JPH0320460A - マイクロ波プラズマ装置 - Google Patents

マイクロ波プラズマ装置

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JPH0320460A
JPH0320460A JP1156521A JP15652189A JPH0320460A JP H0320460 A JPH0320460 A JP H0320460A JP 1156521 A JP1156521 A JP 1156521A JP 15652189 A JP15652189 A JP 15652189A JP H0320460 A JPH0320460 A JP H0320460A
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JP
Japan
Prior art keywords
microwave
slots
plasma
rectangular waveguide
transmission circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP1156521A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Mukai
裕二 向井
Yoshiyuki Tsuda
善行 津田
Koichi Kodera
宏一 小寺
Hideaki Yasui
秀明 安井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は或膜装置 エッチング装置 イオン源やその他
の表面処理装置等の薄膜加工装置において利用されるマ
イクロ波プラズマ装置に関し 特に大面積の基板を処理
するためのインライン型に適したマイクロ波プラズマ装
置に関するものであも 従来の技術 従来のマイクロ波プラズマを用いた薄膜加工装置として
{上 例えば特開昭56−155535号公報に開示さ
れたものがある。これはマイクロ波電力と磁界による電
子サイクロトロン共鳴現象を利用する方法であり、 1
0−’トール台といった高真空で高密度なプラズマを発
生できる優れた技術であも近年薄膜加工分野では 例え
ば液晶ディスプレーの大画面化の要求にみられるように
 大面積の基板を処理できる装置の開発が望まれていも
 工業的に大面積の基板を処理するためにはインライン
化を達戊しなければならず、そのためには断面が長尺な
形のプラズマを発生する必要があも発明が解決しようと
する課題 しかし 上記従来技術では放電室に円筒型の共振器を用
いているため発生できるプラズマの形状は円形であも 
しかも共振条件により放電室の内径が制限されるためプ
ラズマの大きさも制限されてしまう。
従って、上記従来技術のマイクロ波プラズマ装置では大
面積の基板をインラインで処理することができないとい
う問題があった 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でGA  被処理基板を
配置した真空容器と、放電用のマイクロ波電力の伝達回
路を有し 前記マイクロ波電力の伝達回路の側面に前記
真空容器内に向けて開口するスロットまたは孔を設けて
いる。
作   用 マイクロ波伝達回路の側面に設けたスロットまたは孔は
マイクロ波電力を放射するアンテナとして作用し 真空
容器内ではこのスロットに沿って断面が長尺なプラズマ
を発生できる。
実施例 本発明の第lの実施例におけるマイクロ波プラズマ装置
を第1図を参照しながら説明すも第1図はマイクロ波伝
達回路としてマイクロ波電力lをTE●1モードで伝達
する矩形導波管2を用いた例℃ 同図(a)は縦断面は
 同図(b)は同図(a)のA−A’ 断面図であも 第l図(a)、 (b)において、 3は真空に保たれ
た放電室 4は基板5を配置した真空チャンバである。
基板5は同図(a)において矩形導波管2の長手方向に
直角な方砥 すなわち紙面の手前側へ向かって搬送して
いる。矩形導波管2の側面には放電室3内に向けて開口
する3つのスロット6(6−1、6−2、6−3)を設
けていも 7は真空をシールすると共にマイクロ波電力
1を透過するための石英ガラス製のマイクロ波透過激8
は放電室3に形或したマイクロ波電力の通過は9は電子
サイクロトロン共鳴現象を発生するための磁界を印加す
る磁石 10は放電ガス供給口11はプラズマであも ここで矩形導波管2に設けたスロット6のマイクロ波放
射アンテナとしての作用原理について、第2図(a)、
 (b)、 (c)を用いて簡単に説明しておく。第2
図(a)に{上 矩形導波管2内をTE.,モードのマ
イクロ波が伝達する場合に 矩形導波管2内面に流れる
高周波電流の様子を破線で示している。TEs+モード
では図示した破線の方向に および半周期後には図示し
た破線の逆方向に高周波電流が流れる。
61、62、63、64は矩形導波管2の側面に設けた
各種のスロットであん 例としてスロッ}61に注目し
てその断面を見ると、第2図(a)で示した周期の時に
は同図(b)に示した矢印の方向に高周波電流が流れも
 この時にはスロット6lの上下の辺に図示したように
正と負の電荷があらわれも 次に半周期後に{よ 同図
(C)に示した矢印の方向に高周波電流が流れ スロッ
ト6lの上下の辺には図示したように半周期前と逆の電
荷があらわれも すなわ板 高周波電流を横切るスロッ
ト6lの上下の辺にはダイボールアンテナのように半周
期毎に異なった電荷があらわ札 マイクロ波l2を放射
すも この作用は スロット62、 63、64につい
ても同様であも 第1図の実施例で用いたスロット6は
第2図のスロット6lであも このようにして第l図のスロット6から放射されたマイ
クロ波12は放電室3内に放射されてプラズマを発生し
 そのプラズマ中の電子は磁石9により印加された磁界
により電子サイクロトロン共鳴現象を起こして高密度な
プラズマ11を発生する。スロット6は矩形導波管2の
長手方向に配列しているた△ プラズマ11もスロット
6に沿って断面が長尺なインライン処理に適した形で発
生させることができる。そこで放電ガス供給口IOか転
 戒膜すべき戒分を含んだガスを供給すれば基板5上に
は薄膜が堆積され またエッチングガスを供給すれば基
板5上の薄膜をエッチングすることができも 第1図の実施例で用いたスロット6の配列状態を第3図
(a)に示す。スロット6の間隔法 使用する矩形導波
管2内のマイクロ波の管内波長λ。の1/2としており
、また導波管の端面と、この端面の最も近くに設けたス
ロット6−3との間隔は管内波長λ。の1/4としてい
も この例では3つのスロットを用いている力丈 より
長尺なプラズマを発生する場合に{よ 矩形導波管2の
長手方向に沿ってスロットの数を増やせばよ鴎 また 
この例では放電室の両側に位置するスロット’6 − 
1、 6−3を大きくし これらのスロットからのマイ
クロ波の放射量を多くして放電室内で均一なプラズマが
発生するようにしている。な抵 スロットはこの例のよ
うに1列にしかも直線的に配列する必要はな鶏 また 
第2図(a)に示すようなスロット62、 63、 6
4でもよく、それ以外の形状であってもよ鴨 第3図(
b)にはスロットの代わりに孔6’(6’−1、 6゜
−2、 6’−3)を用いた例を示してある。放電室3
内で均一なプラズマが発生するように放電゛室3の両側
に位置する孔6″1、 6゜−3の数を多くしている。
以上はスロットもしくは孔を設けるマイクロ波電力の伝
達回路として矩形導波管を利用した場合について説明し
た力丈 もちろん矩形導波管に限らず円形導波管や同軸
管形導波管等であってもよし1以下、本発明の他の数例
の実施例について説明すも な耘 いずれの実施例にお
いても第1図の構或要素と同一構或要素には同一番号を
付していも 第4図は本発明の第2の実施例におけるマイクロ波プラ
ズマ装置の概略構戒図であも 第4図(a)はプラズマ
装置を第1図(b)と同じ方向から見た断面図であり、
第4図(b)は矩形導波管2、 2”とそのスロット6
  (6−1〜6−3、 6−4〜66)を見やすくす
るために書出した図であんこの実施例Cヨ  プラズマ
の幅を増すために矩形導波管2と矩形導波管2゜を並べ
て配置した例であも 各々の矩形導波管2、 2′には
それぞれマイクロ波電力1、 1′が伝達されていも 
この場合、マイクロ波電力1および1′は異なるマイク
ロ波電力発振器から供給されたものであってもよいし 
同一のマイクロ波電力発振器から分岐して供給されたも
のであってもよ賎 この実施例では2本の矩形導波管2と2″を左右逆方向
から配置している力交 当然同一方向からでもよく、ま
た 必要に応じて矩形導波管2をさらに増やしてもよ〜
1 次に 本発明の第3の実施例におけるマイクロ波プラズ
マ装置を第5図を参照しながら説明すも第5図(a>と
同図(b)は各々第4図(a)と同図(b)に対応した
図である。
この実施例も第4図の実施例と同様に プラズマの幅を
増すために工夫したものであり、第4図の実施例の構或
をより簡単にするためにスロット6を有する矩形導波管
2を蛇行したものである。
な叙 この実施例では蛇行の回数は1回である力丈プラ
ズマの幅をさらに増すためには 必要に応じて多数回蛇
行すればよ(℃ 次に 本発明の第4の実施例におけるマイクロ波プラズ
マ装置を第6図を参照しながら説明すも第6図(a)は
プラズマ装置の縦断面は 同図(b)と同図(c)は同
図(a)をBの方向から見た上面図とCの方向から見た
底面図である。
本実施例は装置の構或を簡単にするために放電室を用い
ず、側面にスロット6を有する矩形導波管2を真空チャ
ンバ4に直接取付けたものである。
このように 本実施例ではスロット6から放射されるマ
イクロ波電力12を真空チャンバ4内に直接送り込むこ
とができるたべ 装置の構或を簡単にすることができる
な抵 本実施例では磁石9を同図(b)と同図(C)に
図示したように真空チャンバ4の外側(大気{1(ID
に配置しているバ 磁石9の位置は真空チャンバ4の内
側(真空側)であってもよしも さらに 第7図に示した本発明の第5の実施例における
マイクロ波プラズマ装置のように 側面にスロット6を
有する矩形導波管2そのものを真空チャンバ4内に挿入
して配置することもでき瓜な耘 第7図(a)は縦断面
は 同図(b)は同図(a)図のD−D’ 断面図であ
も 以上の実施例ではいずれもマイクロ波透過窓7をスロッ
ト6に接して配置していた力丈 第8図に示す本発明の
第6の実施例のように マイクロ波透過窓7′を矩形導
波管2の途中に設けてもよ鶏この場合、マイクロ波透過
窓7′から左側の矩形導波管2の内部は゜真空であん 
しかし 高真空な状態ではマイクロ波電力が存在して転
 電子サイクロトロン共鳴現象を生じるに必要な強度の
磁界が存在しないと放電は発生しな賎 矩形導波管2は
磁石9から離れているた△ 磁界の強度は弱く、従って
矩形導波管2内では放電は発生しな鶏 この実施例の構
或ζ戴 基板5に金属の薄膜を形或する場合に有利であ
る。すな・わ板 第1図の構或において(よ 金属戊分
を含んだ放電ガスを供給するとプラズマ11に接してい
るマイクロ波透過窓7の表面に金属膜が付着しマイクロ
波電力を反射し放電が途絶えてしまう場合があん とこ
ろが第8図の構或ではマイクロ波透過窓7′の近傍では
プラズマが存在しないたぬ 上記の問題が生じなL1第
9図には本発明の第7の実施例におけるマイクロ波プラ
ズマ装置をイオン源に適用した場合を示す。基本的な構
或は第l図と同様である力文 新たに2枚の多孔板から
なる電極13、 14と各々の電極に接続された電源1
5、 16を設けていも本実施例においてイオン化すべ
き放電ガスを供給して電源l5、 l6に約数百ボルト
以上の電圧を印加するとイオンビームl7が得られ イ
ンライン型のイオン注入 エッチング、 ミーリング、
およびその他の薄膜加工装置として利用することができ
る な抵 上記実施例では2枚構戒の電極を用いた力丈 電
極の枚数や形状等は必要に応じて適当なものを用いれば
よ(〜 発明の効果 本発明により、断面が長尺な形状で任意の大きさのマイ
クロ波プラズマを発生することができ、大面積の基板を
インライン型で処理できる薄膜加工装置を得ることがで
きる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第lの実施例におけるマイクロ波プラ
ズマ装置の概略構或を示し 同図(a)は縦断面は 同
図(b)は同図(a)のA−A’断面@ 第2図(a)
、 (b)、 (c)はスロットの作用説明は 第3図
(a)、 (b)は矩形導波管の側面に設けたスロット
と孔の形状を示す底面& 第4図は本発明の第2の実施
例におけるマイクロ波プラズマ装置の概略構戒を示し 
同図(a)は第1図(b)と同様の断面猛 同図(b)
は矩形導波管の底面は 第5図は本発明の第3の実施例
におけるマイクロ波プラズマ装置の概略構或を示し 同
図(a)、 (b)は第4図(a)、(b)と同様のは
 第6図は本発明の第4の実施例におけるマイクロ波プ
ラズマ装置の概略構戊を示し 同図(a)は縦断面諷 
同図(b)は同図(a)のB矢視は 同図(C)は同図
(a)のC矢視@ 第7図は本発明の第5の実施例にお
けるマイクロ波プラズマ装置の概略構或を示し 同図(
a)は縦断面は 同図(b)は同図(a)のD−D’断
面阻 第8図は本発明の第6の実施例におけるマイクロ
波プラズマ装置の概略構或を示す縦断面は 第9図は本
発明の第7の実施例マイクロ波プラズマ装置をイオン源
に適用した概略構或を示す断面図である。 ■・・・マイクロ波電九 2・・・矩形導波管、 3・
・・放電室 4・・・真空チャンベ 5・・・基ネ反 
6・・・スロット、 6゛ ・・・L  11・・・プ
ラズマ。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 被処理基板を配置した真空容器と、放電用のマ
    イクロ波電力の伝達回路とを有し、前記マイクロ波電力
    の伝達回路の側面に前記真空容器内に向けて開口するス
    ロットまたは孔を設けたことを特徴とするマイクロ波プ
    ラズマ装置。
  2. (2) マイクロ波電力の伝達回路の長手方向に直角な
    方向へ基板を搬送するようにした請求項1記載のマイク
    ロ波プラズマ装置。
  3. (3) マイクロ波電力の伝達回路の側面に設けたスロ
    ットまたは孔の数が複数である請求項1又は2記載のマ
    イクロ波プラズマ装置。
  4. (4) マイクロ波電力の伝達回路の側面に大きさの異
    なる複数のスロットまたは孔を設けた請求項3記載のマ
    イクロ波プラズマ装置。
  5. (5) マイクロ波電力の伝達回路の側面に異なる間隔
    で複数のスロットまたは孔を設けた請求項3又は4記載
    のマイクロ波プラズマ装置。
  6. (6) 側面にスロットまたは孔を設けたマイクロ波電
    力の伝達回路を複数配置した請求項1、2、3、4又は
    5記載のマイクロ波プラズマ装置。
  7. (7) 側面にスロットまたは孔を設けたマイクロ波電
    力の伝達回路を蛇行して配置した請求項1、2、3、4
    又は5記載のマイクロ波プラズマ装置。
  8. (8) マイクロ波電力の伝達回路の複数のスロットま
    たは孔を有する部分を真空容器内に挿入した請求項1、
    2、3、4、5、6又は7記載のマイクロ波プラズマ装
    置。
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