JP2001284238A - Electromagnetic wave transmission device, electromagnetic wave resonance device, plasma processing device, exposure system, and device manufacturing method - Google Patents

Electromagnetic wave transmission device, electromagnetic wave resonance device, plasma processing device, exposure system, and device manufacturing method

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JP2001284238A
JP2001284238A JP2000099837A JP2000099837A JP2001284238A JP 2001284238 A JP2001284238 A JP 2001284238A JP 2000099837 A JP2000099837 A JP 2000099837A JP 2000099837 A JP2000099837 A JP 2000099837A JP 2001284238 A JP2001284238 A JP 2001284238A
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electromagnetic wave
dielectric block
waveguide
resonance
sealing means
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JP2000099837A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadahiro Omi
忠弘 大見
Hisakuni Shinohara
壽邦 篠原
Masaki Hirayama
昌樹 平山
Kiwamu Takehisa
究 武久
Takashi Ito
貴志 伊藤
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electromagnetic resonance device small in dead space, simple in structure, capable of preventing sealing members from being deformed, hardened, and damaged by protecting them against microwaves. SOLUTION: An electromagnetic resonance device is equipped with dielectric blocks 12 and 11, a dielectric block 13 provided with a mounting flange, a holding member 15 which holds the dielectric block 12 and is provided with a terminating face 26 which terminates as leakage electromagnetic waves, and a sealing means 20 provided between the flange of the dielectric block 13 and the holding member 14. Provided that the guide wavelength of microwaves is represented by λg, the electric length of a homogenized line 23 is set as an integer times as long as λg/2, an electric length between the sealing member 20 and the terminating face 26 is set as an even number times as long as λg/4, and an electric length between the homogenized line 23 and the terminating face 26 is set as an even number times as long as λg/4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、大気雰囲気側に設
けられた導波手段からガス雰囲気側へと延びる伝送導波
路に沿って電磁波を伝送する電磁波共振装置や、大気雰
囲気側に設けられた導波手段からガス雰囲気側へと延び
る共振導波路で電磁波を共振させる電磁波共振装置に関
する。また、このような電磁波共振装置を含んだプラズ
マ処理装置、露光装置に関する。さらに、このようなプ
ラズマ処理装置と露光装置とを利用したデバイスの製造
方法に関する。尚、本明細書では、電磁波の伝播路に沿
って誘電体も考慮した長さを電気長と称している。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic wave resonance device for transmitting an electromagnetic wave along a transmission waveguide extending from a waveguide means provided on the atmosphere side to a gas atmosphere side, and provided on an atmosphere side. The present invention relates to an electromagnetic wave resonance device that resonates an electromagnetic wave with a resonance waveguide extending from a waveguide unit to a gas atmosphere side. The invention also relates to a plasma processing apparatus and an exposure apparatus including such an electromagnetic wave resonance device. Further, the present invention relates to a device manufacturing method using such a plasma processing apparatus and an exposure apparatus. In this specification, the length along the propagation path of the electromagnetic wave in consideration of the dielectric is referred to as an electrical length.

【0002】[0002]

【従来の技術】マイクロ波を利用するプラズマ処理装置
等では、マイクロ波の供給用の導波管の一部に誘電体板
を用いたシール用のフランジ等を用いるシール方式が多
用されている。このプラズマ処理装置等には、マイクロ
波は通す一方、真空は封止する導入窓の設置が必須とさ
れている。この導入窓は通常絶縁体の一種であるセラミ
ックス・テフロン(登録商標)等を用いるため、チャン
バのフレームとの境界では、フッ素系ゴム等を用いたO
リング等の比較的軟らかい材質の部材を用いたシールが
必ず行われる。このようなプラズマ処理装置は、特に超
微細加工及び高清浄処理が求められる半導体産業におい
て、CVDや直接酸化・窒化等に応用されている。
2. Description of the Related Art In a plasma processing apparatus using microwaves, a sealing method using a sealing flange using a dielectric plate as a part of a waveguide for supplying microwaves is frequently used. It is essential that the plasma processing apparatus and the like be provided with an introduction window that allows microwaves to pass while vacuum is sealed. Since this introduction window usually uses ceramics Teflon (registered trademark) or the like, which is a kind of insulator, the boundary between the chamber and the frame of the chamber is made of O using fluorine-based rubber or the like.
Sealing is always performed using a relatively soft material such as a ring. Such a plasma processing apparatus is applied to CVD, direct oxidation / nitridation, and the like, particularly in the semiconductor industry where ultra-fine processing and high clean processing are required.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
シール方式では、シール部材の保護のためにフランジを
導波管よりも大きく設計する必要があったために、装置
の大型化を避けれずにデッドスペースが大きくなってし
まう。また、マイクロ波の導入窓以外の部位でもシール
が必要であると共に、チャンバに至る全ての導波管に対
してリークフリー構造にする必要があるため、装置の構
造が複雑になってしまう。
However, in the conventional sealing method, it is necessary to design the flange larger than the waveguide in order to protect the sealing member. Becomes large. In addition, a seal is required at a portion other than the microwave introduction window, and a leak-free structure must be provided for all waveguides leading to the chamber, which complicates the structure of the device.

【0004】さらに、フランジはOリング等に対するマ
イクロ波からの保護が不完全であり、特に、マイクロ波
の供給用の導波管等が共振系を構成する場合には、シー
ル部材に対するマイクロ波からの保護が困難であった。
従って、シール部材は通常マイクロ波の照射に弱いこと
から、マイクロ波に照射されたシール部材から微小粉塵
や蒸発ガスが放射されたり、Oリング等がマイクロ波に
照射されて変形・硬化・破損等の形而変化を誘発するこ
とがあった。
Further, the flange is not completely protected from microwaves against the O-ring and the like. In particular, when the waveguide for supplying the microwaves constitutes a resonance system, the flange does not protect the seal member from the microwaves. Was difficult to protect.
Therefore, since the sealing member is usually weak to microwave irradiation, minute dust and evaporative gas are radiated from the sealing member irradiated with microwave, and the O-ring and the like are irradiated with microwave to deform, harden, break, etc. May induce metamorphosis.

【0005】特に、半導体生産に使用されるチャンバは
高真空度・高清浄度であることが要求されるため、従来
のシール方式を採用することにより、マイクロ波に照射
されたシール部材から放射された微小粉塵や蒸発ガスに
チャンバ内が汚染されてしまうという問題があった。ま
た、シール部材がマイクロ波に照射されて変形・硬化す
ることにより、長期信頼性に影響を与えてしまうという
問題があった。さらに、シール部材がマイクロ波に照射
されて破損することにより、真空の破れ、特種ガスの漏
洩事故の発生、生産ライン全体の停止等を招いてしまう
という問題があった。従って、ラインの停止が多大な損
害を生む半導体産業では、マイクロ波を利用するプラズ
マ処理装置のシール耐久性や安全性の向上が望まれてい
る。
In particular, since a chamber used for semiconductor production is required to have a high degree of vacuum and a high degree of cleanliness, a conventional sealing method is used to radiate a microwave from a sealing member irradiated with microwaves. There is a problem that the inside of the chamber is contaminated by the minute dust and evaporative gas. In addition, there is a problem that long-term reliability is affected by the deformation and hardening of the seal member by being irradiated with microwaves. Further, there is a problem in that the breakage of the seal member due to the irradiation of the microwave causes breakage of the vacuum, occurrence of a special gas leakage accident, and shutdown of the entire production line. Therefore, in the semiconductor industry, where stopping the line causes a great deal of damage, it is desired to improve the sealing durability and safety of the plasma processing apparatus using microwaves.

【0006】同様に、フッ素等の極めて活性なガスを用
い、極めて不純物に対する感度が高いエキシマレーザの
ようなレーザ光源に対して従来のシール方式を採用した
場合には、高清浄等の必要な性能や耐久性を満たすこと
ができなかった。
Similarly, when an extremely active gas such as fluorine is used and a conventional sealing method is employed for a laser light source such as an excimer laser which is extremely sensitive to impurities, the required performance such as high cleanliness is required. And durability could not be met.

【0007】上記事情に鑑みて、本発明は、デッドスペ
ースが小さく、装置の構造が簡単であると共に、マイク
ロ波からシール部材を電磁波から保護してシール部材の
変形・硬化・破損を防止できる電磁波伝送装置、電磁波
共振装置を提供することを目的とする。また、本発明
は、高清浄性を有すると共に、耐久性・安全性の向上を
図ることができるプラズマ処理装置、露光装置を提供す
ることを目的とする。さらに、デバイスの生産工程が改
善されて生産性を向上することができるデバイス製造方
法を提供することを目的とする。
In view of the above circumstances, the present invention provides an electromagnetic wave which has a small dead space, has a simple device structure, and protects the seal member from electromagnetic waves from microwaves to prevent deformation, hardening and breakage of the seal member. It is an object to provide a transmission device and an electromagnetic wave resonance device. Another object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus and an exposure apparatus which have high cleanliness and can improve durability and safety. Further, it is another object of the present invention to provide a device manufacturing method capable of improving productivity by improving a device production process.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の電磁波伝送装置は、大気雰囲気側に設けら
れた導波手段からガス雰囲気側へと延びる伝送導波路に
沿って電磁波を伝送する電磁波伝送装置であって、大気
雰囲気側に配置され、伝送導波路の一部を形成する第1
の誘電体ブロックと、ガス雰囲気側に配置され、伝送導
波路の一部を形成する第2の誘電体ブロックと、第1の
誘電体ブロックと第2の誘電体ブロックとの間に配置さ
れ、伝送導波管路の一部を形成する部分と、取り付け用
のフランジ部とを有する第3の誘電体ブロックと、第1
の誘電体ブロックを保持すると共に、伝送導波路から漏
洩する電磁波を終端する終端面を有する第1の保持部材
と、第2の誘電体ブロックを保持する第2の保持部材
と、第3の誘電体ブロックのフランジ部と第2の保持部
材との間に設けられたシール手段とを具備しており、電
磁波の管内波長をλgで表わすとき、シール手段と終端
面との間の電気長がλg/4の偶数倍に設定されてお
り、伝送導波路と終端面との間の電気長がλg/4の偶
数倍に設定されている。
In order to solve the above problems, an electromagnetic wave transmission device according to the present invention transmits an electromagnetic wave along a transmission waveguide extending from a waveguide means provided on the atmosphere side to a gas atmosphere side. An electromagnetic wave transmission device, which is disposed on the atmosphere side and forms a part of a transmission waveguide.
A second dielectric block disposed on the gas atmosphere side and forming a part of the transmission waveguide, and disposed between the first dielectric block and the second dielectric block; A third dielectric block having a portion forming a part of the transmission waveguide, and a mounting flange portion;
A first holding member that holds the dielectric block of FIG. 1 and has a termination surface that terminates electromagnetic waves leaking from the transmission waveguide, a second holding member that holds the second dielectric block, and a third dielectric member. flange body block and is provided with a sealing means provided between the second holding member, when representing the guide wavelength of an electromagnetic wave at lambda g, the electrical length between the sealing means and the end surface It is set to an even multiple of λ g / 4, and the electrical length between the transmission waveguide and the termination surface is set to an even multiple of λ g / 4.

【0009】上記発明によれば、デッドスペースを小さ
くできると共に、構造を簡単にできる。また、シール手
段と終端面との間の電気長がλg/4の偶数倍に設定さ
れているので、シール手段に照射される電磁波の電界強
度が最小となって、シール手段での誘電損失を抑制で
き、シール手段での微小粉塵・蒸発ガスの発生、シール
部材の変形・硬化・破損を防止できる。さらに、伝送導
波路と終端面との間の電気長がλg/4の偶数倍に設定
されているので、電磁波が伝送導波路から終端面に漏れ
るのを防止できる。
According to the present invention, the dead space can be reduced and the structure can be simplified. Further, since the electrical length between the sealing means and the terminal surface is set to an even multiple of λ g / 4, the electric field intensity of the electromagnetic wave applied to the sealing means is minimized, and the dielectric loss in the sealing means is reduced. And generation of fine dust and evaporative gas in the sealing means and deformation, hardening and breakage of the sealing member can be prevented. Furthermore, since the electrical length between the transmission waveguide and the termination surface is set to an even multiple of λ g / 4, it is possible to prevent electromagnetic waves from leaking from the transmission waveguide to the termination surface.

【0010】上記発明においては、第1及び第2の保持
部材間の境界面と終端面との間の電気長がλg/4の奇
数倍に設定されていることが好ましい。この場合には、
電磁波が第1及び第2の保持部材間の境界面に沿って外
部に漏れるのを防止できる。
In the above invention, it is preferable that the electrical length between the boundary surface between the first and second holding members and the terminal surface is set to an odd multiple of λ g / 4. In this case,
Electromagnetic waves can be prevented from leaking to the outside along the boundary between the first and second holding members.

【0011】また、上記発明においては、第3の誘電体
ブロックのフランジ部と第1の保持部材との間に設けら
れた第2のシール手段であって、終端面との間の電気長
がλ g/4の偶数倍に設定された第2のシール手段と、
第1及び第2の保持部材間に設けられた第3のシール手
段とをさらに具備することが好ましい。この場合には、
第1及び第2のシール手段により、ガス雰囲気と大気雰
囲気が隔離されているため、一方のシール手段が破損し
た場合であっても、他方のシール手段によりシール性を
維持できる。また、第3のシール手段により、第1及び
第2の保持部材間の境界面でのガス漏れ・大気浸入を防
止できる。
Further, in the above invention, the third dielectric material
Provided between the flange portion of the block and the first holding member.
The second sealing means, wherein the electrical length between the second sealing means and the terminal surface.
Is λ gSecond sealing means set to an even multiple of / 4,
A third sealing hand provided between the first and second holding members
Preferably, the method further comprises a step. In this case,
A gas atmosphere and an air atmosphere are provided by the first and second sealing means.
One of the sealing means is broken due to the enclosed air.
The sealing performance is improved by the other sealing means.
Can be maintained. In addition, the first and the second seal means can be used.
Prevents gas leakage and air intrusion at the boundary between the second holding members
Can be stopped.

【0012】以上の発明においては、電磁波の一例とし
てマイクロ波を利用できる。
In the above invention, a microwave can be used as an example of the electromagnetic wave.

【0013】また、本発明の電磁波共振装置は、大気雰
囲気側に設けられた導波手段からガス雰囲気側へと延び
る共振導波路で電磁波を共振させる電磁波共振装置であ
って、大気雰囲気側に配置され、共振導波路の一部を形
成する第1の誘電体ブロックと、ガス雰囲気側に配置さ
れ、共振導波路の一部を形成する第2の誘電体ブロック
と、第1の誘電体ブロックと第2の誘電体ブロックとの
間に配置され、共振導波路の一部を形成する部分と、取
り付け用のフランジ部とを有する第3の誘電体ブロック
と、第1の誘電体ブロックを保持すると共に、共振導波
路から漏洩する電磁波を終端する終端面を有する第1の
保持部材と、第2の誘電体ブロックを保持する第2の保
持部材と、第3の誘電体ブロックのフランジ部と第2の
保持部材との間に設けられたシール手段とを具備してお
り、電磁波の管内波長をλgで表わすとき、共振導波路
の電気長がλg/2の整数倍に設定されており、シール
手段と前記終端面との間の電気長がλg/4の偶数倍に
設定されており、共振導波路と前記終端面との間の電気
長がλg/4の偶数倍に設定されている。
Further, the electromagnetic wave resonance device of the present invention is an electromagnetic wave resonance device for resonating an electromagnetic wave with a resonance waveguide extending from the waveguide means provided on the atmosphere side to the gas atmosphere side, and is arranged on the atmosphere side. A first dielectric block forming a part of the resonant waveguide, a second dielectric block disposed on the gas atmosphere side and forming a part of the resonant waveguide, and a first dielectric block. A third dielectric block that is disposed between the second dielectric block and forms a part of the resonant waveguide, has a mounting flange, and holds the first dielectric block. In addition, a first holding member having a termination surface for terminating an electromagnetic wave leaking from the resonance waveguide, a second holding member for holding the second dielectric block, a flange portion of the third dielectric block, and a second holding member. Between the two holding members It has and a vignetting sealing means, when representing the guide wavelength of an electromagnetic wave at lambda g, resonant electrical length of the waveguide is set to an integral multiple of lambda g / 2, and the sealing means and the end face Is set to an even multiple of λ g / 4, and the electrical length between the resonant waveguide and the termination surface is set to an even multiple of λ g / 4.

【0014】上記発明によれば、デッドスペースを小さ
くできると共に、構造を簡単にできる。また、シール手
段と終端面との間の電気長がλg/4の偶数倍に設定さ
れているので、シール手段に照射される電磁波の電界強
度が最小となって、シール手段での誘電損失を抑制で
き、シール手段での微小粉塵・蒸発ガスの発生、シール
部材の変形・硬化・破損を防止できる。さらに、伝送導
波路と終端面との間の電気長がλg/2の整数倍に設定
されているので、電磁波が伝送導波路から終端面に漏れ
るのを防止できる。
According to the present invention, the dead space can be reduced and the structure can be simplified. Further, since the electrical length between the sealing means and the terminal surface is set to an even multiple of λ g / 4, the electric field intensity of the electromagnetic wave applied to the sealing means is minimized, and the dielectric loss in the sealing means is reduced. And generation of fine dust and evaporative gas in the sealing means and deformation, hardening and breakage of the sealing member can be prevented. Furthermore, since the electrical length between the transmission waveguide and the termination surface is set to an integral multiple of λ g / 2, it is possible to prevent electromagnetic waves from leaking from the transmission waveguide to the termination surface.

【0015】上記発明においては、第1及び第2の保持
部材間の境界面と終端面との間の電気長がλg/4の奇
数倍に設定されていることが好ましい。この場合には、
電磁波が第1及び第2の保持部材間の境界面に沿って外
部に漏れるのを防止できる。
In the above invention, it is preferable that the electrical length between the boundary surface between the first and second holding members and the terminal surface is set to an odd multiple of λ g / 4. In this case,
Electromagnetic waves can be prevented from leaking to the outside along the boundary between the first and second holding members.

【0016】また、上記発明においては、共振導波路の
一方の終端面と第3の誘電体ブロックとの間の電気長が
λg/4の奇数倍に設定されており、共振導波路の他方
の終端面と第3の誘電体ブロックとの間の電気長がλg
/4の奇数倍に設定されていることが好ましい。この場
合にも、電磁波が伝送導波路から終端面に漏れるのを防
止できる。
In the above invention, the electric length between one end surface of the resonant waveguide and the third dielectric block is set to an odd multiple of λ g / 4, and the other end of the resonant waveguide is set. The electrical length between the end surface of the third dielectric block and the third dielectric block is λ g
It is preferably set to an odd multiple of / 4. Also in this case, it is possible to prevent the electromagnetic wave from leaking from the transmission waveguide to the terminal surface.

【0017】さらに、上記発明においては、第3の誘電
体ブロックのフランジ部と第1の保持部材との間に設け
られた第2のシール手段であって、終端面との間の電気
長がλg/4の偶数倍に設定された第2のシール手段
と、第1及び第2の保持部材間に設けられた第3のシー
ル手段とをさらに具備することが好ましい。この場合に
は、第1及び第2のシール手段により、ガス雰囲気と大
気雰囲気が隔離されているため、一方のシール手段が破
損した場合であっても、他方のシール手段によりシール
性を維持できる。また、第3のシール手段により、第1
及び第2の保持部材間の境界面でのガス漏れ・大気浸入
を防止できる。
Further, in the above invention, the second sealing means provided between the flange portion of the third dielectric block and the first holding member, wherein the electrical length between the second sealing means and the terminal surface is reduced. It is preferable to further include second sealing means set to an even multiple of λ g / 4, and third sealing means provided between the first and second holding members. In this case, the gas atmosphere and the air atmosphere are isolated by the first and second sealing means, so that even if one of the sealing means is broken, the sealing performance can be maintained by the other sealing means. . Also, the first sealing means can
In addition, gas leakage and air intrusion at the boundary between the second holding members can be prevented.

【0018】以上の発明においては、電磁波の一例とし
てマイクロ波を利用できる。
In the above invention, a microwave can be used as an example of the electromagnetic wave.

【0019】さらに、本発明のプラズマ処理装置は、上
記発明の電磁波共振装置と、電磁波共振装置内に電磁波
を導入するアンテナ手段と、共振した電磁波によりプラ
ズマを発生し、プラズマを利用した基板表面処理が行わ
れるプラズマチャンバとを具備する。
Further, the plasma processing apparatus according to the present invention includes an electromagnetic wave resonance device according to the above invention, an antenna means for introducing an electromagnetic wave into the electromagnetic wave resonance device, and a substrate surface treatment utilizing plasma which generates plasma by the resonated electromagnetic wave. And a plasma chamber in which is performed.

【0020】また、本発明の露光装置は、レーザを放射
するレーザ光源と、レーザ光源から放射されたレーザを
所望のパターンが形成されたレチクルに照明する照明光
学系と、レチクルを透過してパターン化された光を基板
上に結像させる投影光学系と、基板を保持して固定する
手段とを具備しており、レーザ光源は、上記発明の電磁
波共振装置と、電磁波共振装置内に電磁波を導入するア
ンテナ手段と、共振した電磁波によりプラズマを発生
し、プラズマを利用してレーザ光を励起するレーザチャ
ンバと、レーザチャンバの前後でレーザ光を共振させる
共振系とを具備する。
Further, the exposure apparatus of the present invention comprises a laser light source for emitting a laser, an illumination optical system for illuminating a laser emitted from the laser light source on a reticle on which a desired pattern is formed, And a means for holding and fixing the substrate, wherein the laser light source is an electromagnetic wave resonator of the invention, and an electromagnetic wave is emitted into the electromagnetic wave resonator. The apparatus includes an antenna unit to be introduced, a laser chamber that generates plasma by resonating electromagnetic waves and excites laser light using the plasma, and a resonance system that resonates the laser light before and after the laser chamber.

【0021】上記発明においては、レーザ光源としてエ
キシマレーザ光源を利用できる。
In the above invention, an excimer laser light source can be used as the laser light source.

【0022】さらに、本発明のデバイス製造方法は、上
記発明のプラズマ処理装置を用いて基板に表面処理を施
す工程を含む。
Further, the device manufacturing method of the present invention includes a step of subjecting a substrate to a surface treatment using the plasma processing apparatus of the present invention.

【0023】また、本発明のデバイス製造方法は、上記
発明の露光装置を用いて基板に露光処理を施す工程を含
む。
Further, a device manufacturing method of the present invention includes a step of subjecting a substrate to exposure processing using the exposure apparatus of the present invention.

【0024】[0024]

【発明の実施形態】先ず、金属板で終端された導波路内
におけるマイクロ波の伝播特性について説明する。尚、
導波路内におけるマイクロ波の伝播特性は3次元的であ
り極めて複雑であることから、本質的に等価な分布定数
回路に代えて説明を進める。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the propagation characteristics of microwaves in a waveguide terminated with a metal plate will be described. still,
Since the propagation characteristics of the microwave in the waveguide are three-dimensional and extremely complicated, the description will proceed instead of an essentially equivalent distributed constant circuit.

【0025】負荷で終端された分布定数回路の入力イン
ピーダンスZinは、以下の数式(1)により与えられ
る。 Zin/Z0={(Z+Z0tanh(γL)}/{(Z0+Ztanh(γ L)}・・・(1) ここで、 Z:負荷のインピーダンス Z0:分布定数回路の特性インピーダンス γ:伝播定数 L:分布定数回路の長さ を表わしている。
The input impedance Z in of the distributed constant circuit terminated by the load is given by the following equation (1). Z in / Z 0 = {(Z + Z 0 tanh (γL)} / {(Z 0 + Z tanh (γ L)} (1) where Z: load impedance Z 0 : characteristic impedance of distributed constant circuit : Propagation constant L: Length of distributed constant circuit

【0026】負荷が金属板である場合には、インピーダ
ンスZが0であることから、入力インピーダンスZ
inは、γ=iβ(i:虚数単位、β:位相定数)と仮定
すると、以下の数式(2)により与えられる。 Zin=iZ0tan(βL)・・・(2) 数式(2)から分かるように、βLがπ/2の整数倍に
等しい値をとる毎に、入力インピーダンスZinが0又は
∞の値を交互にとることとなる。即ち、任意の自然数を
Nと表わすとき、 βL=(2N−1)π/2のとき、Zin=∞・・・(3) βL=2Nπ/2のとき、Zin=0・・・(4)
When the load is a metal plate, since the impedance Z is 0, the input impedance Z
in is given by the following equation (2), assuming that γ = iβ (i: imaginary unit, β: phase constant). Z in = iZ 0 tan (βL) (2) As can be seen from Expression (2), every time βL takes a value equal to an integral multiple of π / 2, the input impedance Z in becomes a value of 0 or ∞. Are alternately taken. That is, when an arbitrary natural number is represented by N, when βL = (2N−1) π / 2, Z in = ∞ (3) When βL = 2Nπ / 2, Z in = 0 ( 4)

【0027】従って、数式(3)、(4)から分かるよ
うに、金属板で終端された分布定数回路を入力側から見
たとき、その入力インピーダンスZinの値を0(短絡状
態)又は∞(開放状態)のいずれかに設定できることと
なる。この場合の位相定数βを波長λで書き替えると、
以下の数式(5)が導かれる。 L=Nπ/2β=λ/2π・Nπ/2=Nλ/4・・・(5)
Therefore, as can be seen from equations (3) and (4), when the distributed constant circuit terminated by the metal plate is viewed from the input side, the value of the input impedance Z in is set to 0 (short-circuit state) or ∞. (Open state). Rewriting the phase constant β in this case with the wavelength λ,
The following equation (5) is derived. L = Nπ / 2β = λ / 2π · Nπ / 2 = Nλ / 4 (5)

【0028】以上の考察から分かるように、金属板で終
端された分布定数回路の長さを4分の1波長おきに変化
させると、その分布定数回路に接続された部位のインピ
ーダンスを0又は∞に設定できることとなる。ここで、
接続部位のインピーダンスが0となるとき、電界が最小
値をとる一方、電流は最大値をとる。一方、接続部位の
インピーダンスが∞となるとき、電界が最大値をとる一
方、電流は最小値をとる。
As can be seen from the above considerations, when the length of the distributed constant circuit terminated by the metal plate is changed every quarter wavelength, the impedance of the portion connected to the distributed constant circuit becomes 0 or ∞. It can be set to. here,
When the impedance of the connection portion becomes 0, the electric field takes a minimum value, while the current takes a maximum value. On the other hand, when the impedance of the connection portion becomes ∞, the electric field takes the maximum value, while the current takes the minimum value.

【0029】従って、金属板で終端された導波路内を伝
播するマイクロ波の管内波長をλgで表わすとき、導波
路内の電界は、終端面から電気長がλg/4の奇数倍と
なる位置で最大値をとる一方、終端面から電気長がλg
/4の偶数倍となる位置で最小値をとることとなる。ま
た、導波路表面の電流は、終端面から電気長がλg/4
の奇数倍となる位置で最小値をとる一方、終端面から電
気長がλg/4の偶数倍となる位置で最大値をとること
となる。
Therefore, when the guide wavelength of the microwave propagating in the waveguide terminated by the metal plate is represented by λ g , the electric field in the waveguide is an odd multiple of λ g / 4 of the electric length from the termination surface. While the electrical length is λ g
The minimum value is taken at a position that is an even multiple of / 4. In addition, the electric current on the waveguide surface has an electric length of λ g / 4
The minimum value is obtained at a position where the electrical length is an odd multiple of, and the maximum value is obtained at a position where the electrical length is an even multiple of λ g / 4 from the terminal surface.

【0030】次に、マイクロ波が誘電体内を伝播する際
の誘電損失について説明する。一般的な誘電体内での誘
電損失Pは、以下の数式(6)により与えられる。 P=ωεE2tanδ/2・・・(6) ここで、 ε:誘電体の誘電率 E:マイクロ波の電界強度 ω:マイクロ波の角周波数 δ:損失角 を表わしている。
Next, the dielectric loss when the microwave propagates through the dielectric will be described. The dielectric loss P in a general dielectric is given by the following equation (6). P = ωεE 2 tan δ / 2 (6) where ε: dielectric constant of dielectric E: microwave electric field strength ω: angular frequency of microwave δ: loss angle

【0031】従って、数式(6)から分かるように、誘
電体の誘電率ε、誘電体での損失係数tanδ、マイク
ロ波の電界強度Eを下げることにより、誘電体内での誘
電損失Pを抑制できる。特に、誘電体内での誘電損失P
はマイクロ波の電界強度Eの2乗に比例することから、
マイクロ波の電界強度Eを下げることにより、誘電体で
の誘電損失Pを最も効果的に抑制できることとなる。
Therefore, as can be seen from Equation (6), the dielectric loss P in the dielectric can be suppressed by lowering the dielectric constant ε of the dielectric, the loss coefficient tan δ of the dielectric, and the electric field strength E of the microwave. . In particular, the dielectric loss P in the dielectric
Is proportional to the square of the microwave electric field strength E,
By reducing the electric field strength E of the microwave, the dielectric loss P in the dielectric can be suppressed most effectively.

【0032】以下、添付図面を参照しながら、本発明の
実施形態について説明する。先ず、図1を参照しなが
ら、本発明の第1の実施形態について説明する。図1
は、本発明の一実施形態に係るマイクロ波共振装置の概
略構成を中心に示している。図1に示すマイクロ波共振
装置10は、マイクロ波を利用してライン状のプラズマ
Pを発生させる装置であり、誘電体ブロック11、1
2、13、導体を加工した保持部材14、15を備えて
いる。このマイクロ波共振装置10は、例えば、プラズ
マを利用して基盤の表面処理を行うプラズマ処理装置
や、プラズマを利用してレーザ光を得る露光装置の構成
部品として利用される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG.
1 mainly shows a schematic configuration of a microwave resonator according to an embodiment of the present invention. The microwave resonance device 10 shown in FIG. 1 is a device that generates a line-shaped plasma P using microwaves.
2, 13 and holding members 14 and 15 formed by processing conductors. The microwave resonator 10 is used, for example, as a component of a plasma processing apparatus that performs surface treatment of a substrate using plasma or an exposure apparatus that obtains laser light using plasma.

【0033】誘電体ブロック11は誘電体ブロック13
の一面に接合しており、保持部材14に保持されてい
る。一方、誘電体ブロック12は誘電体ブロック13の
他面に接合しており、保持部材15に保持されている。
誘電体ブロック13は、互いに接した保持部材14、1
5に挟み込まれて保持されている。
The dielectric block 11 is a dielectric block 13
And is held by the holding member 14. On the other hand, the dielectric block 12 is joined to the other surface of the dielectric block 13 and is held by the holding member 15.
The dielectric block 13 includes the holding members 14, 1
5 and is held.

【0034】誘電体ブロック11、12は、誘電体ブロ
ック13を挟んでマイクロ波の共振導波路(均一化線
路)23を形成している。即ち、保持部材14を境にし
て上側の空間がガス雰囲気、下側の空間が大気雰囲気と
なっており、誘電体ブロック11が均一化線路23のガ
ス雰囲気側の部分、誘電体ブロック12が均一化線路2
3大気雰囲気側の部分、誘電体ブロック13の一部が均
一化線路23のガス雰囲気と大気雰囲気の境界部分とな
っている。尚、誘電体ブロック13の残りの部分は取り
付け用のフランジ部となっている。均一化線路23のz
軸方向の高さは、マイクロ波が均一化線路23内でz軸
方向に伝播して共振するように、λg/2の整数倍(図
1中では、λg/2の3倍)に設定されている。
The dielectric blocks 11 and 12 form a microwave resonant waveguide (uniform line) 23 with the dielectric block 13 interposed therebetween. That is, the space above the holding member 14 is a gas atmosphere, and the space below is the air atmosphere, and the dielectric block 11 is a portion of the homogenization line 23 on the gas atmosphere side, and the dielectric block 12 is a uniform gas atmosphere. Transmission line 2
(3) A part on the atmosphere side and a part of the dielectric block 13 is a boundary part between the gas atmosphere of the uniformizing line 23 and the atmosphere. The remaining part of the dielectric block 13 is a mounting flange. Z of the equalizing line 23
Axial height is to resonate propagates in the z-axis direction in microwave uniforming line within 23 (Among Figure 1, lambda g / 2 three times) an integral multiple of lambda g / 2 in Is set.

【0035】均一化線路23の一方の終端面24にはス
ロット17が設けられており、一方、均一化線路23の
他方の終端面25には複数個(図1中では、2個)のス
ロット18が設けられている。終端面24は保持部材1
4の一面の一部分、一方、終端面25は、保持部材15
と接したした保持部材16の一面の一部である。保持部
材16内には、H面アンテナ19が各スロット18と繋
がるように形成されている。このH面アンテナ19に
は、誘電体(例えば、アルミナ(比誘電率:9.8))
が充填されている。
A slot 17 is provided on one end surface 24 of the equalizing line 23, while a plurality of (two in FIG. 1) slots are provided on the other end surface 25 of the equalizing line 23. 18 are provided. The end surface 24 is the holding member 1
4, while the end surface 25 is provided on the holding member 15.
And a part of one surface of the holding member 16 in contact with the holding member 16. An H-plane antenna 19 is formed in the holding member 16 so as to be connected to each slot 18. The H-plane antenna 19 includes a dielectric (for example, alumina (relative permittivity: 9.8)).
Is filled.

【0036】マイクロ波は、H面アンテナ19から各ス
ロット18を通して均一化線路23内に導入される。均
一化線路23内に導入されたマイクロ波は、x軸方向の
波面を連続・均一に改変しながら伝播し、スロット17
を介して、x軸方向に延びるライン状のプラズマPを発
生させる。
Microwaves are introduced from the H-plane antenna 19 through each slot 18 into the equalizing line 23. The microwave introduced into the equalizing line 23 propagates while changing the wavefront in the x-axis direction continuously and uniformly, and
, A linear plasma P extending in the x-axis direction is generated.

【0037】保持部材15には、均一化線路23から漏
洩するマイクロ波を終端する終端面26を決定するため
に、溝29が形成されている。この溝29は、マイクロ
波を確実に終端するように、掘り込み、溶接・蝋付け等
により形成されている。従って、溝29と繋がる貫通孔
30を保持部材15に形成する場合には、マイクロ波の
カットオフ条件を満たすように溝29を形成する必要が
ある。尚、貫通孔30については後述する。
A groove 29 is formed in the holding member 15 in order to determine a termination surface 26 that terminates microwaves leaking from the uniformized line 23. The groove 29 is formed by digging, welding, brazing, or the like so as to reliably terminate the microwave. Therefore, when the through hole 30 connected to the groove 29 is formed in the holding member 15, it is necessary to form the groove 29 so as to satisfy the microwave cutoff condition. The through hole 30 will be described later.

【0038】そこで、本実施形態では、均一化線路23
の側面と終端面26との間の電気長がλg/4の偶数倍
(図1中では、λg/4の4倍)となるように、溝29
が保持部材15に形成されている。この場合、数式
(3)から分かるように、終端面26側から見た分岐面
27(破線)のインピーダンスが0となる。このとき、
終端面26側から見て、分岐面27が短絡されていると
見なすことができる。従って、マイクロ波の電界強度が
分岐面27で0となり、分岐面27が疑似金属板として
働くことから、マイクロ波が均一化線路23から誘電体
ブロック13のフランジ部へ漏れるのを抑制できる。
尚、分岐面27は、誘電体ブロック13において、均一
化線路23を形成する部分と、フランジ部との境界面で
ある。
Therefore, in this embodiment, the equalizing line 23
Even multiple (in FIG. 1, four times the lambda g / 4) electrical length of lambda g / 4 between the side surface and the end surface 26 of such a groove 29
Are formed on the holding member 15. In this case, as can be seen from Equation (3), the impedance of the branch surface 27 (broken line) as viewed from the terminal surface 26 is zero. At this time,
When viewed from the end surface 26 side, it can be considered that the branch surface 27 is short-circuited. Accordingly, the electric field intensity of the microwave becomes zero at the branch surface 27 and the branch surface 27 functions as a pseudo metal plate, so that leakage of the microwave from the uniformized line 23 to the flange portion of the dielectric block 13 can be suppressed.
Note that the branch surface 27 is a boundary surface between a portion of the dielectric block 13 forming the equalizing line 23 and the flange portion.

【0039】また、本実施形態では、各終端面24、2
5と誘電体ブロック13の中心位置との間の電気長がλ
g/4の奇数倍(図1中では、λg/4の3倍)に設定さ
れている。このため、終端面24、25側から見た分岐
面27でのインピーダンスが∞となる。このとき、終端
面24、25側から見て、分岐面27が開放されている
と見なすことができ、分岐面27周辺を流れる電流が0
となる。従って、マイクロ波が均一化線路23から誘電
体ブロック13のフランジ部に漏れるのを抑制できる。
尚、マイクロ波の伝送に用いられるマイクロ波伝送装置
の場合には、本段落の条件を考慮する必要はない。
In the present embodiment, each of the terminal surfaces 24, 2
5 and the electric length between the center position of the dielectric block 13 is λ
It is set to an odd multiple of g / 4 (three times of λg / 4 in FIG. 1). Therefore, the impedance at the branch surface 27 as viewed from the terminal surfaces 24 and 25 becomes ∞. At this time, when viewed from the end surfaces 24 and 25, it can be considered that the branch surface 27 is open, and the current flowing around the branch surface 27 is zero.
Becomes Therefore, leakage of the microwave from the uniformized line 23 to the flange portion of the dielectric block 13 can be suppressed.
In the case of a microwave transmission device used for microwave transmission, it is not necessary to consider the conditions in this paragraph.

【0040】保持部材14にはシール部材20が埋め込
まれており、ガス雰囲気中のガスがシール部材20の設
置位置で止められている。一方、保持部材15にはシー
ル部材21が埋め込まれており、大気雰囲気中の大気が
シール部材21の設置位置で止められている。尚、保持
部材15にはシール部材22も埋め込まれており、大気
雰囲気中の大気がシール部材22の設置位置でも止めら
れている。
A seal member 20 is embedded in the holding member 14, and the gas in the gas atmosphere is stopped at the installation position of the seal member 20. On the other hand, the seal member 21 is embedded in the holding member 15, and the air in the air atmosphere is stopped at the installation position of the seal member 21. Note that a seal member 22 is also embedded in the holding member 15, and the air in the air atmosphere is stopped even at the installation position of the seal member 22.

【0041】本発明では、シール部材20、21での微
小粉塵・蒸発ガス発生、シール部材20、21の変形・
硬化・破損を防止するために、マイクロ波の照射による
誘電損失を確実に抑制する必要がある。そこで、本実施
形態では、終端面26から電気長がλg/4の偶数倍
(図1中では、λg/4の2倍)となる位置に、シール
部材20、21が設置されている。このため、終端面2
6側から見たシール部材20、21の設置位置のインピ
ーダンスが0となる。このとき、終端面26側から見
て、シール部材20、21の設置位置が短絡されている
と見なすことができ、シール部材20、21に照射され
るマイクロ波の電界強度が0となる。従って、シール部
材20、21での誘電損失が0となり、シール部材2
0、21での微小粉塵・蒸発ガス発生、シール部材2
0、21の変形・硬化・破損を防止できる。
In the present invention, the generation of fine dust / evaporated gas at the sealing members 20 and 21 and the deformation and deformation of the sealing members 20 and 21
In order to prevent hardening and breakage, it is necessary to reliably suppress dielectric loss due to microwave irradiation. Therefore, in this embodiment, even multiple of the electrical length of lambda g / 4 from the end face 26 (in FIG. 1, two times of lambda g / 4) in a position, the sealing member 20, 21 is provided . Therefore, the end face 2
The impedance at the installation position of the seal members 20, 21 as viewed from the sixth side becomes zero. At this time, when viewed from the end surface 26 side, it can be considered that the installation positions of the seal members 20 and 21 are short-circuited, and the electric field intensity of the microwave applied to the seal members 20 and 21 becomes zero. Therefore, the dielectric loss in the seal members 20 and 21 becomes zero, and the seal member 2
Fine dust / evaporation gas generation at 0, 21; sealing member 2
0, 21 can be prevented from being deformed, hardened, or damaged.

【0042】実際には、シール部材が有限の大きさを持
つため、終端面26から電気長がλ g/4の偶数倍とな
る位置にシール部材20、21の全体を設置することは
不可能である。このため、実用的には、この位置を基準
とし、マイクロ波の電界分布を考慮してシール部材2
0、21を設置することにより、シール部材20、21
の全体に亘り照射されるマイクロ波の電界強度を最小レ
ベルまで抑制できる。従って、シール部材20、21で
の誘電損失を最小レベルまで抑制できる。
In practice, the sealing member has a finite size.
Therefore, the electrical length from the termination surface 26 is λ gEven number of / 4
To install the entirety of the sealing members 20 and 21
Impossible. For this reason, this position is practically
And the sealing member 2 in consideration of the electric field distribution of the microwave.
By installing 0 and 21, the sealing members 20 and 21 are provided.
The electric field strength of the microwave radiated over the entire
Can be suppressed to the bell. Therefore, in the sealing members 20 and 21,
Can be suppressed to the minimum level.

【0043】尚、シール部材20、21において、比誘
電率と損失係数の積が低いことが好ましい。詳細には、
シール部材20、21において、比誘電率と損失係数の
値が10-2以下であることが好ましく、10-3以下であ
ることがより好ましい。この場合には、数式(6)から
分かるように、シール部材20、21での誘電損失の発
生レベルをさらに−20〜−30dB程度にまで引き下
げることができる。尚、このような値を実現できる材質
としては、例えば、ポリスチレン、フッ素ゴム、テフロ
ン系ゴムが挙げられる
In the seal members 20 and 21, it is preferable that the product of the relative permittivity and the loss coefficient is low. For details,
In the sealing members 20 and 21, the values of the relative permittivity and the loss coefficient are preferably 10 −2 or less, more preferably 10 −3 or less. In this case, as can be seen from Expression (6), the level of occurrence of dielectric loss in the seal members 20 and 21 can be further reduced to about -20 to -30 dB. In addition, as a material that can realize such a value, for example, polystyrene, fluorine rubber, Teflon-based rubber can be given.

【0044】また、同時に、誘電体ブロック11〜13
の誘電損失も抑制する必要がある。従って、数式(6)
から分かるように、誘電体ブロック11、12、13の
材質としては、比給電率と損失係数の積が低くくなる素
材が好ましい。詳細には、誘電体ブロック11〜13の
材質としては、例えば、アルミナ、窒化アルミ、石英、
テフロンが好ましい。ところで、各誘電体ブロックはマ
イクロ波の共振系の一部を形成することから、誘電体ブ
ロック11〜13がマイクロ波を吸収して温度が上昇す
る虞れがある。従って、特に、誘電体ブロック11〜1
3の材質としては、熱伝導性の高い素材、例えば、アル
ミナ(熱伝導率:〜30[W/m・K])、窒化アルミ
(熱伝導率:〜160[W/m・K])が一層好まし
い。
At the same time, the dielectric blocks 11 to 13
Must also be suppressed. Therefore, equation (6)
As can be seen from the above, as the material of the dielectric blocks 11, 12, and 13, a material in which the product of the specific power supply rate and the loss coefficient is low is preferable. Specifically, as the material of the dielectric blocks 11 to 13, for example, alumina, aluminum nitride, quartz,
Teflon is preferred. By the way, since each dielectric block forms a part of the microwave resonance system, there is a possibility that the dielectric blocks 11 to 13 absorb the microwave and the temperature rises. Therefore, in particular, the dielectric blocks 11 to 1
Examples of the material 3 include materials having high thermal conductivity, for example, alumina (thermal conductivity: up to 30 [W / m · K]) and aluminum nitride (thermal conductivity: up to 160 [W / m · K]). More preferred.

【0045】尚、誘電体内を伝播しているマイクロ波の
管内波長は、通常、誘電体の比誘電率の平方項に反比例
する。このため、誘電体ブロックの材質により、誘電体
ブロックのサイズが概ね決定されてしまう。従って、誘
電体ブロックのサイズをコンパクトにする場合には、誘
電体ブロックの材質に高誘電率の素材を選ぶ必要があ
る。
The guide wavelength of the microwave propagating in the dielectric is usually inversely proportional to the square term of the dielectric constant of the dielectric. For this reason, the size of the dielectric block is generally determined by the material of the dielectric block. Therefore, in order to make the size of the dielectric block compact, it is necessary to select a material having a high dielectric constant for the material of the dielectric block.

【0046】ところで、ガス雰囲気と大気雰囲気の隔離
には、1個のシール部材でも十分にであるが、このシー
ル部材が破損してしまうと、ガス雰囲気と大気雰囲気の
隔離が失われてしまう。そこで、本実施形態では、2個
のシール部材を用いて、ガス雰囲気と大気雰囲気を2重
に隔離している。従って、仮に一方のシール部材がマイ
クロ波の照射等によって破損した場合でも、残りのシー
ル部材がガス雰囲気と大気雰囲気を隔離することから、
ガスが大気雰囲気に漏れたり、大気がガス雰囲気に侵入
するのを防止できる。
By the way, one seal member is sufficient to separate the gas atmosphere from the air atmosphere, but if the seal member is broken, the separation between the gas atmosphere and the air atmosphere is lost. Therefore, in the present embodiment, the gas atmosphere and the air atmosphere are doubly isolated by using two seal members. Therefore, even if one of the seal members is damaged by microwave irradiation or the like, the remaining seal members isolate the gas atmosphere from the air atmosphere.
It is possible to prevent the gas from leaking into the air atmosphere or the air from entering the gas atmosphere.

【0047】本実施形態のように複数個の誘電体ブロッ
クを保持するには、実用上、複数の保持部材を必要とす
る。従って、保持部材20、21の境界面28がマイク
ロ波の漏洩路となる虞れがある。この境界面28からマ
イクロ波が漏洩するのを防止する対策として、自由空間
でのマイクロ波の波長よりも十分に短いピッチ(例え
ば、自由空間でのマイクロ波の4分の1波長以下のピッ
チ)で導体ネジをシール部材22より大気側に設置し
て、境界面28に遮蔽効果を持たすことが考えられる。
しかしながら、この場合には、導体ネジの締め具合によ
り終端面(導体ネジ設置面若しくは保持部材20及び2
1の電気的な接触部)が変化してしまい、安定した性能
を得られないなどの弊害を招く虞れがある。
In order to hold a plurality of dielectric blocks as in this embodiment, a plurality of holding members are practically required. Therefore, there is a possibility that the boundary surface 28 between the holding members 20 and 21 becomes a microwave leakage path. As a measure to prevent microwaves from leaking from the boundary surface 28, a pitch sufficiently shorter than the wavelength of the microwaves in free space (for example, a pitch equal to or less than a quarter wavelength of the microwaves in free space) It is conceivable that a conductor screw is installed on the atmosphere side from the seal member 22 so that the boundary surface 28 has a shielding effect.
However, in this case, the terminal surface (the conductor screw installation surface or the holding members 20 and 2) depends on the degree of tightening of the conductor screw.
(I.e., the first electrical contact portion) may be changed, which may cause adverse effects such as inability to obtain stable performance.

【0048】そこで、本実施形態では、終端面26から
電気長がλg/4の奇数倍(図1中では、λg/4)とな
る位置に境界面28が設置されている。このため、終端
面26側から見た境界面28のインピーダンスが∞とな
る。このとき、終端面26側から見て、境界面28は開
放されていると見なすことができ、境界面28周辺を流
れる電流が最小となる。従って、マイクロ波が境界面2
8に沿って漏れるのを抑制できる。
[0048] Therefore, in this embodiment, odd multiple of the electrical length of lambda g / 4 from the end face 26 (in FIG. 1, lambda g / 4) interface 28 is installed in a position. Therefore, the impedance of the boundary surface 28 as viewed from the terminal surface 26 becomes ∞. At this time, when viewed from the end surface 26 side, the boundary surface 28 can be regarded as being open, and the current flowing around the boundary surface 28 is minimized. Therefore, the microwave is applied to the interface 2
8 can be prevented from leaking.

【0049】ここで、図2を参照しながら、保持部材1
5の溝29の形状のバリエーションについて説明する。
これまでは、均一化線路23の短端辺方向(y軸方向)
に対する溝29の形状を説明してきた。しかしながら、
均一化線路23の長端辺方向(x軸方向)に対して誘電
ブロック13を考慮すると、均一化線路23の3次元的
な導波特性により、溝29の形状に対して幾つかのバリ
エーションが考えられる。
Here, with reference to FIG.
The variation of the shape of the groove 29 of No. 5 will be described.
Until now, the short side direction of the uniformized line 23 (y-axis direction)
Have been described. However,
Considering the dielectric block 13 in the long end direction (x-axis direction) of the uniformized line 23, there are some variations in the shape of the groove 29 due to the three-dimensional waveguide characteristics of the uniformized line 23. Can be considered.

【0050】均一化線路23の長端辺方向(x軸方向)
に対する溝29の形状を、短端辺方向(y軸方向)と同
様に考えた場合、溝29の形状は、例えば、(a)、
(b)のようになる。即ち、均一化線路23の全側面に
対して溝29が設けられている。溝29は一般に掘り込
みで形成される。このため、溝29の四隅等を精度良く
加工することは難しい。従って、(a)に示す形状は、
溝29の四隅が丸くなっているため、(b)に示す形状
に比べて加工し易い。
Long end side direction (x-axis direction) of the uniformized line 23
When the shape of the groove 29 is considered in the same manner as in the short side direction (y-axis direction), the shape of the groove 29 is, for example, (a)
(B). That is, the grooves 29 are provided on all side surfaces of the uniformized line 23. The groove 29 is generally formed by digging. For this reason, it is difficult to process the four corners of the groove 29 with high accuracy. Therefore, the shape shown in FIG.
Since the four corners of the groove 29 are rounded, the processing is easier than the shape shown in FIG.

【0051】ところで、適正に設計された均一化線路2
3内を伝播するマイクロ波のモードは基本的にTE10
ードに近い。このため、均一化線路23の短端面(x軸
に垂直な面)をz軸方向に横切る電流はないことから、
マイクロ波のx軸方向に対する漏洩は起こり難い。従っ
て、溝29をy軸方向に対して設けることは必ずしも必
要でない。
By the way, a properly designed equalizing line 2
Microwave mode propagating in 3 basically close to the TE 10 mode. For this reason, there is no current crossing the short end surface (the surface perpendicular to the x-axis) of the uniformized line 23 in the z-axis direction.
Microwave leakage in the x-axis direction is unlikely. Therefore, it is not always necessary to provide the groove 29 in the y-axis direction.

【0052】そこで、このような場合には、溝29の形
状は、例えば、(c)、(d)のようになる。(d)で
は、保持部材15の、均一化線路23のx軸方向に対し
て同じ幅となる部位に、溝29が形成されている。従っ
て、(d)に示す形状は、(c)に示す形状に溝29を
形成した後、その溝29のx軸方向に対する両端部に金
属片等を埋めることで実現でき、(c)よりも精度の高
い加工を行うことができる。いずれにせよ、誘電体ブロ
ック13内でのマイクロ波の伝播特性を考慮して溝29
の形状を選ぶことにより、マイクロ波の漏洩が発生し難
い構造を実現できる。
In such a case, the shape of the groove 29 is, for example, as shown in (c) and (d). In (d), a groove 29 is formed in a portion of the holding member 15 having the same width in the x-axis direction of the uniformized line 23. Therefore, the shape shown in (d) can be realized by forming the groove 29 in the shape shown in (c), and then filling metal pieces or the like at both ends of the groove 29 in the x-axis direction. High-precision processing can be performed. In any case, the groove 29 is formed in consideration of the propagation characteristics of the microwave in the dielectric block 13.
By selecting the shape, it is possible to realize a structure in which microwave leakage hardly occurs.

【0053】尚、x軸方向に対して、誘電体ブロック1
3の端部と均一化線路の端部とが一致していないのは、
両者の間にシール部材20、21が設置されるためであ
る。従って、誘電体ブロック13と均一化線路23の間
隔が特定の値に等しくなると、マイクロ波の共振を起こ
して良好な漏洩防止効果を得ることができない場合があ
る。この場合には、上述の議論を適用して、両者の間隔
を決定すれば良い。
Note that, with respect to the x-axis direction, the dielectric block 1
The reason why the end of No. 3 does not match the end of the equalizing line is that
This is because the seal members 20, 21 are provided between the two. Therefore, if the distance between the dielectric block 13 and the equalizing line 23 becomes equal to a specific value, microwave resonance may occur and a good leakage prevention effect may not be obtained. In this case, the interval described above may be determined by applying the above-described discussion.

【0054】次に、本実施形態の具体例について説明す
る。尚、以下の諸数値は一例であって、本発明の範囲内
で様々な値に変更することができる。
Next, a specific example of this embodiment will be described. The following numerical values are merely examples, and can be changed to various values within the scope of the present invention.

【0055】この具体例では、マグネトロン(マイクロ
波発生器の一種)で発生したマイクロ波(2.45GH
z)をH面アンテナ19に導入した。H面アンテナ19
にマイクロ波を導入するための導波管の断面半径を10
0mm×50mmに設定した。この導波管内をマイクロ
波がTE10モードで伝播する。尚、負荷であるプラズ
マとの整合を取るために、電源保護用のアイソレータを
介してチューナを設置した。
In this specific example, a microwave (2.45 GHz) generated by a magnetron (a type of microwave generator) is used.
z) was introduced into the H-plane antenna 19. H-plane antenna 19
The cross-sectional radius of the waveguide for introducing microwave into the
It was set to 0 mm x 50 mm. Microwaves propagate in this waveguide in the TE10 mode. In addition, a tuner was installed via an isolator for protecting the power supply in order to match the load plasma.

【0056】H面アンテナ19内にアルミナ(比誘電
率:9.8)を充填した。従って、H面アンテナ19に
マイクロ波を導入するための導波管のサイズと、H面ア
ンテナ19内に充填されているアルミナの比誘電率とを
考慮して、H面アンテナ19の導波管内径を32mm×
16mmに設定した。尚、この具体例では導波管を縦横
等倍で縮尺したが、導波管を縦横変倍で縮尺しても良
い。また、200mmウエハ用のライン状プラズマ処理
装置に対応するように、H面アンテナ19のx軸方向の
内径を、マイクロ波の管内波長の5倍に等しい247m
mに設定した。
The H-plane antenna 19 was filled with alumina (relative permittivity: 9.8). Therefore, taking into account the size of the waveguide for introducing microwaves into the H-plane antenna 19 and the relative permittivity of alumina filled in the H-plane antenna 19, the waveguide of the H-plane antenna 19 is used. 32mm inside diameter
It was set to 16 mm. In this specific example, the waveguide is reduced in size in the vertical and horizontal directions, but the waveguide may be reduced in the vertical and horizontal directions. Further, the inner diameter of the H-plane antenna 19 in the x-axis direction is set to 247 m, which is equal to five times the guide wavelength of the microwave, so as to correspond to the line-shaped plasma processing apparatus for 200 mm wafer.
m.

【0057】誘電体ブロック11、12の材質には窒化
アルミ(比誘電率:8.8)を選び、均一化線路23の
サイズを248.4mm(x軸方向)×20.7mm
(y軸方向)×62.1mm(z軸方向)に設定した。
誘電体ブロック13の材質には窒化アルミ(比誘電率:
8.8)を選んで、耐圧5×105 Pa以上を確保
し、、誘電体ブロック13のz軸方向の厚さを5mmに
設定した。このため、自由空間波長近似で考えると、誘
電体ブロック13内を伝播するマイクロ波の4分の1管
内波長は10.35mmとなる。
Aluminum nitride (dielectric constant: 8.8) is selected as the material of the dielectric blocks 11 and 12, and the size of the uniformized line 23 is set to 248.4 mm (x-axis direction) × 20.7 mm.
(Y-axis direction) × 62.1 mm (z-axis direction).
The material of the dielectric block 13 is aluminum nitride (relative permittivity:
8.8), a withstand voltage of 5 × 10 5 Pa or more was secured, and the thickness of the dielectric block 13 in the z-axis direction was set to 5 mm. Therefore, considering the free space wavelength approximation, the quarter-wavelength of the microwave propagating in the dielectric block 13 is 10.35 mm.

【0058】従って、終端面26と分岐面27の電気長を
10.35mmと設定した。また、終端面26と各シー
ル部材20、21の電気長を20.70mmと設定し
た。さらに、各終端面24、25と分岐面27との電気長
を41.4mmと設定した。尚、貫通孔29の形状には
円柱状を選び、より確実なカットオフを実現するため、
自由空間でのマイクロ波の8分の1波長よりも小さい、
φ3mmに設定した。
Therefore, the electrical length of the terminal surface 26 and the branch surface 27 was set to 10.35 mm. The electrical length of the terminal surface 26 and each of the sealing members 20 and 21 was set to 20.70 mm. Further, the electrical length between each of the terminal surfaces 24 and 25 and the branch surface 27 was set to 41.4 mm. In addition, in order to realize a more reliable cut-off, a cylindrical shape is selected for the shape of the through hole 29.
Less than one-eighth wavelength of microwaves in free space,
φ3 mm was set.

【0059】このように設計したマイクロ波共振装置1
0とH面アンテナ19とを200mmウエハ用プラズマ
処理装置に含めてウエハの表面処理を行ったところ、マ
イクロ波の照射によるシール部材20、21の破損に起
因するリーク発生・ガス汚染等は発生しなかった。ま
た、真空引き中の排気特性が従来に比べて改善され、デ
ッドスペースが削減されるという効果が確認された。さ
らに、定格以上の大電力マイクロ波パルスを誘電体ブロ
ック13内に強制的に伝播させたところ、シール部材2
0、21の破損が生じたが、貫通孔30に繋がる監視系
がシール部材20、21の破損による圧力上昇を検出し
て、各種装置を緊急停止することが確認された。
The microwave resonator 1 thus designed
When the surface treatment of the wafer was performed by including the 0 and H-plane antennas 19 in the plasma processing apparatus for a 200 mm wafer, leak generation and gas contamination due to breakage of the seal members 20 and 21 due to microwave irradiation occurred. Did not. Further, it has been confirmed that the exhaust characteristics during evacuation are improved as compared with the conventional case, and the effect that dead space is reduced. Furthermore, when a high-power microwave pulse exceeding the rating was forcibly propagated into the dielectric block 13, the sealing member 2
Although the 0 and 21 were damaged, it was confirmed that the monitoring system connected to the through hole 30 detected an increase in pressure due to the damage of the seal members 20 and 21 and that the various devices were urgently stopped.

【0060】尚、これらのことは、200mmウエハ用
のライン状プラズマ処理装置と基本的原理が同じである
300mmウエハ用プラズマ処理装置、フラットパネル
用プラズマ処理装置に対応させた場合にも確認すること
ができた。
It should be noted that these facts should also be confirmed when the present invention is applied to a plasma processing apparatus for a 300 mm wafer and a plasma processing apparatus for a flat panel, which have the same basic principle as that of a linear plasma processing apparatus for a 200 mm wafer. Was completed.

【0061】従って、本実施形態によれば、デッドスペ
ースを小さくできると共に、構造を簡単にできる。ま
た、シール部材を電磁波から保護してシール部材での誘
電損失を抑制できるので、シール部材での微小粉塵・蒸
発ガスの発生、シール部材の変形・硬化・破損を防止で
きる。
Therefore, according to the present embodiment, the dead space can be reduced and the structure can be simplified. Further, since the seal member can be protected from electromagnetic waves and dielectric loss in the seal member can be suppressed, generation of fine dust and evaporative gas in the seal member, and deformation, hardening and breakage of the seal member can be prevented.

【0062】尚、本実施形態ではマイクロ波共振装置に
ついて説明したが、マイクロ波を伝送するマイクロ波伝
送装置に本実施形態を適用することによっても、本実施
形態と同様の効果を得ることができる。
Although the present embodiment has been described with respect to the microwave resonator, the same effect as that of the present embodiment can also be obtained by applying the present embodiment to a microwave transmission device for transmitting microwaves. .

【0063】次に、図3を参照しながら、本発明の第2
の実施形態について説明する。尚、以下、図1と共通の
要素には同じ符号を付して説明を省略する。図3は、マ
イクロ波の発生からプラズマを利用した基板表面処理に
至る装置群を示すブロック図を示している。図3に示す
プラズマ処理装置40は、H面アンテナ19、マイクロ
波共振装置10、プラズマチャンバ41を含んでいる。
このプラズマ処理装置40は、例えば、プラズマCVD
装置やプラズマPVD装置として利用される。
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
An embodiment will be described. Hereinafter, the same reference numerals are given to the same components as those in FIG. 1 and the description is omitted. FIG. 3 is a block diagram showing a group of devices from microwave generation to substrate surface treatment using plasma. The plasma processing apparatus 40 shown in FIG. 3 includes the H-plane antenna 19, the microwave resonator 10, and the plasma chamber 41.
The plasma processing apparatus 40 is, for example, a plasma CVD
It is used as a device or a plasma PVD device.

【0064】マイクロ波発生器(例えば、マグネトロ
ン、クライストロン、ジャイロトロン)42で発生した
マイクロ波は、導波管43、整合器44、導波管45を
通して、H面アンテナ19内に導入される。プラズマが
負荷である場合には、通常、プラズマの変動に伴いマイ
クロ波の負荷変動が発生する。そこで、本実施形態で
は、整合器44(例えば、3スタプチューナ、EーHチ
ューナ、4Eチューナ)が用いられている。
The microwave generated by the microwave generator (for example, magnetron, klystron, gyrotron) 42 is introduced into the H-plane antenna 19 through the waveguide 43, the matching unit 44, and the waveguide 45. When the plasma is a load, the load of the microwave usually fluctuates with the fluctuation of the plasma. Therefore, in the present embodiment, a matching unit 44 (for example, a three-stap tuner, an EH tuner, and a 4E tuner) is used.

【0065】H面アンテナ19内に到達したマイクロ波
は、マイクロ波共振装置10内に導入されて共振した
後、さらに、プラズマチャンバ41内に導入されてプラ
ズマを発生させる。このプラズマを利用して、プラズマ
チャンバ41内に設置された基板(図示せず)に表面処
理(例えば、プラズマ酸化、窒化)が施される。
The microwaves that have reached the H-plane antenna 19 are introduced into the microwave resonator 10 and resonate, and then further introduced into the plasma chamber 41 to generate plasma. Using this plasma, a substrate (not shown) provided in the plasma chamber 41 is subjected to a surface treatment (for example, plasma oxidation and nitridation).

【0066】従って、本実施形態によれば、第1の実施
形態のマイクロ波共振装置10を含んでいることから、
大気圧近辺での高密度プラズマに加え、マイクロ波に照
射されるという過酷な環境下でも、シール部材20、2
1(図1参照)から微細粉塵・蒸発ガス分が発生した
り、シール部材20、21が変形・硬化・破損するのが
防止される。このため、プラズマチャンバ41内のガス
は、不純物に汚染されることなく高純度に保たれる。従
って、プラズマ処理装置40の耐久性・安全性を向上で
きると共に、長寿命化を図ることができ、高速・高品質
な基板表面処理(例えば、基板上への成膜)を実現でき
る。
Therefore, according to the present embodiment, since the microwave resonator 10 of the first embodiment is included,
In addition to the high-density plasma near the atmospheric pressure, the sealing members 20, 2
1 (see FIG. 1) prevents generation of fine dust and evaporative gas, and prevents deformation, hardening, and breakage of the seal members 20, 21. Therefore, the gas in the plasma chamber 41 is maintained at a high purity without being contaminated by impurities. Therefore, the durability and safety of the plasma processing apparatus 40 can be improved, the service life can be extended, and high-speed and high-quality substrate surface treatment (for example, film formation on a substrate) can be realized.

【0067】次に、図4及び図5を参照しながら、本発
明の第3の実施形態について説明する。図4は、マイク
ロ波を利用してレーザを励起し放射するレーザ光源の概
略構成を示している。図5は、図4のレーザ光源を含ん
だ露光装置の概略構成を示している。図5に示す露光装
置50は、レーザ光源51、ミラー52、照明光学系5
3、マスクステージ54、投影光学系55、ウエハチャ
ック56、ウエハステージ57を含んでいる。この露光
装置50は、例えば、ステッパやスキャナとして利用さ
れる。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows a schematic configuration of a laser light source that excites and emits a laser using a microwave. FIG. 5 shows a schematic configuration of an exposure apparatus including the laser light source of FIG. An exposure apparatus 50 shown in FIG. 5 includes a laser light source 51, a mirror 52, and an illumination optical system 5.
3, a mask stage 54, a projection optical system 55, a wafer chuck 56, and a wafer stage 57. The exposure device 50 is used, for example, as a stepper or a scanner.

【0068】図4に示すように、レーザ光源51は、H
面アンテナ19、マイクロ波共振装置10、レーザチャ
ンバ58、部分反射鏡59、全反射鏡60を備えてい
る。このレーザ光源51は、エキシマレーザ光(例え
ば、KrFレーザ光、ArFレーザ光、F2 レーザ
光)を放射する光源として利用される。
As shown in FIG. 4, the laser light source 51
The surface antenna 19, the microwave resonator 10, the laser chamber 58, the partial reflecting mirror 59, and the total reflecting mirror 60 are provided. The laser light source 51 is used as a light source that emits excimer laser light (for example, KrF laser light, ArF laser light, F2 laser light).

【0069】レーザ光源51では、H面アンテナ19内
に到達したマイクロ波が、マイクロ波共振装置10内に
導入されて共振した後、さらに、レーザチャンバ58内
に導入される。このとき、レーザチャンバ58内には、
プラズマPが発生している。このプラズマPにマイクロ
波が照射されることにより、プラズマPの構成粒子が励
起し、さらに、励起した粒子が光学的遷移してレーザ光
Lを発生させる。
In the laser light source 51, the microwave arriving inside the H-plane antenna 19 is introduced into the microwave resonator 10 and resonates, and further introduced into the laser chamber 58. At this time, in the laser chamber 58,
Plasma P is being generated. When the plasma P is irradiated with microwaves, the constituent particles of the plasma P are excited, and the excited particles undergo optical transition to generate laser light L.

【0070】図5に示すように、レーザ光源51から放
射されたレーザ光は、ミラー42を経た後に照明光学系
53に導入され、レチクル61上に形成された所定の回
路パターンを透過する。レチクル61によりパターン化
された光は投影光学系55を介して縮小され、ウエハ6
2上に結像する。ウエハ62はウエハチャック56上に
吸着保持されており、ウエハチャック56は稼働機構
(図示せず)を有するウエハステージ57上に固定され
ている。
As shown in FIG. 5, the laser light emitted from the laser light source 51 is introduced into the illumination optical system 53 after passing through the mirror 42, and passes through a predetermined circuit pattern formed on the reticle 61. The light patterned by the reticle 61 is reduced via the projection optical system 55, and
2 is formed. The wafer 62 is held by suction on a wafer chuck 56, and the wafer chuck 56 is fixed on a wafer stage 57 having an operation mechanism (not shown).

【0071】尚、本実施形態では透過型のレチクルを利
用しているが、反射型のレチクルを利用しても良い。ま
た、本実施形態では縮小投影型の投影光学系を利用して
いるが、等倍投影型の投影光学系を利用しても良い。
In this embodiment, a transmission type reticle is used, but a reflection type reticle may be used. Further, in the present embodiment, the projection optical system of the reduction projection type is used, but a projection optical system of the same magnification projection type may be used.

【0072】レーザを発振する方式としては、パルス発
振方式と連続発振方式が知られている。特に、連続発振
方式は、狭帯域化・露光量制御が容易、パルス同期制御
が不要、レーザによるレンズ等の光学系の損傷が極めて
少ない一方、パルス発振方式以上に不純物に対して敏感
である。
As a method of oscillating a laser, a pulse oscillation method and a continuous oscillation method are known. In particular, the continuous oscillation method is easy in narrowing the band and controlling the exposure amount, does not require pulse synchronization control, and has very little damage to the optical system such as a lens by a laser.

【0073】しかしながら、レーザ光源51は、マイク
ロ波共振装置10を備えているため、レーザチャンバ5
8内のレーザガスが不純物に汚染されるのを抑制でき、
レーザガスを高純度に保つことができる。このため、レ
ーザ光源51が連続発振方式を採用している場合には、
出力光強度の短期的揺らぎ・経時変化を抑えることがで
き、安定したレーザ出力を高効率・高輝度で行うことが
できる。同様に、レーザ光源51がパルス発振方式を採
用している場合にも、レーザガス中の不純物の変化によ
るレーザ出力の揺らぎを抑えることができ、安定したレ
ーザ出力を行うことができる。
However, since the laser light source 51 includes the microwave resonator 10,
8 can be prevented from being contaminated with impurities,
The laser gas can be kept at high purity. For this reason, when the laser light source 51 employs the continuous oscillation method,
Short-term fluctuations and changes over time of the output light intensity can be suppressed, and stable laser output can be performed with high efficiency and high luminance. Similarly, even when the laser light source 51 employs a pulse oscillation method, fluctuations in laser output due to changes in impurities in the laser gas can be suppressed, and stable laser output can be performed.

【0074】また、第1の実施形態で説明したように、
マイクロ波共振装置10のシール部材20、21(図1
参照)が破損した際、この破損を確実・安全に検出でき
るため、長い寿命を有するレーザ出力を実現することが
できる。
As described in the first embodiment,
The seal members 20 and 21 of the microwave resonator 10 (FIG. 1)
) Can be reliably and safely detected, so that a laser output having a long life can be realized.

【0075】従って、本実施形態によれば、このような
レーザ光源51を含めた露光装置50では、露光制御を
簡単にすることができて、低コスト・長寿命を実現する
ことができると共に、安全性・耐久性を向上することが
できる。特に、レーザ光源51が連続発振方式を採用し
ている場合には、パルス同期制御が不要であると共に光
学系を縮小できることから、制御系・光学系を一層簡単
にすることができると共に、コストの一層の削減を図る
ことができる。
Therefore, according to the present embodiment, in the exposure apparatus 50 including such a laser light source 51, exposure control can be simplified, and low cost and long life can be realized. Safety and durability can be improved. In particular, when the laser light source 51 employs the continuous oscillation method, the pulse synchronization control is unnecessary and the optical system can be reduced, so that the control system and the optical system can be further simplified, and the cost can be reduced. Further reduction can be achieved.

【0076】尚、本実施形態の露光装置には屈折光学系
・反射光学系のいずれの光学系も適用可能であるが、特
に、狭帯域化が必要な屈折光学系に適用することによ
り、本実施形態の効果を高く実現することができる。
The exposure apparatus of the present embodiment can be applied to any of a refractive optical system and a reflective optical system. The effects of the embodiment can be realized highly.

【0077】次に、図6を参照しながら、第2の実施形
態のプラズマ処理装置と、本実施形態の露光装置とを用
いたデバイス製造方法について説明する。先ず、ステッ
プS10において、製作基板(例えば、ウエハ、ガラス
基板)を製作する。一方、このステップS10と並行し
て、回路もしくは形状設計を行い(ステップS11)、
ステップS11に基づきレチクル製作を行う(ステップ
S12)。
Next, a device manufacturing method using the plasma processing apparatus of the second embodiment and the exposure apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG. First, in step S10, a production substrate (for example, a wafer or a glass substrate) is produced. On the other hand, in parallel with this step S10, a circuit or shape design is performed (step S11).
A reticle is manufactured based on step S11 (step S12).

【0078】次に、ステップS13において、プラズマ
処理装置、露光装置、現像装置、エッチング装置、アニ
ール装置等を用いて、デバイス(例えば、IC、LS
I、CCD、FDP、マイクロマシン)を作成する。こ
のステップS13の後、アセンブリ(後工程)として、
切断、ボンディング、パッケージング、ケーシング等を
行い(ステップS14)、さらに、製品検査を行う(ス
テップS15)。そして、製品が出荷されることとな
る。
Next, in step S13, devices (for example, IC, LS) are used by using a plasma processing apparatus, an exposure apparatus, a developing apparatus, an etching apparatus, an annealing apparatus and the like.
I, CCD, FDP, micromachine). After this step S13, as an assembly (post-process),
Cutting, bonding, packaging, casing, and the like are performed (step S14), and a product inspection is further performed (step S15). Then, the product is shipped.

【0079】ここで、デバイス作成プロセス(前工程)
の内容を詳細に説明する。デバイス作成プロセスは以下
のプロセスを含んでいる。 1.熱処理炉若しくはプラズマ処理装置を用いて、基板
の酸化・窒化を行うプロセス。 2.各種原料ガスを用い、熱又はプラズマにより基板表
面に化学気相を成長させて成膜するCVDプロセス。 3.熱又はプラズマを用いて基板表面に成膜するPVD
プロセス。 4.電離させたイオンを基板に照射して打ち込むイオン
注入プロセス。 5.基板上にレジストを形成するプロセス。 6.基板上のレジストに露光処理を施すプロセス。 7.基板上のレジストに現像処理を施すプロセス。 8.現像処理済みの基板にエッチング処理を施すプロセ
ス。 9.エッチング処理済みの基板からレジストを除去する
プロセス。 これらのプロセス1〜9は、作成されるデバイスの種類
等に応じた順序に則して実行されることとなる。本実施
形態では、プロセス1、2、9で第2の実施形態のプラ
ズマ処理装置が用いられ、また、プロセス6で本実施形
態の露光装置が用いられている。尚、デバイス作成プロ
セスには、プロセス1〜9の他に、基板の洗浄やアニー
ル等のプロセスを加えることがある。
Here, the device creation process (previous process)
Will be described in detail. The device creation process includes the following processes. 1. A process in which a substrate is oxidized and nitrided using a heat treatment furnace or a plasma processing apparatus. 2. A CVD process in which a chemical vapor is grown on a substrate surface by heat or plasma using various source gases to form a film. 3. PVD for forming a film on the substrate surface using heat or plasma
process. 4. An ion implantation process for irradiating the substrate with ionized ions. 5. The process of forming a resist on a substrate. 6. A process of exposing resist on a substrate. 7. The process of developing the resist on the substrate. 8. A process of etching a substrate that has been developed. 9. The process of removing the resist from the etched substrate. These processes 1 to 9 are executed in an order according to the type of device to be created and the like. In the present embodiment, the plasma processing apparatus of the second embodiment is used in processes 1, 2, and 9, and the exposure apparatus of the present embodiment is used in process 6. Note that, in addition to processes 1 to 9, processes such as substrate cleaning and annealing may be added to the device creation process.

【0080】従って、半導体生産のように装置の故障が
生産ライン全体に影響を及ぼしてしまう場合、図6のデ
バイス作成プロセスを行うことにより、装置の故障回数
を少なくなるため、デバイスの生産工程が改善されて生
産性を向上することができる。
Accordingly, in the case where a failure of an apparatus affects the entire production line as in the case of semiconductor production, the number of failures of the apparatus is reduced by performing the device creation process of FIG. It can be improved to improve productivity.

【0081】尚、第1の実施形態から第3の実施形態に
亘りマイクロ波に限定して説明してきたが、マイクロ波
以外の電磁波に対して第1の実施形態乃至第3の実施形
態を適用することにより、同様の効果を得ることができ
る。
Although the description has been made with respect to only the microwave from the first embodiment to the third embodiment, the first to third embodiments are applied to electromagnetic waves other than the microwave. By doing so, a similar effect can be obtained.

【0082】[0082]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
デッドスペースが小さく、装置の構造が簡単であると共
に、マイクロ波からシール部材を電磁波から保護してシ
ール部材の変形・硬化・破損を防止できる。また、高清
浄性を実現すると共に耐久性・安全性が向上したプラズ
マ処理装置、露光装置を提供できる。さらに、デバイス
の生産工程が改善されて生産性が向上したデバイス製造
方法を提供できる。
As described above, according to the present invention,
The dead space is small, the structure of the device is simple, and the sealing member is protected from electromagnetic waves from microwaves, so that deformation, hardening and breakage of the sealing member can be prevented. Further, it is possible to provide a plasma processing apparatus and an exposure apparatus which realize high cleanliness and have improved durability and safety. Further, it is possible to provide a device manufacturing method in which a device production process is improved and productivity is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係るマイクロ波共振装置
の概略構成を模式的に示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a schematic configuration of a microwave resonator according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の溝の形状のバリエーションについて説明
するための断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a variation of the shape of the groove in FIG. 1;

【図3】本発明の一実施形態に係り、マイクロ波の発生
からプラズマを利用した基板表面処理に至る諸装置を示
すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing various devices ranging from generation of microwaves to substrate surface treatment using plasma according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施形態に係るレーザ光源の概略構
成を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a laser light source according to an embodiment of the present invention.

【図5】図4のレーザ光源を含んだ露光装置の概略構成
を示す模式図である。
5 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an exposure apparatus including the laser light source of FIG.

【図6】図3のプラズマ処理装置と図5の露光装置とを
用いたデバイス製造方法を説明するフローチャートであ
る。
6 is a flowchart illustrating a device manufacturing method using the plasma processing apparatus of FIG. 3 and the exposure apparatus of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 マイクロ波共振装置 11〜13 誘電体ブロック 14〜16 保持部材 19 H面アンテナ 20〜22 シール部材 23 共振導波路(均一化線路) 24〜26 終端面 27 分岐面 28 境界面 29 溝 30 貫通孔 40 プラズマ処理装置 41 プラズマチャンバ 42 マイクロ波発生器 50 露光装置 51 レーザ光源 53 照明光学系 55 投影光学系 56 ウエハチャック 57 ウエハステージ 58 レーザチャンバ 59 部分反射鏡 60 全反射鏡 61 レチクル 62 ウエハ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Microwave resonator 11-13 Dielectric block 14-16 Holding member 19 H-plane antenna 20-22 Sealing member 23 Resonant waveguide (uniform line) 24-26 Termination surface 27 Branch surface 28 Boundary surface 29 Groove 30 Through hole REFERENCE SIGNS LIST 40 plasma processing apparatus 41 plasma chamber 42 microwave generator 50 exposure apparatus 51 laser light source 53 illumination optical system 55 projection optical system 56 wafer chuck 57 wafer stage 58 laser chamber 59 partial reflecting mirror 60 total reflecting mirror 61 reticle 62 wafer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01S 3/225 H01L 21/205 5J011 H05H 1/46 21/30 572A // H01L 21/205 514E 21/3065 515B H01S 3/223 E H01L 21/302 B (72)発明者 篠原 壽邦 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉05 東北大 学大学院工学研究科内 (72)発明者 平山 昌樹 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉05 東北大 学大学院工学研究科内 (72)発明者 武久 究 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究本部内 (72)発明者 伊藤 貴志 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究本部内 Fターム(参考) 2H097 AA03 BA10 CA01 CA13 CA17 LA10 5F004 AA16 BA20 BB14 BB29 BC01 BD01 5F045 AA09 EB02 EB03 EB10 EC05 EH02 EH03 5F046 AA17 CA04 DA01 MA12 MA18 5F071 AA06 DD08 JJ05 JJ10 5J011 DA04 DA05 FA01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) H01S 3/225 H01L 21/205 5J011 H05H 1/46 21/30 572A // H01L 21/205 514E 21/3065 515B H01S 3/223 E H01L 21/302 B (72) Inventor Toshikuni Shinohara 05 Aoba Aramaki, Aoba-ku, Aoba-ku, Sendai City, Miyagi Prefecture Within the Graduate School of Engineering, Tohoku University (72) Masaki Hirayama Aoba-ku, Sendai-shi, Miyagi Prefecture Aoba Aramaki 05 Graduate School of Engineering, Tohoku University (72) Inventor Kaoru Takehisa 1200 Manda, Hiratsuka-shi, Kanagawa Pref. 2H097 AA03 BA10 CA01 CA13 CA17 LA10 5F004 AA16 BA20 BB14 BB29 BC01 BD01 5F045 AA09 EB02 EB03 EB10 EC05 EH02 EH03 5F046 AA17 CA04 DA01 MA12 MA18 5F071 AA06 DD08 JJ05 JJ10 5J011 DA04 DA05 FA01

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 大気雰囲気側に設けられた導波手段から
ガス雰囲気側へと延びる伝送導波路に沿って電磁波を伝
送する電磁波伝送装置であって、 大気雰囲気側に配置され、前記伝送導波路の一部を形成
する第1の誘電体ブロックと、 ガス雰囲気側に配置され、前記伝送導波路の一部を形成
する第2の誘電体ブロックと、 前記第1の誘電体ブロックと前記第2の誘電体ブロック
との間に配置され、前記伝送導波管路の一部を形成する
部分と、取り付け用のフランジ部とを有する第3の誘電
体ブロックと、 前記第1の誘電体ブロックを保持すると共に、前記伝送
導波路から漏洩する電磁波を終端する終端面を有する第
1の保持部材と、 前記第2の誘電体ブロックを保持する第2の保持部材
と、 前記第3の誘電体ブロックのフランジ部と前記第2の保
持部材との間に設けられたシール手段と、を具備してお
り、 電磁波の管内波長をλgで表わすとき、前記シール手段
と前記終端面との間の電気長がλg/4の偶数倍に設定
されており、前記伝送導波路と前記終端面との間の電気
長がλg/4の偶数倍に設定されていることを特徴とす
る前記電磁波伝送装置。
1. An electromagnetic wave transmission device for transmitting an electromagnetic wave along a transmission waveguide extending from a waveguide unit provided on the atmosphere side to a gas atmosphere side, wherein the transmission waveguide is arranged on the atmosphere side, A first dielectric block forming a part of the transmission waveguide; a second dielectric block disposed on the gas atmosphere side and forming a part of the transmission waveguide; A third dielectric block disposed between the first dielectric block and a portion forming a part of the transmission waveguide, and a mounting flange portion; A first holding member for holding and terminating an electromagnetic wave leaking from the transmission waveguide, a second holding member for holding the second dielectric block, and a third dielectric block Flange part and the second Of the sealing means provided between the holding member, which comprises a, when representing the guide wavelength of an electromagnetic wave at lambda g, the electrical length between the sealing means and the end surface of lambda g / 4 The electromagnetic wave transmission device according to claim 1, wherein an electric length between the transmission waveguide and the terminal surface is set to an even multiple of λ g / 4.
【請求項2】 前記第1及び第2の保持部材間の境界面
と前記終端面との間の電気長がλg/4の奇数倍に設定
されていることを特徴とする請求項1記載の電磁波伝送
装置。
2. The electric length between an interface between the first and second holding members and the terminal surface is set to an odd multiple of λ g / 4. Electromagnetic wave transmission equipment.
【請求項3】 前記第3の誘電体ブロックのフランジ部
と前記第1の保持部材との間に設けられた第2のシール
手段であって、前記終端面との間の電気長がλg/4の
偶数倍に設定された前記第2のシール手段と、 前記第1及び第2の保持部材間に設けられた第3のシー
ル手段と、をさらに具備することを特徴とする請求項1
又は2記載の電磁波伝送装置。
3. A second sealing means provided between a flange portion of the third dielectric block and the first holding member, wherein an electrical length between the third dielectric block and the terminal surface is λ g. 2. The apparatus according to claim 1, further comprising: a second sealing means set to an even multiple of / 4, and a third sealing means provided between the first and second holding members.
Or the electromagnetic wave transmission device according to 2.
【請求項4】 前記電磁波がマイクロ波であることを特
徴とする請求項1乃至3のいずれか一項記載の電磁波伝
送装置。
4. The electromagnetic wave transmission device according to claim 1, wherein the electromagnetic wave is a microwave.
【請求項5】 大気雰囲気側に設けられた導波手段から
ガス雰囲気側へと延びる共振導波路で電磁波を共振させ
る電磁波共振装置であって、 大気雰囲気側に配置され、前記共振導波路の一部を形成
する第1の誘電体ブロックと、 ガス雰囲気側に配置され、前記共振導波路の一部を形成
する第2の誘電体ブロックと、 前記第1の誘電体ブロックと前記第2の誘電体ブロック
との間に配置され、前記共振導波路の一部を形成する部
分と、取り付け用のフランジ部とを有する第3の誘電体
ブロックと、 前記第1の誘電体ブロックを保持すると共に、前記共振
導波路から漏洩する電磁波を終端する終端面を有する第
1の保持部材と、 前記第2の誘電体ブロックを保持する第2の保持部材
と、 前記第3の誘電体ブロックのフランジ部と前記第2の保
持部材との間に設けられたシール手段と、を具備してお
り、 電磁波の管内波長をλgで表わすとき、前記共振導波路
の電気長がλg/2の整数倍に設定されており、前記シ
ール手段と前記終端面との間の電気長がλg/4の偶数
倍に設定されており、前記共振導波路と前記終端面との
間の電気長がλg/4の偶数倍に設定されていることを
特徴とする前記電磁波共振装置。
5. An electromagnetic wave resonance device for resonating an electromagnetic wave with a resonance waveguide extending from a waveguide means provided on the atmosphere side to a gas atmosphere side, wherein the resonance device is arranged on the atmosphere side and includes one of the resonance waveguides. A first dielectric block forming a portion; a second dielectric block disposed on the gas atmosphere side and forming a part of the resonance waveguide; a first dielectric block and the second dielectric block; A third dielectric block disposed between the body block and forming a part of the resonance waveguide, and a third dielectric block having a mounting flange portion; and holding the first dielectric block. A first holding member having a terminating surface for terminating an electromagnetic wave leaking from the resonance waveguide; a second holding member holding the second dielectric block; and a flange portion of the third dielectric block. The second holding And sealing means provided between the members, which comprises a, when representing the guide wavelength of an electromagnetic wave at lambda g, the electrical length of the resonant waveguide is set to an integral multiple of lambda g / 2, The electrical length between the sealing means and the termination surface is set to an even multiple of λ g / 4, and the electrical length between the resonant waveguide and the termination surface is set to an even multiple of λ g / 4. The electromagnetic wave resonance device is set.
【請求項6】 前記第1及び第2の保持部材間の境界面
と前記終端面との間の電気長がλg/4の奇数倍に設定
されていることを特徴とする請求項5記載の電磁波共振
装置。
6. An electric length between the boundary surface between the first and second holding members and the terminal surface is set to an odd multiple of λ g / 4. Electromagnetic resonance device.
【請求項7】 前記共振導波路の一方の終端面と前記第
3の誘電体ブロックとの間の電気長がλg/4の奇数倍
に設定されており、前記共振導波路の他方の終端面と前
記第3の誘電体ブロックとの間の電気長がλg/4の奇
数倍に設定されていることを特徴とする請求項5又は6
記載の電磁波共振装置。
7. An electric length between one end surface of the resonance waveguide and the third dielectric block is set to an odd multiple of λ g / 4, and the other end of the resonance waveguide is provided. The electric length between a surface and the third dielectric block is set to an odd multiple of λ g / 4.
The electromagnetic wave resonance device according to claim.
【請求項8】 前記第3の誘電体ブロックのフランジ部
と前記第1の保持部材との間に設けられた第2のシール
手段であって、前記終端面との間の電気長がλg/4の
偶数倍に設定された前記第2のシール手段と、 前記第1及び第2の保持部材間に設けられた第3のシー
ル手段と、をさらに具備することを特徴とする請求項5
乃至7のいずれか一項記載の電磁波共振装置。
8. A second sealing means provided between a flange portion of the third dielectric block and the first holding member, wherein an electrical length between the third dielectric block and the terminal surface is λ g. 6. The apparatus according to claim 5, further comprising: a second sealing means set to an even multiple of / 4, and a third sealing means provided between the first and second holding members.
The electromagnetic wave resonance device according to any one of claims 1 to 7.
【請求項9】 前記電磁波がマイクロ波であることを特
徴とする請求項5乃至8のいずれか一項記載の電磁波共
振装置。
9. The electromagnetic wave resonance device according to claim 5, wherein the electromagnetic wave is a microwave.
【請求項10】 請求項5乃至9のいずれか一項記載の
電磁波共振装置と、前記電磁波共振装置内に電磁波を導
入するアンテナ手段と、 共振した電磁波によりプラズマを発生し、プラズマを利
用した基板表面処理が行われるプラズマチャンバと、を
具備することを特徴とするプラズマ処理装置。
10. An electromagnetic wave resonance device according to claim 5, an antenna means for introducing an electromagnetic wave into the electromagnetic wave resonance device, and a substrate which generates plasma by means of the resonated electromagnetic wave and uses the plasma. A plasma processing apparatus, comprising: a plasma chamber for performing a surface treatment.
【請求項11】 レーザを放射するレーザ光源と、 前記レーザ光源から放射されたレーザを所望のパターン
が形成されたレチクルに照明する照明光学系と、 前記レチクルを透過してパターン化された光を基板上に
結像させる投影光学系と、 前記基板を保持して固定する手段と、を具備しており、 前記レーザ光源は、 請求項5乃至9のいずれか一項記載の電磁波共振装置
と、 前記電磁波共振装置内に電磁波を導入するアンテナ手段
と、 共振した電磁波によりプラズマを発生し、プラズマを利
用してレーザ光を励起するレーザチャンバと、 前記レーザチャンバの前後でレーザ光を共振させる共振
系と、を具備することを特徴とする露光装置。
11. A laser light source that emits a laser, an illumination optical system that illuminates a laser emitted from the laser light source on a reticle on which a desired pattern is formed, and a light that passes through the reticle and is patterned. A projection optical system for forming an image on a substrate, and means for holding and fixing the substrate, wherein the laser light source comprises: an electromagnetic wave resonance device according to any one of claims 5 to 9; Antenna means for introducing an electromagnetic wave into the electromagnetic wave resonance device; a laser chamber for generating plasma by the resonated electromagnetic wave and exciting laser light using the plasma; a resonance system for resonating the laser light before and after the laser chamber An exposure apparatus comprising:
【請求項12】 前記レーザ光源がエキシマレーザ光源
であることを特徴とする請求項11記載の露光装置。
12. An exposure apparatus according to claim 11, wherein said laser light source is an excimer laser light source.
【請求項13】 請求項10記載のプラズマ処理装置を
用いて基板に表面処理を施す工程を含むことを特徴とす
るデバイス製造方法。
13. A device manufacturing method, comprising a step of performing a surface treatment on a substrate using the plasma processing apparatus according to claim 10.
【請求項14】請求項11又は12記載の露光装置を用
いて基板に露光処理を施す工程を含むことを特徴とする
デバイス製造方法。
14. A device manufacturing method comprising a step of performing an exposure process on a substrate using the exposure apparatus according to claim 11.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005064660A1 (en) * 2003-12-26 2005-07-14 Future Vision Inc. Microwave plasma processing method, microwave plasma processing apparatus, and its plasma head
JP2007531237A (en) * 2004-03-31 2007-11-01 東京エレクトロン株式会社 Low reflection microwave window
JP5441083B1 (en) * 2013-05-15 2014-03-12 国立大学法人東北大学 Plasma processing apparatus and sealing method thereof

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