に誘電体１１２が配置された構造を有する。すなわち、共振器１０１においては、互いに逆向きの２枚のＣ字状のリング部材１１１によって誘電体１１２が挟まれている状態である。２枚のＣ字状のリング部材１１１の対向面や、各リング部材１１１の両端部においてコンデンサ等価素子が形成され、各リング部材１１１に沿ってコイル等価素子が形成される。これにより、共振器１０１は、直列共振回路を構成することができる。なお、図４から図６に示す共振器１０１においては、Ｃ字状のリング部材１１１の配置数（以下、適宜「積層数」とも言う。）が２であるが、Ｃ字状のリング部材１１１の積層数が２より大きくてもよい。この場合、共振器１０１は、Ｃ字状のリング部材１１１は、互いに逆向きに隣接して配置され、Ｃ字状のリング部材１１１の間に誘電体１１２が配置された構造を有する。
【0039】
ここで、図７を用いて共振器１０１の共振周波数について説明する。図７は、第１実施形態に係る共振器の共振周波数の一例を示す説明図である。図７の断面図１５２に示すように、共振器１０１は、２枚のＣ字状のリング部材１１１で誘電体１１２を挟んだ構造と捉えることができる。このとき、共振器１０１のＣ字状のリング部材１１１を貫く磁界Ｈｐが生じると、Ｃ字状のリング部材１１１に誘導電流Ｉｅが発生する。なお、図７では、Ｃ字状のリング部材１１１の外側を囲む誘電体１１２は省略している。
【0040】
一方、共振器１０１の共振周波数は、図７の断面図１５２および平面図１５３における各寸法から求められる。つまり、共振器１０１の共振周波数は、Ｃ字状のリング部材１１１の寸法と、２枚のＣ字状のリング部材１１１に挟まれる誘電体１１２の厚さとから、下記の式（２）～（５）に示すように、求めることができる。式（２）は、共振器１０１のインダクタンスＬＭＡを求める式である。式（３）は、共振器１０１のキャパシタンスＣＭＡのうち、平面図１５３の上半分または下半分に相当するキャパシタンスＣｈａｌｆを求める式である。式（４）は、共振器１０１としてのキャパシタンスＣＭＡを求める式である。式（５）は、共振器１０１の共振周波数Ｆｒを求める式である。
【0041】
【数1】
【数2】
【数3】
【数4】
【0042】
式（２）において、ｒはＣ字状のリング部材１１１の中心からＣ字の幅の中心までの半径を表し、μ０は真空の透磁率を表す。式（３）において、Ｃｈａｌｆは、共振器１０１のキャパシタンスのうち、平面図１５３の上半分または下半分に相当するキャパシタンスを表す。また、式（３）において、εは誘電率、ε０は真空の誘電率（電気定数）、ＳはＣ字状のリング部材１１１の上半分または下半分の面積、ｄは２枚のＣ字状のリング部材１１１の間隔を表す。また、式（３）において、ｒｏｕｔはＣ字状のリング部材１１１の外側の半径を表し、ｒｉｎはＣ字状のリング部材１１１の内側の半径を表し、ＳｓｐｌｉｔはＣ字状のリング部材１１１のＣ字の間隙の面積を表す。なお、Ｓｓｐｌｉｔは、平面図１５３に示すＣ字状のリング部材１１１の幅Ｗと、Ｃ字の間隙ｇとから、長方形の面積として近似的に求められる。また、式（３）において、ｄＰＴＦＥは誘電体１１２としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を用いた場合の２枚のＣ字状のリング部材１１１の間隔を表す。なお、断面図１５２に示すように、２枚のＣ字状のリング部材１１１の厚さｄ１は、同じ厚さであるのが好ましい。
【0043】
式（５）では、式（２）および式（４）で求めたインダクタンスＬＭＡおよびキャパシタンスＣＭＡに基づいて、共振器１０１の共振周波数Ｆｒを求めている。なお、共振周波数Ｆｒは、Ｃ字状のリング部材１１１の外側の半径ｒｏｕｔおよび内側の半径ｒｉｎが大きいほど低くなるとともに、２枚のＣ字状のリング部材１１１に挟まれる誘電体１１２の厚さｄが薄いほど低くなる。また、共振周波数Ｆｒは、Ｃ字状のリング部材１１１を積層する枚数が増加するほど低くなる。なお、後述するように、リング部材１１１の外側の半径ｒｏｕｔおよび内側の半径ｒｉｎや誘電体１１２の厚さｄを調整することで、異なる共振周波数を有する共振器１０１，１０２を用いてもよい。また、本実施形態では、Ｃ字状のリング部材１１１として、円リングの一部に切り欠きがある形状で説明しているが、これに限定されない。リング部材の形状は、円リングに限られず、例えば、楕円リング、三角形リング、方形リング、および、多角形リング等のいずれかのリングに切り欠き（間隙ｇに相当）がある形状であってもよい。
【0044】
このように、本実施形態の共振器配列構造体１００は、複数の共振器１０１が誘電体窓２０の下面２０ａに沿う方向に配置されるので、磁界Ｈｐが共振器１０１のＣ字状のリング部材１１１を貫いて磁界共鳴が可能となる。従って、共振器配列構造体１００の各共振器１０１は、共振周波数Ｆｒで共振することができる。
【0045】
図１を再び参照する。制御装置１１は、プロセッサ、メモリ、および入出力インターフェイスを有する。メモリには、プログラムおよびプロセスレシピ等が記憶されている。プロセッサは、メモリからプログラムを読み出して実行することにより、メモリ内に記憶されたプロセスレシピに基づいて、入出力インターフェイスを介して、装置本体１０の各部を統括制御する。
【0046】
制御装置１１は、例えば、処理空間Ｓにプラズマが生成される際、複数の共振器１０１の共振周波数よりも高い目標周波数帯において、アンテナ３０によって処理空間Ｓに供給される電磁波と複数の共振器１０１とが共振するように制御する。ここで、共振周波数とは、例えば、複数の共振器１０１の透過特性値（例えば、Ｓ２１値）が極小値となる周波数である。
【0047】
アンテナ３０によって処理空間Ｓに供給される電磁波の周波数が複数の共振器１０１の共振周波数Ｆｒ（＝約６０ＭＨｚ）と一致する場合に、複数の共振器１０１のＳ２１値が極小値となり、電磁波と複数の共振器１０１との共振が発生する。電磁波と複数の共振器１０１との共振は、複数の共振器１０１の共振周波数Ｆｒよりも高い所定の周波数帯（例えば、約２．４ＭＨｚ）においても、維持される。複数の共振器１０１の共振周波数Ｆｒよりも高い所定の周波数帯においては、電磁波と複数の共振器１０１との共振により処理空間Ｓの誘電率と透磁率をともに負にすることができ、上記の式（１）から分かる通り、処理空間Ｓでの電磁波の伝搬が可能となる。本実施形態の目標周波数帯は、複数の共振器１０１の共振周波数Ｆｒよりも高い所定の周波数帯（例えば、約２．４ＭＨｚ）に設定される。目標周波数帯は、例えば、複数の共振器１０１の共振周波数Ｆｒの０．０５倍以内であることが好ましい。
【0048】
なお、複数の共振器に対する電磁波の伝搬については共振周波数と屈折率、誘電率および透磁率との関係は、たとえば、「ＰＨＹＳＩＣＡＬ ＲＥＶＩＥＷ Ｅ ７１，０３６６１７（２００５）」の「Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｒｅｔｒｉｅｖａｌ ｆｒｏｍ ｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌｓ」により、Ｄ．Ｒ．Ｓｍｉｔｈ,Ｄ．Ｃ．Ｖｉｅｒ，Ｔｈ．Ｋｏｓｃｈｎｙ ａｎｄ Ｃ．Ｍ．Ｓｏｕｋｏｕｌｉｓらにより報告されている。
【0049】
このように、複数の共振器１０１の共振周波数Ｆｒよりも高い目標周波数帯において電磁波と複数の共振器１０１とを共振させることにより、プラズマの電子密度が遮断密度に到達する場合であっても、電磁波の伝搬がプラズマの表皮深さを越えて可能となる。このため、プラズマに電磁波の電力を効率よく吸収できる。結果として、プラズマの表皮深さを越えた広範囲で高密度なプラズマを生成することができる。すなわち、本実施形態に係るプラズマ処理装置１によれば、複数の共振器１０１の共振周波数Ｆｒよりも高い目標周波数帯において、電磁波と複数の共振器１０１とを共振させることにより、プラズマを広範囲で高密度化を実現することができる。また、本実施形態の共振器配列構造体１００は、複数の共振器１０１が誘電体窓２０の下面２０ａに沿う方向に配置されるので、共振器配列構造体１００の構造を簡略化できる。また、共振器配列構造体１００が誘電体窓２０の下面２０ａと接してるため放熱しやすく、共振器配列構造体１００の割れ等の変形を抑制することができる。また、共振器配列構造体１００の複数の共振器１０１が一体化しているので、共振器配列構造体１００へのパーティクルの付着を抑制することができる。
【0050】
（第２実施形態）
上記の第１実施形態では、アンテナ３０として、平面スパイラル状に形成されたコイルを用いるとともに、共振器配列構造体１００が誘電体窓２０の下面２０ａに沿って配置されたが、それぞれ変更してもよい。例えば、アンテナとしてソレノイド状のコイルを用いるとともに、共振器配列構造体１００を処理空間Ｓにおいて、誘電体窓２０の下面２０ａと離れるように配置されてもよく、この場合の実施の形態につき、第２実施形態として説明する。なお、第２実施形態におけるプラズマ処理装置は、アンテナの形状および共振器配列構造体１００の配置を除いて上述の第１実施形態と同様であるので、その重複する構成および動作の説明については省略する。また、第２実施形態では、誘電体窓２０、アンテナ、共振器配列構造体１００、および、被処理体ＷＰが載置されたステージ１４の位置関係の説明を主とするので、図１よりも簡略化した図を用いて説明する。
上記の第１実施形態では、アンテナ３０として、平面スパイラル状に形成されたコイルを用いるとともに、共振器配列構造体１００が誘電体窓２０の下面２０ａに沿って配置されたが、それぞれ変更してもよい。例えば、アンテナとしてソレノイド状のコイルを用いるとともに、共振器配列構造体１００を処理空間Ｓにおいて、誘電体窓２０の下面２０ａと離れるように配置されてもよく、この場合の実施の形態につき、第２実施形態として説明する。なお、第２実施形態におけるプラズマ処理装置は、アンテナの形状および共振器配列構造体１００の配置を除いて上述の第１実施形態と同様であるので、その重複する構成および動作の説明については省略する。また、第２実施形態では、誘電体窓２０、アンテナ、共振器配列構造体１００、および、被処理体ＷＰが載置されたステージ１４の位置関係の説明を主とするので、図１よりも簡略化した図を用いて説明する。
【0051】
図８は、第２実施形態に係る装置本体の構成の一例を示す概略断面図である。図８に示すように、第２実施形態の装置本体１０ａは、第１実施形態のアンテナ３０に代えて、アンテナ３１を有する。また、共振器配列構造体１００は、支持部材１９を介して処理容器１２の側壁１２ａに固定され、誘電体窓２０の下面２０ａと離れるように配置されている。
【0052】
アンテナ３１は、ソレノイド状のコイルを含む。つまり、アンテナ３１は、ループ状に巻かれている。なお、アンテナ３１の開口部は、円形、楕円形および多角形（方形、三角形等）等のうち、いずれの形状であっても構わない。アンテナ３１には、ＲＦ電源１６が接続され、ソースＲＦ信号が供給される。アンテナ３１によって生成される磁界は、第１実施形態のアンテナ３０と同様に軸線Ｚの方向である。
【0053】
支持部材１９は、非磁性体で形成された部材であり、共振器配列構造体１００を支持する。支持部材１９は、非磁性体として、例えばアルミニウムまたは絶縁体で形成される。また、支持部材１９は、処理空間Ｓにおいて、共振器配列構造体１００の上側と下側とで処理ガスが自在に通過可能な開口を有する。例えば、支持部材１９は、側壁１２ａと共振器配列構造体１００の側面との間で、２箇所以上を支持する棒状の部材であってもよい。
【0054】
第２実施形態では、アンテナ３１にソースＲＦ信号が供給されると、磁界が誘電体窓２０を通過して共振器配列構造体１００に到達する。共振器配列構造体１００では、到達した磁界により各共振器１０１が共振し、図８に示すように、共振器配列構造体１００の下部にプラズマＰが発生する。すなわち、第２実施形態では、共振器配列構造体１００の配置を変更することで、より被処理体ＷＰに近い位置にプラズマＰを発生させることができる。また、第２実施形態では、支持部材１９の側壁１２ａへの取り付け位置を調整可能とすることで、共振器配列構造体１００と被処理体ＷＰとのギャップ制御が可能である。
【0055】
さらに、共振器配列構造体１００の下部にプラズマＰを発生させるにあたり、Ｃ字状のリング部材１１１の外側を囲む誘電体１１２の寸法によって、プラズマＰの発生位置を制御することができる。例えば、Ｃ字状のリング部材１１１から上側（誘電体窓２０側）の誘電体１１２の厚みと、下側（ステージ１４側）の誘電体１１２の厚みとについて、上側の誘電体１１２の厚み＞下側の誘電体１１２の厚みとする。ここで、処理空間ＳにてプラズマＰが発生する際に、Ｃ字状のリング部材１１１は電極となり、Ｃ字状のリング部材１１１および誘電体１１２は、コンデンサとみなすことができる。このとき、上側のＣ字状のリング部材１１１を含むコンデンサに対して、下側のＣ字状のリング部材１１１を含むコンデンサは、誘電体１１２の厚みが薄いため静電容量が大きくなり、静電エネルギーが大きくなる。従って、共振器配列構造体１００の下側（ステージ１４側）にプラズマＰが発生しやすくなる。すなわち、Ｃ字状のリング部材１１１の外側を囲む誘電体１１２の寸法を変更することで、プラズマＰの発生位置を制御することができる。
【0056】
（変形例１～４）
次に、図９から図１２を用いて、第２実施形態の変形例１～４について説明する。図９は、変形例１に係る装置本体の構成の一例を示す概略断面図である。図９に示す装置本体１０ｂは、第２実施形態において共振器配列構造体１００が誘電体窓２０の下面２０ａに沿って配置された場合の一例である。つまり、装置本体１０ｂは、第１実施形態において、アンテナ３０に代えて、第２実施形態のアンテナ３１を用いた場合に対応する。変形例１では、アンテナ３１と共振器配列構造体１００との距離が第２実施形態の装置本体１０ａよりも近いため、効率よく共振器配列構造体１００の下部にプラズマＰを発生させることができる。
次に、図９から図１２を用いて、第２実施形態の変形例１～４について説明する。図９は、変形例１に係る装置本体の構成の一例を示す概略断面図である。図９に示す装置本体１０ｂは、第２実施形態において共振器配列構造体１００が誘電体窓２０の下面２０ａに沿って配置された場合の一例である。つまり、装置本体１０ｂは、第１実施形態において、アンテナ３０に代えて、第２実施形態のアンテナ３１を用いた場合に対応する。変形例１では、アンテナ３１と共振器配列構造体１００との距離が第２実施形態の装置本体１０ａよりも近いため、効率よく共振器配列構造体１００の下部にプラズマＰを発生させることができる。
【0057】
図１０は、変形例２に係る装置本体の構成の一例を示す概略断面図である。図１０に示す装置本体１０ｃは、第２実施形態における共振器配列構造体１００が、共振器配列構造体１００ａとして誘電体窓２０ｂに埋め込まれた場合の一例である。変形例２では、アンテナ３１と共振器配列構造体１００ａとの距離を変形例１よりも近づけることができるため、より効率よく共振器配列構造体１００ａの下部にプラズマＰを発生させることができる。また、変形例２では、誘電体窓２０ｂと共振器配列構造体１００ａが一体化されるため、共振器配列構造体１００ａの構造をより簡略化できる。なお、共振器配列構造体１００ａは、誘電体窓２０ｂの内部や外部（大気側）に冷媒流路等を設けて冷却してもよい。
【0058】
図１１は、変形例３に係る装置本体の構成の一例を示す概略断面図である。図１１に示す装置本体１０ｄは、変形例１のアンテナ３１に代えてコア入りのコイルであるアンテナ３２を有する。アンテナ３２は、ソレノイド状のコイルであり、その中央部分にコア３２ａが挿入されている。コア３２ａは、例えば鉄心であるが、高透磁率材料のコアであれば、フェライト等の他の材料であってもよい。なお、アンテナ３２の開口部は、円形、楕円形および多角形（方形、三角形等）等のうち、いずれの形状であっても構わない。アンテナ３２は、アンテナ３１よりも、より強い磁界を発生させることができる。つまり、変形例３では、プラズマＰの密度を向上させることができる。また、変形例３では、変形例１と同じ磁界を発生させる場合では、アンテナ３２を小型化することができる。
【0059】
図１２は、変形例４に係る装置本体の構成の一例を示す概略断面図である。図１２に示す装置本体１０ｅは、変形例３のアンテナ３２に代えて複数のコア入りのコイルであるアンテナ３３を有する。各アンテナ３３は、ソレノイド状のコイルであり、その中央部分にそれぞれコア３３ａが挿入されている。コア３３ａは、例えば鉄心であるが、高透磁率材料のコアであれば、フェライト等の他の材料であってもよい。なお、アンテナ３３の開口部は、円形、楕円形および多角形（方形、三角形等）等のうち、いずれの形状であっても構わない。各アンテナ３３は、共振器配列構造体１００の共振器１０１ごとに対応するように設けられている。つまり、変形例４では、各アンテナ３３により対応する各共振器１０１の直下に発生するプラズマＰのプラズマ密度を制御することができる。すなわち、変形例４では、プラズマＰのより緻密な制御を行うことができる。なお、アンテナ３３は、コア３３ａを設けない空芯コイルとしてもよい。さらに、アンテナ３３は、１つのアンテナ３３に対して複数個の共振器１０１を対応付けるようにしてもよい。
【0060】
（第３実施形態）
上記の各実施形態では、共振器１０１の共振周波数が１種類である共振器配列構造体１００を用いて説明したが、共振周波数が異なる共振器を含む共振器配列構造体を用いてもよく、この場合の実施の形態につき、第３実施形態として説明する。なお、第３実施形態におけるプラズマ処理装置は、共振器配列構造体１００の構造を除いて上述の第１実施形態と同様であるので、その重複する構成および動作の説明については省略する。
上記の各実施形態では、共振器１０１の共振周波数が１種類である共振器配列構造体１００を用いて説明したが、共振周波数が異なる共振器を含む共振器配列構造体を用いてもよく、この場合の実施の形態につき、第３実施形態として説明する。なお、第３実施形態におけるプラズマ処理装置は、共振器配列構造体１００の構造を除いて上述の第１実施形態と同様であるので、その重複する構成および動作の説明については省略する。
【0061】
図１３は、第３実施形態に係る誘電体窓および共振器配列構造体を下方向から見た構成の一例を示す平面図である。図１３に示すように、第３実施形態では、第１実施形態の共振器配列構造体１００に代えて、共振器配列構造体１００ｂを有する。図１３に示すように、共振器配列構造体１００ｂは、電磁波の磁界成分と共振可能であり且つサイズが電磁波の波長よりも小さい複数の共振器１０１，１０２を格子状に配列して形成される。共振器１０１と共振器１０２とは、共振周波数が異なる共振器である。例えば、共振器１０１の共振周波数が６０ＭＨｚであった場合、共振器１０２の共振周波数は、４％以上離れた周波数、例えば６２．４ＭＨｚとすることができる。なお、第３実施形態では、リング部材１１１について、共振器１０１と共振器１０２とで区別する場合、共振器１０１のものをリング部材１１１ａ、共振器１０２のものをリング部材１１１ｂとする。
【0062】
共振器配列構造体１００ｂは、例えば、図１３に示すように、８行８列の共振器１０１，１０２が配列される。このとき、内側の領域１０２ａ（中心の４行４列分）には、共振器１０２が配置される。一方、領域１０２ａの外側には、共振器１０１が配置される。すなわち、共振器配列構造体１００ｂは、中心部と外周部とで共振周波数が異なる複数の共振器１０１，１０２が配置される。例えば、Ａ’－Ａ’断面においては、中心部には共振器１０２の断面が現れ、外周部には共振器１０１の断面が現れる。
【0063】
複数の共振器１０１，１０２は、第１実施形態と同様に、平板状の共振器配列構造体１００ｂにおいて、誘電体窓２０の下面２０ａに沿う方向（下面２０ａと平行な平面の方向）に配置される。つまり、下面２０ａ側から見ると、透過して表すリング部材１１１ａ，１１１ｂが、Ｃ字が見えるように格子状に並ぶ配置となる。このとき、複数の共振器１０１，１０２それぞれの境界は、境界１０５として表しているが、実際には、複数の共振器１０１，１０２が共振器配列構造体１００ｂとして一体として形成されている。なお、共振器配列構造体１００ｂの中心には、第１実施形態と同様に、ガス導入口１３ｃが位置する。また、アンテナ３０で生成される磁界は、リング部材１１１ａ，１１１ｂを貫く方向となる。このように、共振器配列構造体１００ｂの外側と内側（格子状に配列された共振器１０１，１０２の外周部と中心部）とで共振器１０１，１０２の共振周波数が異なるので、処理空間Ｓにおけるプラズマの分布を外側と内側とで変更することができる。
【0064】
（変形例５～７）
次に、図１４から図２１を用いて、第３実施形態の変形例５～７について説明する。第３実施形態では、共振器配列構造体１００ｂの１つの層内において、共振周波数が異なる共振器１０１，１０２を配置したが、共振器配列構造体を複数の層を有する構造としてもよい。図１４から図１６は、変形例５に係る共振器配列構造体の一例を示す断面図である。図１４に示す共振器配列構造体１００ｃは、第１層１００ｃ１と、第２層１００ｃ２とを有する。例えば、図１３の共振器配列構造体１００ｂにおけるＡ’－Ａ’断面に相当する位置における共振器配列構造体１００ｃの断面を図１４中、共振器配列構造体１００ｃとして示す。共振器配列構造体１００ｃの断面には、第１層１００ｃ１且つ外周部に共振器１０１の断面が現れ、第２層１００ｃ２且つ中心部に共振器１０２の断面が現れる。また、図１５および図１６には、それぞれ共振器配列構造体１００ｃの断面におけるＥ－Ｅ断面およびＦ－Ｆ断面を示す。Ｅ－Ｅ断面には、第１層１００ｃ１に配置された共振器１０１が現れ、Ｆ－Ｆ断面には、第２層１００ｃ２に配置された共振器１０２が現れる。
次に、図１４から図２１を用いて、第３実施形態の変形例５～７について説明する。第３実施形態では、共振器配列構造体１００ｂの１つの層内において、共振周波数が異なる共振器１０１，１０２を配置したが、共振器配列構造体を複数の層を有する構造としてもよい。図１４から図１６は、変形例５に係る共振器配列構造体の一例を示す断面図である。図１４に示す共振器配列構造体１００ｃは、第１層１００ｃ１と、第２層１００ｃ２とを有する。例えば、図１３の共振器配列構造体１００ｂにおけるＡ’－Ａ’断面に相当する位置における共振器配列構造体１００ｃの断面を図１４中、共振器配列構造体１００ｃとして示す。共振器配列構造体１００ｃの断面には、第１層１００ｃ１且つ外周部に共振器１０１の断面が現れ、第２層１００ｃ２且つ中心部に共振器１０２の断面が現れる。また、図１５および図１６には、それぞれ共振器配列構造体１００ｃの断面におけるＥ－Ｅ断面およびＦ－Ｆ断面を示す。Ｅ－Ｅ断面には、第１層１００ｃ１に配置された共振器１０１が現れ、Ｆ－Ｆ断面には、第２層１００ｃ２に配置された共振器１０２が現れる。
【0065】
第１層１００ｃ１には、例えば、８行８列の共振器のうち、外周部の２行２列分（後述する第２層１００ｃ２の４行４列を囲む部分）の共振器１０１が配置される。共振器１０１には、リング部材１１１ａが含まれる。第１層１００ｃ１に配置される共振器１０１は、第３実施形態の共振器配列構造体１００ｂにおける領域１０２ａの外側に配置される共振器１０１に対応する。
【0066】
第２層１００ｃ２には、例えば、８行８列の共振器のうち、中心部の４行４列分の共振器１０２が配置される。共振器１０２には、リング部材１１１ｂが含まれる。第２層１００ｃ２に配置される共振器１０２は、第３実施形態の共振器配列構造体１００ｂにおける領域１０２ａの内側に配置される共振器１０２に対応する。つまり、共振器配列構造体１００ｃは、第３実施形態の共振器配列構造体１００ｂについて、共振器１０１，１０２ごとに層を分けた構造である。なお、第１層１００ｃ１および第２層１００ｃ２に配置される複数の共振器１０１，１０２は、誘電体窓２０の下面２０ａ（下面２０ａと平行な平面の方向）に沿う方向に配置される。また、共振器配列構造体１００ｃは、第１層１００ｃ１と第２層１００ｃ２とを一体として成形してもよいし、別々に成形後に接着して一体化するようにしてもよい。このように、共振器配列構造体１００ｃにおいても、外側と内側とで共振器１０１，１０２の共振周波数が異なるので、処理空間Ｓにおけるプラズマの分布を外側と内側とで変更することができる。
【0067】
図１７から図１９は、変形例６に係る共振器配列構造体の一例を示す断面図である。図１７に示す共振器配列構造体１００ｄは、第１層１００ｄ１と、第２層１００ｄ２とを有する。例えば、図１３の共振器配列構造体１００ｂにおけるＡ’－Ａ’断面に相当する位置における共振器配列構造体１００ｄの断面を図１７中、共振器配列構造体１００ｄとして示す。共振器配列構造体１００ｄの断面には、第１層１００ｄ１に共振器１０１の断面が現れ、第２層１００ｄ２に共振器１０２の断面が現れる。また、図１８および図１９には、それぞれ共振器配列構造体１００ｄの断面におけるＧ－Ｇ断面およびＨ－Ｈ断面を示す。Ｇ－Ｇ断面には、第１層１００ｄ１に配置された共振器１０１が現れ、Ｈ－Ｈ断面には、第２層１００ｄ２に配置された共振器１０２が現れる。
【0068】
第１層１００ｄ１には、例えば、８行８列の共振器１０１が配置される。共振器１０１には、リング部材１１１ａが含まれる。第１層１００ｄ１に配置される共振器１０１は、第１実施形態の共振器配列構造体１００における共振器１０１に対応する。
【0069】
第２層１００ｄ２には、例えば、７行７列の共振器１０２が配置される。共振器１０２には、リング部材１１１ｂが含まれる。第２層１００ｄ２に配置される共振器１０２は、第１層１００ｄ１の境界１０５の交点にリング部材１１１ｂの中心が位置するように、第１層１００ｄ１の共振器１０１と千鳥配置となっている。なお、図１９では、煩雑となるために、共振器１０２の境界は図示していない。また、第１層１００ｄ１および第２層１００ｄ２に配置される複数の共振器１０１，１０２は、誘電体窓２０の下面２０ａに沿う方向（下面２０ａと平行な平面の方向）に配置される。さらに、共振器配列構造体１００ｄは、第１層１００ｄ１と第２層１００ｄ２とを一体として成形してもよいし、別々に成形後に接着して一体化するようにしてもよい。このように、共振器配列構造体１００ｄでは、共振周波数が異なる共振器１０１，１０２を千鳥配置するので、磁界が貫く共振器１０１，１０２の数を増やすことができるとともに、プラズマの分布の制御性やプラズマの密度を向上させることができる。
【0070】
図２０および図２１は、変形例７に係る共振器配列構造体の層構造の一例を示す図である。図２０および図２１に示す変形例７では、共振器配列構造体の層構造を３層以上とした場合の共振器の配置例として、共振器配列構造体１００ｅと、共振器配列構造体１００ｆとを例示している。なお、図２０および図２１では、共振器配列構造体の共振器が配置される部分の一部を抜き出している。
【0071】
共振器配列構造体１００ｅは、第１層１００ｅ１と、第２層１００ｅ２と、第３層１００ｅ３とを有する。第１層１００ｅ１は、変形例６の第１層１００ｄ１と同様の配置であり、リング部材１１１が境界１０５で区切られた領域内（つまり、共振器１０１）に配置される。第２層１００ｅ２は、変形例６の第２層１００ｄ２と同様の配置であり、リング部材１１１の中心が境界１０５の交点に位置するように配置される。なお、図示はしないが、第２層１００ｅ２においても、各リング部材１１１を含む領域が共振器１０１を形成している。第３層１００ｅ３は、第１層１００ｅ１と同様の配置であり、リング部材１１１が境界１０５で区切られた領域内（つまり、共振器１０１）に配置される。なお、図２０では、煩雑となるために、第２層１００ｅ２の共振器１０１の境界は図示していない。
【0072】
共振器配列構造体１００ｆは、第１層１００ｆ１と、第２層１００ｆ２と、第３層１００ｆ３とを有する。第１層１００ｆ１は、共振器配列構造体１００ｅの第１層１００ｅ１と同様の配置であり、リング部材１１１が境界１０５で区切られた領域内（つまり、共振器１０１）に配置される。第２層１００ｆ２は、第１層１００ｆ１の配置から半行ずらした配置、つまり、図２１中、横方向の境界１０５上にリング部材１１１の中心が位置するように配置される。第３層１００ｆ３は、第１層１００ｆ１の配置から半列ずらした配置、つまり、図２１中、縦方向の境界１０５上にリング部材１１１の中心が位置するように配置される。なお、図示はしないが、第２層１００ｆ２および第３層１００ｆ３においても、各リング部材１１１を含む領域が共振器１０１を形成している。
【0073】
また、第３実施形態および変形例５～７の共振器配列構造体１００ｃ～１００ｆに示すように、複数の層構造を有する場合、各共振器１０１，１０２は、層ごとに異なる配置であってもよいし、同じ配置であってもよい。さらに、各共振器１０１，１０２は、層ごとの共振周波数が同じ周波数であってもよいし、異なる周波数であってもよい。また、各共振器１０１，１０２は、各層内で共振周波数が同じ周波数であってもよいし、異なる周波数であってもよい。すなわち、各層の共振器１０１，１０２の共振周波数と、各層の共振器の配置とは、自由に組み合わせてよい。
【0074】
（第４実施形態）
上記の第１実施形態では、共振器配列構造体１００の上下方向に貫通孔を設けていないが、共振器配列構造体に貫通孔を設けてもよく、この場合の実施の形態につき、第４実施形態として説明する。なお、第４実施形態におけるプラズマ処理装置は、共振器配列構造体１００の構造を除いて上述の第１実施形態と同様であるので、その重複する構成および動作の説明については省略する。
上記の第１実施形態では、共振器配列構造体１００の上下方向に貫通孔を設けていないが、共振器配列構造体に貫通孔を設けてもよく、この場合の実施の形態につき、第４実施形態として説明する。なお、第４実施形態におけるプラズマ処理装置は、共振器配列構造体１００の構造を除いて上述の第１実施形態と同様であるので、その重複する構成および動作の説明については省略する。
【0075】
図２２は、第４実施形態に係る誘電体窓および共振器配列構造体を下方向から見た構成の一例を示す平面図である。図２２に示すように、第４実施形態では、第１実施形態の共振器配列構造体１００に代えて、共振器配列構造体１００ｇを有する。図２２に示すように、共振器配列構造体１００ｇは、電磁波の磁界成分と共振可能であり且つサイズが電磁波の波長よりも小さい複数の共振器１０３を格子状に配列して形成される。共振器配列構造体１００ｇは、例えば、図２２に示すように、８行８列の共振器１０３が配列される。
【0076】
複数の共振器１０３は、第１実施形態と同様に、平板状の共振器配列構造体１００ｇにおいて、誘電体窓２０の下面２０ａに沿う方向（下面２０ａと平行な平面の方向）に配置される。つまり、下面２０ａ側から見ると、透過して表すＣ字状のリング部材１１１が、Ｃ字が見えるように格子状に並ぶ配置となる。このとき、複数の共振器１０３それぞれの境界は、境界１０５として表しているが、実際には、複数の共振器１０３が共振器配列構造体１００ｇとして一体として形成されている。なお、共振器配列構造体１００ｇの中心には、第１実施形態と同様に、ガス導入口１３ｃが位置する。
【0077】
図２３は、図２２のＩ－Ｉ断面の一例を示す断面図である。図２３に示すように、共振器配列構造体１００ｇのＩ－Ｉ断面では、複数の共振器１０３の断面が並んで現れることになる。また、各共振器１０３は、中央にそれぞれ貫通孔１０６を有する。なお、図２２と同様に、複数の共振器１０３それぞれの境界は、境界１０５で表される。
【0078】
図２４は、第４実施形態に係る共振器単体の平面およびＪ－Ｊ断面の一例を示す図である。図２４では、一体として形成された複数の共振器１０３のうち、ある共振器１０３を一例として、共振器１０３単体の平面図１５４と、平面図１５４のＪ－Ｊ断面の断面図１５５とを表している。平面図１５４および断面図１５５に示すように、単体の共振器１０３は、境界１０５に囲まれた領域内にある。つまり、本実施形態では、共振器１０３は、２枚のＣ字状のリング部材１１１がそれぞれ誘電体１１２によって囲まれている状態である。また、２枚のＣ字状のリング部材１１１の中央には、誘電体１１２を貫通する貫通孔１０６が形成されている。つまり、貫通孔１０６は、共振器配列構造体１００ｇの上面と下面とを貫通している。
【0079】
図２５は、図２４のＫ－Ｋ断面の一例を示す断面図である。図２６は、図２４のＬ－Ｌ断面の一例を示す断面図である。図２４の断面図１５５、図２５および図２６に示すように、単体の共振器１０３は、導体からなる２枚のＣ字状のリング部材１１１であって、互いに逆向きに隣接して配置されるリング部材１１１の間に誘電体１１２が配置された構造を有する。すなわち、共振器１０３においては、互いに逆向きの２枚のＣ字状のリング部材１１１によって誘電体１１２が挟まれている状態である。このとき、貫通孔１０６は、２枚のＣ字状のリング部材１１１との間に誘電体１１２が存在するような直径としている。つまり、２枚のＣ字状のリング部材１１１は、いずれも貫通孔１０６に露出していない。共振器１０３は、第１実施形態の共振器１０１と同様に、２枚のＣ字状のリング部材１１１の対向面や、各リング部材１１１の両端部においてコンデンサ等価素子が形成され、各リング部材１１１に沿ってコイル等価素子が形成される。これにより、共振器１０３は、直列共振回路を構成することができる。なお、共振器１０３におけるＣ字状のリング部材１１１の積層数は、第１実施形態の共振器１０１と同様に、２より大きくてもよい。また、共振器配列構造体１００ｇは、第２実施形態の装置本体１０ａと同様に、支持部材１９を介して処理容器１２の側壁１２ａに固定され、誘電体窓２０の下面２０ａと離れるように配置されてもよい。この場合、処理空間Ｓにおいて、共振器配列構造体１００ｇの上側と下側とで処理ガスがより自在に通過可能となる。なお、貫通孔１０６の位置は、リング部材１１１と重ならない位置であれば、リング部材１１１の中央でなくても構わない。
【0080】
なお、上記の各実施形態では、処理容器１２内の処理空間Ｓに供給される電磁波の周波数として、ＶＨＦ帯の電磁波を一例として説明したが、より低い周波数であってもよい。電磁波の周波数をより低くし（例えば、１３ＭＨｚ）、波としての伝搬がほとんど観測されない領域の電磁波を処理容器１２内の処理空間Ｓに供給するようにしてもよい。この場合、アンテナ３０等から放射される電磁界としては、波動特性をほとんど示さないものの、その磁界成分は、共振器１０１等のコイル成分を通じて共振を起こすことができる。このような振る舞いは、高周波回路または分布定数回路と呼ばれる範疇で議論されるものである。つまり、換算波長が装置寸法（処理容器１２のサイズ）より１桁以上長くなり、波としての特性が現れない波長の電磁波においても、共振器１０１等を共振させることができる。すなわち、処理容器１２内の処理空間Ｓに供給される電磁波の波長は、処理容器１２のサイズより１桁以上長く、分布定数回路として扱われる範囲の高周波とみなせる波長である場合であっても、プラズマを広範囲で高密度化を実現することができる。
【0081】
以上、各実施形態によれば、プラズマ処理装置１は、処理空間Ｓを提供する処理容器１２と、処理空間Ｓに供給されるプラズマ励起用の電磁波を発生させるように構成される電磁波発生器（ＲＦ電源１６）と、第１面を処理空間に対向させて設けられた誘電体（誘電体窓２０）と、誘電体を介して電磁波を処理空間Ｓに供給するように構成される電磁波供給部（アンテナ３０～３３）と、処理容器１２内において誘電体の第１面に沿って位置する共振器配列構造体（共振器配列構造体１００，１００ａ～１００ｇ）と、を備える。共振器配列構造体は、電磁波の磁界成分と共振可能であり且つサイズが電磁波の波長よりも小さく、誘電体の第１面に沿う方向に配置される複数の共振器（共振器１０１～１０３）を含み、電磁波供給部は、複数の共振器が配置される平面に垂直な磁界成分を供給する。その結果、プラズマを広範囲で高密度化を実現することができるとともに、共振器配列構造体の構造を簡略化できる。
【0082】
また、各実施形態によれば、共振器配列構造体は、誘電体の第１面と平行になるように位置し、複数の共振器は、誘電体の第１面と平行な平面の方向に配置される。その結果、水平方向に配置された共振器を共振させることができる。
【0083】
また、各実施形態によれば、電磁波供給部は、処理容器１２の外部に設けられたコイルである。その結果、水平方向に配置された共振器を共振させることができる。
【0084】
また、各実施形態によれば、コイルは、該コイルの開口部が共振器配列構造体と平行になるように配置される。その結果、水平方向に配置された共振器を共振させることができる。
【0085】
また、各実施形態によれば、コイルは、ループ状に巻かれている。その結果、水平方向に配置された共振器に磁界を供給することができる。
【0086】
また、第２実施形態によれば、コイルは、ソレノイド状に巻かれている。その結果、より強い磁界を供給することができる。
【0087】
また、変形例３，４によれば、コイルは、高透磁率材料のコア（コア３２ａ，３３ａ）を有する。その結果、より強い磁界を供給することができる。
【0088】
また、第１実施形態によれば、コイルは、平面スパイラル状に巻かれている。その結果、水平方向に配置された共振器に磁界を供給することができる。
【0089】
また、変形例４によれば、コイルは、複数設けられる。その結果、より強い磁界を供給することができる。
【0090】
また、第１，第３，第４実施形態、変形例１～４によれば、共振器配列構造体は、誘電体の第１面と接するように設けられる。その結果、プラズマを広範囲で高密度化を実現することができるとともに、共振器配列構造体の構造を簡略化できる。
【0091】
また、第２実施形態によれば、共振器配列構造体１００は、処理空間Ｓにおいて、誘電体の第１面と離れるように設けられる。その結果、より被処理体に近い位置にプラズマを発生させることができる。
【0092】
また、変形例２によれば、共振器配列構造体１００ａは、誘電体と一体化されるように設けられる。その結果、共振器配列構造体の構造をより簡略化できる。
【0093】
また、第３実施形態によれば、複数の共振器は、共振周波数が異なる２種類以上の共振器を含む。その結果、処理空間Ｓにおけるプラズマの分布を変更することができる。
【0094】
また、第３実施形態によれば、複数の共振器は、格子状に配列され、該格子状の配列の中心部と外周部とで共振周波数が異なる。その結果、処理空間Ｓにおけるプラズマの分布を外側と内側とで変更することができる。
【0095】
また、変形例５によれば、共振器配列構造体１００ｃは、複数の層を有する構造であり、複数の共振器は、中心部と外周部とで異なる層に配置される。その結果、その結果、処理空間Ｓにおけるプラズマの分布を外側と内側とで変更することができる。
【0096】
また、変形例５～７によれば、共振器配列構造体は、複数の層を有する構造であり、複数の共振器は、層ごとに配置される。その結果、処理空間Ｓにおけるプラズマの分布を変更することができる。
【0097】
また、変形例５～７によれば、複数の共振器は、層ごとに異なる配置である。その結果、処理空間Ｓにおけるプラズマの分布を変更することができる。
【0098】
また、変形例７によれば、複数の共振器は、層ごとの共振周波数が同じ周波数である。その結果、処理空間Ｓにおけるプラズマの分布を変更することができる。
【0099】
また、変形例７によれば、複数の共振器は、層ごとの共振周波数が異なる周波数である。その結果、処理空間Ｓにおけるプラズマの分布を変更することができる。
【0100】
また、第４実施形態によれば、共振器配列構造体１００ｇは、上面と下面とを貫通する貫通孔１０６を有する。その結果、処理空間Ｓにおいて、共振器配列構造体１００ｇの上側と下側とで処理ガスがより自在に通過可能となる。
【0101】
また、各実施形態によれば、電磁波の波長は、処理容器１２のサイズより１桁以上長く、分布定数回路として扱われる範囲の高周波とみなせる波長である。その結果、波としての特性が現れない波長の電磁波においても、共振器を共振させることができる。
【0102】
今回開示された各実施形態は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。上記の各実施形態は、添付の請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【0103】
上記各実施形態では、共振器配列構造体１００，１００ａ～１００ｇは、誘電体窓２０の下面２０ａに沿って配置される、誘電体窓２０ｂに埋め込まれる、または、誘電体窓２０の下面２０ａから離隔して配置される場合を例に説明した。これに限らず、共振器配列構造体１００，１００ａ～１００ｇは、上面を処理空間Ｓに対向させて設けられた静電チャック１４ｃの上面に沿って配置されてもよく、または、静電チャック１４ｃの上面から離隔して配置されてもよい。また、共振器配列構造体１００，１００ａ～１００ｇは、処理容器１２の側壁１２ａの内壁面に沿って配置されてもよく、または、処理容器１２の側壁１２ａの内壁面から離隔して配置されてもよい。要するに、共振器配列構造体１００，１００ａ～１００ｇは、一面（第１面）を処理空間Ｓに対向させて設けられた部材の第１面に沿って配置されてもよく、または、当該部材の第１面から離隔して配置されてもよい。
【0104】
また、上記各実施形態において、ＲＦ電源１６の出力部を高周波電極である基台１４ａに接続してもよい。この場合、基台１４ａは、ＲＦ電源１６から出力される電磁波を静電チャック１４ｃを介して処理空間Ｓに供給する。また、かかる構成においては、共振器配列構造体１００，１００ａ～１００ｇは、静電チャック１４ｃに埋め込まれてもよい。
【0105】
また、上記各実施形態において、共振器配列構造体１００，１００ａ～１００ｇは、電磁波の磁界成分と共振可能であり且つサイズが電磁波の波長よりも小さい複数の共振器１０１～１０３を誘電体の第１面に沿う方向に格子状に配列して形成される場合を例に説明した。これに限らず、複数の共振器１０１～１０３の配列は、誘電体の第１面に沿う方向の任意の配列であってもよい。例えば、複数の共振器１０１～１０３は、一つの方向に沿って所定間隔で配列されてもよい。
【0106】
また、上記各実施形態では、電磁波を投入するアンテナとして誘導結合型コイルを用いたが、共振器配列構造体１００，１００ａ～１００ｇの複数の共振器１０１～１０３のリング部材１１１を貫く方向に磁界を発生させることができれば、これに限定されない。この様な電磁波を投入するアンテナとしては、誘導結合型コイルに限られず、例えば、スロットアンテナ、モノポールアンテナ、容量結合型電極、マグネトロン等、任意の電磁波を投入するアンテナや機構を用いることができる。
【0107】
なお、本開示は以下のような構成も取ることができる。
（１）
処理空間を提供する処理容器と、
前記処理空間に供給されるプラズマ励起用の電磁波を発生させるように構成される電磁波発生器と、
第１面を前記処理空間に対向させて設けられた誘電体と、
前記誘電体を介して前記電磁波を前記処理空間に供給するように構成される電磁波供給部と、
前記処理容器内において前記誘電体の前記第１面に沿って位置する共振器配列構造体と、
を備え、
前記共振器配列構造体は、前記電磁波の磁界成分と共振可能であり且つサイズが前記電磁波の波長よりも小さく、前記誘電体の前記第１面に沿う方向に配置される複数の共振器を含み、
前記電磁波供給部は、前記複数の共振器が配置される平面に垂直な磁界成分を供給する、
プラズマ処理装置。
（２）
前記共振器配列構造体は、前記誘電体の前記第１面と平行になるように位置し、
前記複数の共振器は、前記誘電体の前記第１面と平行な平面の方向に配置される、
前記（１）に記載のプラズマ処理装置。
（３）
前記電磁波供給部は、前記処理容器の外部に設けられたコイルである、
前記（１）または（２）に記載のプラズマ処理装置。
（４）
前記コイルは、前記コイルの開口部が前記共振器配列構造体と平行になるように配置される、
前記（３）に記載のプラズマ処理装置。
（５）
前記コイルは、ループ状に巻かれている、
前記（３）または（４）に記載のプラズマ処理装置。
（６）
前記コイルは、ソレノイド状に巻かれている、
前記（５）に記載のプラズマ処理装置。
（７）
前記コイルは、高透磁率材料のコアを有する、
前記（６）に記載のプラズマ処理装置。
（８）
前記コイルは、平面スパイラル状に巻かれている、
前記（５）に記載のプラズマ処理装置。
（９）
前記コイルは、複数設けられる、
前記（３）～（８）のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
（１０）
前記共振器配列構造体は、前記誘電体の前記第１面と接するように設けられる、
前記（１）～（９）のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
（１１）
前記共振器配列構造体は、前記処理空間において、前記誘電体の前記第１面と離れるように設けられる、
前記（１）～（９）のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
（１２）
前記共振器配列構造体は、前記誘電体と一体化されるように設けられる、
前記（１）～（９）のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
（１３）
前記複数の共振器は、共振周波数が異なる２種類以上の共振器を含む、
前記（１）～（１２）のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
（１４）
前記複数の共振器は、格子状に配列され、該格子状の配列の中心部と外周部とで前記共振周波数が異なる、
前記（１３）に記載のプラズマ処理装置。
（１５）
前記共振器配列構造体は、複数の層を有する構造であり、
前記複数の共振器は、前記中心部と前記外周部とで異なる前記層に配置される、
前記（１４）に記載のプラズマ処理装置。
（１６）
前記共振器配列構造体は、複数の層を有する構造であり、
前記複数の共振器は、前記層ごとに配置される、
前記（１）～（１４）のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
（１７）
前記複数の共振器は、前記層ごとに異なる配置である、
前記（１６）に記載のプラズマ処理装置。
（１８）
前記複数の共振器は、前記層ごとの共振周波数が同じ周波数である、
前記（１６）または（１７）に記載のプラズマ処理装置。
（１９）
前記複数の共振器は、前記層ごとの共振周波数が異なる周波数である、
前記（１６）または（１７）に記載のプラズマ処理装置。
（２０）
前記共振器配列構造体は、上面と下面とを貫通する貫通孔を有する、
前記（１０）または（１１）に記載のプラズマ処理装置。
（２１）
前記電磁波の波長は、前記処理容器のサイズより１桁以上長く、分布定数回路として扱われる範囲の高周波とみなせる波長である、
前記（１）～（２０）のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
（１）
処理空間を提供する処理容器と、
前記処理空間に供給されるプラズマ励起用の電磁波を発生させるように構成される電磁波発生器と、
第１面を前記処理空間に対向させて設けられた誘電体と、
前記誘電体を介して前記電磁波を前記処理空間に供給するように構成される電磁波供給部と、
前記処理容器内において前記誘電体の前記第１面に沿って位置する共振器配列構造体と、
を備え、
前記共振器配列構造体は、前記電磁波の磁界成分と共振可能であり且つサイズが前記電磁波の波長よりも小さく、前記誘電体の前記第１面に沿う方向に配置される複数の共振器を含み、
前記電磁波供給部は、前記複数の共振器が配置される平面に垂直な磁界成分を供給する、
プラズマ処理装置。
（２）
前記共振器配列構造体は、前記誘電体の前記第１面と平行になるように位置し、
前記複数の共振器は、前記誘電体の前記第１面と平行な平面の方向に配置される、
前記（１）に記載のプラズマ処理装置。
（３）
前記電磁波供給部は、前記処理容器の外部に設けられたコイルである、
前記（１）または（２）に記載のプラズマ処理装置。
（４）
前記コイルは、前記コイルの開口部が前記共振器配列構造体と平行になるように配置される、
前記（３）に記載のプラズマ処理装置。
（５）
前記コイルは、ループ状に巻かれている、
前記（３）または（４）に記載のプラズマ処理装置。
（６）
前記コイルは、ソレノイド状に巻かれている、
前記（５）に記載のプラズマ処理装置。
（７）
前記コイルは、高透磁率材料のコアを有する、
前記（６）に記載のプラズマ処理装置。
（８）
前記コイルは、平面スパイラル状に巻かれている、
前記（５）に記載のプラズマ処理装置。
（９）
前記コイルは、複数設けられる、
前記（３）～（８）のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
（１０）
前記共振器配列構造体は、前記誘電体の前記第１面と接するように設けられる、
前記（１）～（９）のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
（１１）
前記共振器配列構造体は、前記処理空間において、前記誘電体の前記第１面と離れるように設けられる、
前記（１）～（９）のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
（１２）
前記共振器配列構造体は、前記誘電体と一体化されるように設けられる、
前記（１）～（９）のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
（１３）
前記複数の共振器は、共振周波数が異なる２種類以上の共振器を含む、
前記（１）～（１２）のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
（１４）
前記複数の共振器は、格子状に配列され、該格子状の配列の中心部と外周部とで前記共振周波数が異なる、
前記（１３）に記載のプラズマ処理装置。
（１５）
前記共振器配列構造体は、複数の層を有する構造であり、
前記複数の共振器は、前記中心部と前記外周部とで異なる前記層に配置される、
前記（１４）に記載のプラズマ処理装置。
（１６）
前記共振器配列構造体は、複数の層を有する構造であり、
前記複数の共振器は、前記層ごとに配置される、
前記（１）～（１４）のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
（１７）
前記複数の共振器は、前記層ごとに異なる配置である、
前記（１６）に記載のプラズマ処理装置。
（１８）
前記複数の共振器は、前記層ごとの共振周波数が同じ周波数である、
前記（１６）または（１７）に記載のプラズマ処理装置。
（１９）
前記複数の共振器は、前記層ごとの共振周波数が異なる周波数である、
前記（１６）または（１７）に記載のプラズマ処理装置。
（２０）
前記共振器配列構造体は、上面と下面とを貫通する貫通孔を有する、
前記（１０）または（１１）に記載のプラズマ処理装置。
（２１）
前記電磁波の波長は、前記処理容器のサイズより１桁以上長く、分布定数回路として扱われる範囲の高周波とみなせる波長である、
前記（１）～（２０）のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
【符号の説明】
【0108】
１ プラズマ処理装置
１０，１０ａ～１０ｅ 装置本体
１１ 制御装置
１２ 処理容器
１２ａ 側壁
１４ ステージ
１６ ＲＦ電源
１９ 支持部材
２０，２０ｂ 誘電体窓
２０ａ 下面
３０～３３ アンテナ
３２ａ，３３ａ コア
３８ ガス供給部
１００，１００ａ～１００ｇ 共振器配列構造体
１００ｃ１，１００ｄ１，１００ｅ１，１００ｆ１ 第１層
１００ｃ２，１００ｄ２，１００ｅ２，１００ｆ２ 第２層
１００ｅ３，１００ｆ３ 第３層
１０１～１０３ 共振器
１０６ 貫通孔
１１１，１１１ａ，１１１ｂ リング部材
１１２ 誘電体
Ｓ 処理空間
ＷＰ 被処理体
１０，１０ａ～１０ｅ 装置本体
１１ 制御装置
１２ 処理容器
１２ａ 側壁
１４ ステージ
１６ ＲＦ電源
１９ 支持部材
２０，２０ｂ 誘電体窓
２０ａ 下面
３０～３３ アンテナ
３２ａ，３３ａ コア
３８ ガス供給部
１００，１００ａ～１００ｇ 共振器配列構造体
１００ｃ１，１００ｄ１，１００ｅ１，１００ｆ１ 第１層
１００ｃ２，１００ｄ２，１００ｅ２，１００ｆ２ 第２層
１００ｅ３，１００ｆ３ 第３層
１０１～１０３ 共振器
１０６ 貫通孔
１１１，１１１ａ，１１１ｂ リング部材
１１２ 誘電体
Ｓ 処理空間
ＷＰ 被処理体
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】