JPH1022098A - Plasma device - Google Patents

Plasma device

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Publication number
JPH1022098A
JPH1022098A JP8176443A JP17644396A JPH1022098A JP H1022098 A JPH1022098 A JP H1022098A JP 8176443 A JP8176443 A JP 8176443A JP 17644396 A JP17644396 A JP 17644396A JP H1022098 A JPH1022098 A JP H1022098A
Authority
JP
Japan
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microwave
slot
propagating
plasma
slots
Prior art date
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Pending
Application number
JP8176443A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoki Tajima
直樹 田嶋
Kaoru Taki
薫 滝
Shigeyuki Takagi
茂行 高木
Yutaka Uchida
裕 内田
Noboru Okamoto
昇 岡本
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP8176443A priority Critical patent/JPH1022098A/en
Publication of JPH1022098A publication Critical patent/JPH1022098A/en
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  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make the active species density uniform, when a processing of a large area substrate is carried out, by forming slots at a specific condition, in a plasma device which leads in a microwave propagated through a microwave waveguide, from the slots to an airtight container through a microwave leading-in window, so as to excite a medium gas. SOLUTION: Plural slots 21 and 22 are formed almost parallel each other to the surface H vertical to the electric field direction of the microwave advancing in a microwave waveguide 9a, and when the wave length of the microwave propagating through a free space is made λ0 , the dielectric constant of a dielectric to form a microwave leading-in window is made ε, and the wave length of the microwave propagating in the microwave waveguide 9a is made λg , the slots 21 and 22 are formed at the slot width d to satisfy the formula: <=λ0 /5, at the slot-to-slot distance D to satisfy the formula 1, and at the slot length L to satisfy the formula 2 (where n is an integral number).

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、例えばマイクロ波
をスロットから気密容器に導入して媒質ガスを励起して
プラズマを発生し、このプラズマにより生成された活性
種により被加工物を加工するプロセス用のプラズマ装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process for exciting a medium gas by, for example, introducing a microwave from a slot into an airtight container to generate a plasma, and processing a workpiece by active species generated by the plasma. The present invention relates to a plasma device for use.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、プラズマプロセスの分野では、マ
イクロ波を用いたエッチング装置やアッシング装置が主
流となっている。図18はかかるプロセスプラズマ装置
の構成図である。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of plasma processing, an etching apparatus and an ashing apparatus using a microwave have become mainstream. FIG. 18 is a configuration diagram of such a process plasma apparatus.

【0003】気密容器(空洞)1は、プロセスチャンバ
2及びプラズマチャンバ3から成っており、このうちプ
ロセスチャンバ2の内部には、液晶基板等の被処理基板
(以下、基板と称する)4を載置する加工ステージ5が
設けられている。このプロセスチャンバ2の底部には、
ガス排気ダクト6が設けられている。
An airtight container (cavity) 1 is composed of a process chamber 2 and a plasma chamber 3, of which a substrate 4 to be processed (hereinafter referred to as a substrate) such as a liquid crystal substrate is mounted inside the process chamber 2. A processing stage 5 is provided. At the bottom of the process chamber 2,
A gas exhaust duct 6 is provided.

【0004】なお、気密容器(空洞)1は、基板4が充
分に収納でき、かつマイクロ波導波管9により放射され
るマイクロ波が均一に効率よく気密容器1の内部に入射
できるような形状及び大きさ等に設計されている。
The hermetic container (cavity) 1 has a shape and a shape such that the substrate 4 can be sufficiently accommodated therein, and that the microwave radiated by the microwave waveguide 9 can be uniformly and efficiently entered into the hermetic container 1. It is designed for size and so on.

【0005】又、プラズマチャンバ3には、CF4 、O
2 、Cl2 等のエッチングやアッシングに用いられるプ
ロセスガス(媒質ガス)をプラズマチャンバ3内に供給
するプロセスガス供給装置7が接続されている。
The plasma chamber 3 contains CF 4 , O
2 , a process gas supply device 7 for supplying a process gas (medium gas) used for etching or ashing such as Cl 2 into the plasma chamber 3 is connected.

【0006】このプラズマチャンバ3の下部には、マイ
クロ波を遮断し、プラズマにより生成された活性種(ラ
ジカル)をプロセスチャンバ2に通す図19に示すよう
なパンチングプレート8が設けられている。
[0006] A punching plate 8 as shown in FIG. 19 is provided below the plasma chamber 3 for blocking microwaves and passing active species (radicals) generated by the plasma through the process chamber 2.

【0007】一方、気密容器1の上部には、マイクロ波
源からのマイクロ波を伝搬するマイクロ波導波管9が設
けられている。このマイクロ波導波管9は、プラズマチ
ャンバ3と接続される部分、すなわちマイクロ波導波管
9内に進行するマイクロ波の電界方向に垂直な面(以
下、H面と称する)にマイクロ波導入窓10を介してプ
ラズマチャンバ3に接続されている。
On the other hand, a microwave waveguide 9 for propagating microwaves from a microwave source is provided above the airtight container 1. The microwave waveguide 9 has a microwave introduction window 10 at a portion connected to the plasma chamber 3, that is, a plane perpendicular to the direction of the electric field of the microwave traveling in the microwave waveguide 9 (hereinafter, referred to as an H plane). Is connected to the plasma chamber 3 via the.

【0008】このような構成であれば、プラズマチャン
バ3内にCF4 、O2 、Cl2 等のプロセスガスが供給
され、これと共にマイクロ波導波管9を伝搬してきたマ
イクロ波がマイクロ波導入窓10を通してプラズマチャ
ンバ3内に導入されると、プロセスガスは励起され、プ
ラズマ11が発生する。
With such a configuration, a process gas such as CF 4 , O 2 , Cl 2 is supplied into the plasma chamber 3, and the microwave propagating through the microwave waveguide 9 is supplied to the microwave introduction window. When introduced into the plasma chamber 3 through 10, the process gas is excited and a plasma 11 is generated.

【0009】このプラズマ11により活性種12及び電
子とイオンが生成され、この活性種12がパンチングプ
レート8を通過して基板4上に供給され、この基板4に
対する加工が行われる。
[0009] The active species 12 and electrons and ions are generated by the plasma 11, and the active species 12 are supplied to the substrate 4 through the punching plate 8, and the substrate 4 is processed.

【0010】ところで、このような装置に用いられるマ
イクロ波源は、安価であること、大電力を比較的に容易
に伝送可能なこと、直流パルス放電と同レベル以上の高
い入力密度(例えば100kW/cm3 以上)に対して
も安定な放電を得ることができる、などの理由から電子
レンジ等にも広く用いられている周波数2.45GHz
のマグネトロンを採用しているのがほとんどである。
By the way, the microwave source used in such an apparatus is inexpensive, can transmit large power relatively easily, and has a high input density (for example, 100 kW / cm) equal to or higher than that of DC pulse discharge. 3 or more) can be obtained a stable discharge even for the reason frequency 2.45GHz widely used in microwave ovens and the like from such
Most adopt a magnetron.

【0011】現在は、例えば液晶基板等の基板4の大面
積基板を効率よくアッシング及びエッチングすることが
必要とされている。通常用いられるマイクロ波では、周
波数2.45GHzにおいて自由空間の波長は12.2
4cmであり、又生成されるプラズマ11はマイクロ波
の強い吸収体となる。それを防ぐためにマイクロ波導入
窓10付近に局所的に生成した高密度のプラズマをパン
チングプレート8で意図的に減衰させて、基板4上の活
性種密度分布を均一化させている。
At present, it is necessary to efficiently perform ashing and etching of a large-area substrate such as a liquid crystal substrate or the like. In a commonly used microwave, the wavelength in free space is 12.2 at a frequency of 2.45 GHz.
The size of the plasma 11 is 4 cm, and the generated plasma 11 becomes a strong microwave absorber. In order to prevent this, high-density plasma locally generated near the microwave introduction window 10 is intentionally attenuated by the punching plate 8 to make the active species density distribution on the substrate 4 uniform.

【0012】このように生成されるプラズマ11の電子
密度分布に起因する不均一性を補正することを目的とし
て使用するパンチングプレート8の開口率は、この電子
密度に比例した活性種密度分布の高い部分(中央部)の
開口率を低く、活性種密度分布の低い部分(周縁部)の
開口率を高くするように作製されている。
The aperture ratio of the punching plate 8 used for correcting non-uniformity caused by the electron density distribution of the plasma 11 generated as described above has a high active species density distribution proportional to the electron density. It is manufactured so that the aperture ratio of the portion (central portion) is low and the aperture ratio of the portion (peripheral portion) where the active species density distribution is low is high.

【0013】例えば、マイクロ波導波管9をプラズマチ
ャンバ3の中心軸上に接続して、マイクロ波をプラズマ
チャンバ3の中心軸上に導入した場合のパンチングプレ
ート8であれば、開口率が中央部で3%、周縁部で60
%程度になるように作製されている。
For example, if the microwave waveguide 9 is connected on the central axis of the plasma chamber 3 and the microwave is introduced on the central axis of the plasma chamber 3, the punching plate 8 has an aperture ratio of the central part. 3% at the periphery, 60 at the periphery
%.

【0014】しかしながら、パンチングプレート8の直
下では、未だに活性種の均一性は不十分であり、このた
めに活性種の均一性の実現のためにパンチングプレート
8から拡散する活性種が均一と見做せる状態になるま
で、パンチングプレート8と基板4との間にある程度の
距離(拡散距離)が必要となっている。
However, just below the punching plate 8, the uniformity of the active species is still insufficient, so that the active species diffused from the punching plate 8 are regarded as uniform in order to realize the uniformity of the active species. A certain distance (diffusion distance) is required between the punching plate 8 and the substrate 4 until the state is reached.

【0015】このため、現在のプロセスプラズマ装置で
は、中央部の高いプラズマの密度の条件ではなく、周辺
部の低いプラズマの密度の条件を基準に、かつ拡散距離
を長くとることで活性種密度の均一化を行っているの
で、プラズマにより生じた活性種の利用効率が低くなっ
ている。
For this reason, in the current process plasma apparatus, the active species density is not increased by increasing the diffusion distance on the basis of the low plasma density condition in the peripheral portion, but not the high plasma density condition in the central portion. Since the homogenization is performed, the utilization efficiency of the active species generated by the plasma is low.

【0016】汎用性ある現実的な解決策として、マイク
ロ波導入窓10の上面に、マイクロ波導波管9のH面に
2つのスロット(開口)を形成し、これらスロットから
漏洩するマイクロ波の重ね合わせにより均一化プラズマ
を得ることが行われている(スロットアンテナ方式)。
As a versatile and practical solution, two slots (openings) are formed in the H plane of the microwave waveguide 9 on the upper surface of the microwave introduction window 10 so that microwaves leaking from these slots are superposed. A uniform plasma is obtained by the combination (slot antenna method).

【0017】しかしながら、従来スロットアンテナ方式
は、半導体ウエハを対象とした小規模なプラズマ源には
実用化されていたが、この技術を用いて液晶基板などに
用いる大面積用プラズマを生成した場合には、十分に高
いプラズマ密度が得られず、又その均一性も低いものと
なり実用的でなかった。
However, the conventional slot antenna system has been put to practical use for a small-scale plasma source for a semiconductor wafer. However, when this technique is used to generate a large-area plasma used for a liquid crystal substrate or the like, However, a sufficiently high plasma density could not be obtained, and the uniformity was low, so that it was not practical.

【0018】以上のことから、プラズマ11により生成
された活性種12の均一性を高め、大面積基板を高速に
処理する技術が要求されている。又、上記スロットアン
テナ方式では、長時間使用する場合や大電力を投入した
場合、プラズマ11からの輻射熱などによりマイクロ波
導波管9に形成されたスロット部の形状が熱変形する問
題がある。
In view of the above, there is a need for a technique for improving the uniformity of the active species 12 generated by the plasma 11 and processing a large-area substrate at a high speed. In addition, the slot antenna method has a problem that when used for a long time or when a large amount of power is applied, the shape of the slot formed in the microwave waveguide 9 is thermally deformed due to radiant heat from the plasma 11 or the like.

【0019】このようにスロット部が熱変形した場合、
マイクロ波導波管9としての伝送モードが変化してしま
う、又はマイクロ波の反射が増加する等により動作が不
安定になる。
When the slot is thermally deformed as described above,
The operation becomes unstable due to a change in the transmission mode of the microwave waveguide 9 or an increase in microwave reflection.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】以上のように先ず、マ
イクロ波導波管9中を伝搬するマイクロ波を直接放射さ
せることにより生じたプラズマを用いる場合には、基板
4上の周縁部でのプラズマの密度が低くなっているとい
う条件を基準にパンチングプレート8の開口率分布を調
整し、加えて拡散距離を長くとることで活性種密度の均
一化を行なっているので、十分に高い活性種密度で均一
化を行うことができない。
As described above, first, when the plasma generated by directly radiating the microwave propagating in the microwave waveguide 9 is used, the plasma at the peripheral portion on the substrate 4 is used. The density of the active species is adjusted by adjusting the aperture ratio distribution of the punching plate 8 on the basis of the condition that the density of the active species is low, and by making the diffusion distance longer, the active species density is made uniform. Cannot be made uniform.

【0021】一方、スロットアンテナ方式では、プラズ
マ11からの輻射熱などによりマイクロ波導波管9に形
成されたスロット部の形状が熱変形した場合、マイクロ
波導波管9としての伝送モードが変化、又はマイクロ波
の反射が増加する等により動作が不安定になる。
On the other hand, in the slot antenna system, when the shape of the slot portion formed in the microwave waveguide 9 is thermally deformed due to radiant heat from the plasma 11, the transmission mode of the microwave waveguide 9 changes, or The operation becomes unstable due to an increase in wave reflection and the like.

【0022】そこで本発明は、大面積基板に対する処理
を行うときに活性種密度を均一化することができるプラ
ズマ装置を提供することを目的とする。又、本発明は、
プラズマからの輻射熱を受けても安定した動作を行い、
かつ大面積基板に対する処理を行うときに活性種密度を
均一化することができるプラズマ装置を提供することを
目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a plasma apparatus capable of making the active species density uniform when processing a large-area substrate. Also, the present invention
Performs stable operation even when receiving radiant heat from plasma,
Further, it is an object of the present invention to provide a plasma apparatus capable of making active species density uniform when performing processing on a large-area substrate.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】請求項1によれば、マイ
クロ波導波管を伝搬してきたマイクロ波をスロットから
マイクロ波導入窓を通して気密容器に導入し、この気密
容器内の媒質ガスを励起するプラズマ装置において、ス
ロットをマイクロ波導波管内に進行するマイクロ波の電
界方向に垂直な面(H面)に複数をほぼ互いに平行に形
成し、かつスロットは、自由空間を伝搬するマイクロ波
の波長をλo とすると、d≦λo /5を満足するスロッ
ト幅dに形成したプラズマ装置である。
According to the first aspect of the present invention, the microwave propagating through the microwave waveguide is introduced from the slot into the airtight container through the microwave introduction window, and the medium gas in the airtight container is excited. In the plasma device, a plurality of slots are formed substantially parallel to each other on a plane (H plane) perpendicular to the direction of the electric field of the microwave propagating in the microwave waveguide, and the slots define the wavelength of the microwave propagating in free space. Assuming that λ o , this is a plasma device formed with a slot width d satisfying d ≦ λ o / 5.

【0024】このようなプラズマ装置であれば、例えば
マイクロ波進行方向に平行に隣合う2本のスロットから
それぞれ放射されるマイクロ波電力を重ね合わせて均一
なプラズマを得ることができ、又マイクロ波進行方向の
スロット長さに応じてこのスロット方向における活性種
の均一性が保たれる。これにより、大面積の基板に対し
て効率よく短時間でエッチング/アッシング処理するの
に十分な量の活性種を基板に供給できる。
With such a plasma apparatus, for example, uniform plasma can be obtained by superimposing microwave power radiated from two adjacent slots parallel to the microwave traveling direction, for example. The uniformity of the active species in the slot direction is maintained according to the slot length in the traveling direction. Accordingly, a sufficient amount of active species can be supplied to the substrate having a large area so that the etching / ashing process can be efficiently performed in a short time.

【0025】請求項2によれば、マイクロ波導波管を伝
搬してきたマイクロ波をスロットからマイクロ波導入窓
を通して気密容器に導入し、この気密容器内の媒質ガス
を励起するプラズマ装置において、スロットをマイクロ
波導波管内に進行するマイクロ波の電界方向に垂直な面
(H面)に複数をほぼ互いに平行に形成し、かつスロッ
トは、自由空間を伝搬するマイクロ波の波長をλo 、マ
イクロ波導入窓を形成する誘電体の誘電率をεとする
と、
According to the second aspect of the present invention, the microwave propagating through the microwave waveguide is introduced from the slot into the hermetic container through the microwave introduction window and the medium gas in the hermetic container is excited. substantially parallel to form together a plurality perpendicular plane (H plane) in the direction of the electric field of the microwaves traveling in the microwave tube, and slots, the wavelength of the microwave propagating in the free space lambda o, the microwave introduction Assuming that the dielectric constant of the dielectric forming the window is ε,

【0026】[0026]

【数3】 を満足するスロット間距離Dに形成したプラズマ装置で
ある。
(Equation 3) This is a plasma device formed with a distance D between slots that satisfies the following.

【0027】請求項3によれば、マイクロ波導波管を伝
搬してきたマイクロ波をスロットからマイクロ波導入窓
を通して気密容器に導入し、この気密容器内の媒質ガス
を励起するプラズマ装置において、スロットをマイクロ
波導波管内に進行するマイクロ波の電界方向に垂直な面
(H面)に複数をほぼ互いに平行に形成し、かつスロッ
トは、マイクロ波導波管内を伝搬するマイクロ波の波長
をλg とすると、 (2n/3)・λg /2≦L≦(4n/3)・λg /2
(n:整数) を満足するスロット長さLに形成したプラズマ装置であ
る。
According to the third aspect, in the plasma apparatus for introducing the microwave propagating through the microwave waveguide from the slot into the airtight container through the microwave introduction window and exciting the medium gas in the airtight container, A plurality of slots are formed substantially parallel to each other on a plane (H plane) perpendicular to the direction of the electric field of the microwave propagating in the microwave waveguide, and the slot is defined assuming that the wavelength of the microwave propagating in the microwave waveguide is λ g , (2n / 3) · λ g / 2 ≦ L ≦ (4n / 3) · λ g / 2
(N: an integer).

【0028】請求項4によれば、マイクロ波導波管を伝
搬してきたマイクロ波をスロットからマイクロ波導入窓
を通して気密容器に導入し、この気密容器内の媒質ガス
を励起するプラズマ装置において、スロットをマイクロ
波導波管内に進行するマイクロ波の電界方向に垂直な面
(H面)に複数をほぼ互いに平行に形成し、かつ自由空
間を伝搬するマイクロ波の波長をλo 、マイクロ波導入
窓を形成する誘電体の誘電率をε、マイクロ波導波管内
を伝搬するマイクロ波の波長をλg とすると、 d≦λo /5 を満足するスロット幅dに形成し、
According to the fourth aspect, the microwave propagating through the microwave waveguide is introduced from the slot into the hermetic container through the microwave introduction window, and the medium in the hermetic container is excited. A plurality of microwaves are formed on a plane (H plane) perpendicular to the direction of the electric field of the microwave propagating in the microwave waveguide, almost in parallel with each other, and the wavelength of the microwave propagating in free space is λ o , and a microwave introduction window is formed. Assuming that the dielectric constant of the dielectric material to be formed is ε and the wavelength of the microwave propagating in the microwave waveguide is λ g , a slot width d satisfying d ≦ λ o / 5 is formed.

【0029】[0029]

【数4】 を満足するスロット間距離Dに形成し、 (2n/3)・λg /2≦L≦(4n/3)・λg /2 を満足するスロット長さLに形成したプラズマ装置であ
る。
(Equation 4) And a slot length L that satisfies (2n / 3) · λ g / 2 ≦ L ≦ (4n / 3) · λ g / 2.

【0030】請求項5によれば、マイクロ波導波管を伝
搬してきたマイクロ波をスロットからマイクロ波導入窓
を通して気密容器に導入し、この気密容器内の媒質ガス
を励起するプラズマ装置において、スロットをマイクロ
波導波管内に進行するマイクロ波の電界方向に垂直な面
(H面)に複数をほぼ互いに平行に形成し、かつスロッ
トは、所定スロット幅及び所定のスロット間距離に形成
された開口部を有し、これら開口部により形成された少
なくともスロット中央部の帯体を摺動自在に形成した第
1の金属板と、この第1の金属板における両端部の開口
部の各々について嵌合し、開口部のそれぞれを所定のス
ロット長さに形成する第2の金属板と、により形成され
たプラズマ装置である。
According to the fifth aspect, the microwave propagating through the microwave waveguide is introduced into the hermetic container from the slot through the microwave introduction window, and the plasma device for exciting the medium gas in the hermetic container is provided with the slot. A plurality of slots are formed substantially parallel to each other on a plane (H plane) perpendicular to the direction of the electric field of the microwave traveling in the microwave waveguide, and the slots have openings formed with a predetermined slot width and a predetermined distance between slots. A first metal plate in which at least a band at the center of the slot formed by these openings is slidably fitted, and each of the openings at both ends of the first metal plate is fitted; A second metal plate that forms each of the openings with a predetermined slot length.

【0031】このようなプラズマ装置であれば、プラズ
マからの輻射熱を受けると、第1の金属板における中央
部の帯体が熱膨脹するが、幅方向に比べて長手方向への
延びが特に大きい。この帯体は長手方向に延びることが
できるので、スロットの形状は、所定スロット幅、所定
のスロット間距離及び所定のスロット長さに保たれる。
これにより、プラズマからの輻射熱を受けても安定した
動作を行うことができ、かつ大面積基板に対する処理を
行うときに活性種密度を均一化できる。
In such a plasma apparatus, when radiant heat from the plasma is received, the central band of the first metal plate thermally expands, but the extension in the longitudinal direction is particularly large compared to the width direction. Since the band can extend in the longitudinal direction, the shape of the slot is maintained at a predetermined slot width, a predetermined inter-slot distance, and a predetermined slot length.
Accordingly, stable operation can be performed even when receiving radiation heat from plasma, and the density of active species can be made uniform when processing a large-area substrate.

【0032】請求項6によれば、請求項5記載のプラズ
マ装置において、第1の金属板は、中央部の帯体が摺動
自在に形成され、かつ第2の金属板は、各スロット用開
口部に対して嵌合する形状に形成されている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the plasma device according to the fifth aspect, the first metal plate is formed so that a central band body is slidable, and the second metal plate is provided for each slot. It is formed in a shape that fits into the opening.

【0033】請求項7によれば、請求項5記載のプラズ
マ装置において、第1及び第2の金属板は、板ばねを有
するプランジャを介してマイクロ波導波管の端部に電気
的に接続され、かつ少なくとも第1の金属板の中央部の
帯板がプランジャに対して摺動自在に設けられている。
According to the seventh aspect, in the plasma device according to the fifth aspect, the first and second metal plates are electrically connected to the end of the microwave waveguide via a plunger having a leaf spring. A strip at least at the center of the first metal plate is slidably provided on the plunger.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(1) 以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参
照して説明する。なお、図18と同一部分には同一符号
を付してその詳しい説明は省略する。図1はプロセスプ
ラズマ装置の構成図である。
(1) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same parts as those in FIG. 18 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. FIG. 1 is a configuration diagram of a process plasma apparatus.

【0035】マイクロ波導波管9は、図2に示すように
気密容器1のプラズマチャンバ3に対して3本設けられ
ている。これらマイクロ波導波管9(9a、9b、9
c)は、それぞれ矩形に形成され、その端部には各マイ
クロ波発振器20a、20b、20cが接続されてい
る。
As shown in FIG. 2, three microwave waveguides 9 are provided for the plasma chamber 3 of the airtight container 1. These microwave waveguides 9 (9a, 9b, 9
c) is formed in a rectangular shape, and each end thereof is connected to each of the microwave oscillators 20a, 20b, and 20c.

【0036】これらマイクロ波導波管9a、9b、9c
は、矩形波導波管の例えばTE10モードでマイクロ波が
伝送されるものとなっている。なお、各マイクロ波発振
器20a、20b、20cは、ここでは周波数2.45
GHzのマイクロ波を発振する機能を有している。
These microwave waveguides 9a, 9b, 9c
A microwave, for example, TE 10 mode rectangular wave waveguide has become what is transmitted. Note that each of the microwave oscillators 20a, 20b, and 20c has a frequency of 2.45 here.
It has a function of oscillating a microwave of GHz.

【0037】各マイクロ波導波管9a、9b、9cにお
けるマイクロ波導入窓10の上面9f、すなわち、マイ
クロ波導波管9a、9b、9c内に進行するマイクロ波
の電界方向に垂直なH面には、それぞれ図3に示すよう
に2つのスロット21、22が互いに平行に形成されて
いる。
The upper surface 9f of the microwave introduction window 10 in each of the microwave waveguides 9a, 9b, 9c, that is, the H plane perpendicular to the direction of the electric field of the microwave propagating into the microwave waveguides 9a, 9b, 9c is As shown in FIG. 3, two slots 21 and 22 are formed in parallel with each other.

【0038】これらスロット21、22は、マイクロ波
進行方向に対してそれぞれ平行に形成され、図4に示す
ように所定のスロット幅d、所定のスロット間距離D、
所定のスロット長さLを満たす形状に形成されている。
The slots 21 and 22 are formed in parallel with the microwave traveling direction, and have a predetermined slot width d, a predetermined slot distance D and a predetermined slot distance D as shown in FIG.
It is formed in a shape satisfying a predetermined slot length L.

【0039】すなわち、スロット幅dは、自由空間を伝
搬するマイクロ波の波長をλo とすると、 d≦λo /5 …(1)
を満足するように形成されている。又、スロット間距離
Dは、上記の如く自由空間を伝搬するマイクロ波の波長
をλ 、マイクロ波導入窓10を形成する誘電体の誘
電率をεとすると、
That is, assuming that the wavelength of the microwave propagating in the free space is λ o , the slot width d is d ≦ λ o / 5 (1)
Is formed so as to satisfy the following. Assuming that the wavelength D of the microwave propagating in free space as described above is λ o and the dielectric constant of the dielectric material forming the microwave introduction window 10 is ε,

【0040】[0040]

【数5】 を満足するように形成されている。(Equation 5) Is formed so as to satisfy the following.

【0041】又、スロット長さLは、マイクロ波導波管
9a、9b、9c内を伝搬するマイクロ波の波長をλ
g 、nを整数とすると、 (2n/3)・λg /2≦L≦(4n/3)・λg /2 …(3) を満足するように形成されている。
The slot length L is determined by the wavelength of the microwave propagating in the microwave waveguides 9a, 9b and 9c.
g, when the n is an integer, are formed so as to satisfy the (2n / 3) · λ g / 2 ≦ L ≦ (4n / 3) · λ g / 2 ... (3).

【0042】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。プロセスガス供給装置7からプラズマチ
ャンバ3内にCF4 、O2 、Cl2 等のアッシングやエ
ッチングに用いられるプロセスガスが供給される。
Next, the operation of the device configured as described above will be described. A process gas such as CF 4 , O 2 , Cl 2 or the like used for ashing or etching is supplied into the plasma chamber 3 from the process gas supply device 7.

【0043】これと共に3つのマイクロ波発振器20
a、20b、20cからそれぞれ先に述べた通りの周波
数2.45GHzのマイクロ波が発振されると、これら
マイクロ波は、矩形導波管のTE10モードで各マイクロ
波導波管9a、9b、9cをそれぞれ伝送し、互いに平
行な2つのスロット21、22から放射され、マイクロ
波導入窓10を透過し、プラズマチャンバ3内に導入さ
れる。
At the same time, three microwave oscillators 20
a, 20b, the microwave having a frequency of 2.45GHz as hereinbefore described to each destination from 20c is oscillated, these microwave rectangular waveguide TE 10 mode in each microwave waveguide 9a, 9b, 9c Are transmitted from each other, are radiated from two slots 21 and 22 parallel to each other, pass through the microwave introduction window 10, and are introduced into the plasma chamber 3.

【0044】このようにマイクロ波がプラズマチャンバ
3内に導入されると、プロセスガスは励起され、プラズ
マ11が発生する。ここで、このプラズマ化する部分で
のマイクロ波吸収率は高い。
When the microwave is introduced into the plasma chamber 3 as described above, the process gas is excited, and the plasma 11 is generated. Here, the microwave absorptivity at the portion where the plasma is formed is high.

【0045】実質的にマイクロ波は、自由空間中の誘電
体を伝搬するマイクロ波モードの重ね合わせが、プラズ
マの生成パターンにほぼ反映される。上記式(1)(2)で
は、誘電体中を伝搬するマイクロ波が干渉によって相殺
されることなく強め合い、又上記式(3) によって各スロ
ット21、22が効率良くマイクロ波を放射するアンテ
ナ効果を持つことを表す。
In the microwave, the superposition of the microwave modes propagating through the dielectric material in the free space is substantially reflected in the plasma generation pattern. In the above formulas (1) and (2), the antennas in which the microwaves propagating in the dielectric material reinforce each other without being canceled out by the interference and the slots 21 and 22 efficiently radiate the microwave by the formula (3) It has an effect.

【0046】このようにしてプラズマ11が発生する
と、このプラズマ11の発生により活性種12が生成さ
れ、この活性種12がパンチングプレート8を通過して
基板4上に供給され、この基板4に対する加工(エッチ
ング又はアッシング)が行われる。
When the plasma 11 is generated in this way, active species 12 are generated by the generation of the plasma 11, and the active species 12 are supplied to the substrate 4 through the punching plate 8 and processed on the substrate 4. (Etching or ashing) is performed.

【0047】次に上記2つのスロット21、22での実
験結果について説明する。図5はスロット幅dと放電安
定性を調べた結果を示す。スロット幅dを広くとってい
くと、放電安定性が低下しているのが分かる。これは、
マイクロ波の不必要なモード成分が誘電体から成るマイ
クロ波導入窓10中に放射され、モード間の干渉効果に
より、マイクロ波電力が相殺されるためである。
Next, the experimental results in the two slots 21 and 22 will be described. FIG. 5 shows the results of examining the slot width d and discharge stability. It can be seen that the wider the slot width d, the lower the discharge stability. this is,
This is because unnecessary mode components of the microwave are radiated into the microwave introduction window 10 made of a dielectric material, and the microwave power is offset by the interference effect between the modes.

【0048】図6はスロット幅dを上記式(1) の規定値
内におさめた条件の下で、スロット間距離Dと放電安定
性を調べた結果を示す。スロット間距離Dを上記式(2)
の規定値よりも広くした場合も狭くした場合も、いずれ
も放電安定性が低下していった。これは、各スロット2
1、22から放射されるマイクロ波が誘電体から成るマ
イクロ波導入窓10内で干渉し、マイクロ波電力が相殺
されるためである。
FIG. 6 shows the result of examining the distance D between slots and the discharge stability under the condition that the slot width d is kept within the specified value of the above equation (1). The distance D between the slots is calculated by the above equation (2).
In both cases where the width was wider than the specified value and the width where the width was narrowed, the discharge stability decreased. This is for each slot 2
This is because the microwaves radiated from the first and the second 22 interfere in the microwave introduction window 10 made of a dielectric, and the microwave power is canceled.

【0049】図7はスロット幅dを上記式(1) の規定値
内におさめ、かつスロット間距離Dを上記式(2) の規定
値内におさめた条件の下で、スロット長Lと放電安定性
を調べた結果を示す。
FIG. 7 shows the relationship between the slot length L and the discharge under the condition that the slot width d is within the specified value of the above equation (1) and the distance D between the slots is within the specified value of the above equation (2). The results of examining the stability are shown.

【0050】スロット長Lを上記式(3) の規定値よりも
長くした場合も短くした場合も、いずれも放電安定性が
低下していった。これは、マイクロ波がスロット21、
22内でアンテナ作用を行うことができず、各スロット
21、22は、マイクロ波発振器20a、20b、20
cの働きよりもむしろ漏洩源として作用したため、多く
の高次モードマイクロ波が誘電体から成るマイクロ波導
入窓10内に存在したため、相互に干渉し、マイクロ波
電力が相殺されたためである。
In both cases where the slot length L was made longer or shorter than the specified value of the above equation (3), the discharge stability decreased. This is because the microwave is slot 21,
Since no antenna function can be performed in the microwave oscillator 22, each of the slots 21 and 22 has a microwave oscillator 20 a, 20 b, 20
This is because many higher-order mode microwaves existed in the microwave introduction window 10 made of a dielectric material and acted as a leakage source rather than the function of c, and interfered with each other, thereby canceling out microwave power.

【0051】以上に実験の結果、上記式(1) 〜(3) を満
足するスロット21、22を有するマイクロ波導波管9
a、9b、9cを用いた場合、気密容器1のプラズマチ
ャンバ3内に均一なプラズマ11を得ることができる。
As a result of the above experiment, the microwave waveguide 9 having the slots 21 and 22 satisfying the above equations (1) to (3) is obtained.
When a, 9b, and 9c are used, uniform plasma 11 can be obtained in the plasma chamber 3 of the hermetic container 1.

【0052】例えば、断面積96mm×27mmの矩形
型の3本のマイクロ波導波管9a、9b、9cに1kW
のマイクロ波(周波数2.45GHz,λo =122.
4mm)をTE10モードによって伝搬させ、上記式(1)
〜(3) を満足する寸法のスロット21、22、例えば、 d=10mm D=50mm L=480mm の寸法のスロット21、22から放射させ、石英のマイ
クロ波導入窓10を通してプラズマチャンバ3内に放射
させた。
For example, 1 kW is applied to three rectangular microwave waveguides 9a, 9b, 9c having a cross-sectional area of 96 mm × 27 mm.
(Frequency 2.45 GHz, λ o = 122.
4 mm) in the TE 10 mode, and the above equation (1)
(3), for example, d = 10 mm, D = 50 mm, L = 480 mm, and radiate into the plasma chamber 3 through the quartz microwave introduction window 10. I let it.

【0053】図8はかかるスロット21、22を通して
マイクロ波をプラズマチャンバ3内に放射したときの基
板4上に到達した活性種(ラジカル)密度分布の相対値
を示す図である。なお、今回使用した基板4のサイズ
は、1000mm×1000mmである。
FIG. 8 is a view showing the relative value of the density distribution of active species (radicals) reaching the substrate 4 when microwaves are radiated into the plasma chamber 3 through the slots 21 and 22. The size of the substrate 4 used this time is 1000 mm × 1000 mm.

【0054】この活性種密度分布から分かるように、従
来と比較して、例えばメーターサイズの大型基板4に対
して活性種密度分布の均一度は、±10%となってい
る。このように上記第1の実施の形態においては、マイ
クロ波導波管9a、9b、9c内のH面に、スロット幅
d、スロット間距離D及びスロット長さLを満たす形状
の互いに平行な2つのスロット21、22を形成したの
で、均一な電子密度分布を持つプラズマ11を生成で
き、大面積の基板4面上での活性種密度を均一化でき
る。
As can be seen from the active species density distribution, the uniformity of the active species density distribution with respect to the large-sized substrate 4 having a meter size, for example, is ± 10% as compared with the related art. As described above, in the first embodiment, two parallel surfaces each having a shape satisfying the slot width d, the inter-slot distance D, and the slot length L are provided on the H plane in the microwave waveguides 9a, 9b, 9c. Since the slots 21 and 22 are formed, the plasma 11 having a uniform electron density distribution can be generated, and the active species density on the large-area substrate 4 can be uniformed.

【0055】又、均一な活性種密度を得るためにパンチ
ングプレート8による損失の補正をする必要がなく、か
つ電子密度が高い部分を基準として高い開口率でパンチ
ングプレート8を作製できる。例えば、パンチングプレ
ート8の平均開口率を約2倍に高めることが可能とな
り、プロセス速度も約2倍に速くでき生産性に貢献でき
る。
Further, it is not necessary to correct the loss due to the punching plate 8 in order to obtain a uniform active species density, and the punching plate 8 can be manufactured with a high aperture ratio based on a portion where the electron density is high. For example, it is possible to increase the average aperture ratio of the punching plate 8 to about twice, and to increase the process speed to about twice, thereby contributing to productivity.

【0056】さらに、2000mm×2000mmサイ
ズの基板4に対しても同様の実験を行い、より大型の基
板4となり、6台のマイクロ波発振器と6本のマイクロ
波導波管を用いてプラズマ生成を行った結果、1000
mm×1000mmサイズの基板4を処理すると同等の
エッチングレートを得ることができた。
Further, the same experiment was performed on a substrate 4 of 2000 mm × 2000 mm size, and a larger substrate 4 was formed. Plasma generation was performed using six microwave oscillators and six microwave waveguides. As a result, 1000
When the substrate 4 having the size of mm × 1000 mm was processed, the same etching rate could be obtained.

【0057】又、スケーリングの効果も顕著であり実用
上問題のないことを確認できた。なお、上記第1の実施
の形態は、次の通り変形してもよい。上記第1の実施の
形態では、矩形のマイクロ波導波管9にスロット21、
22を形成することについて説明したが、実際には、こ
れらマイクロ波導波管及び気密容器1との結合位置にス
ロット21、22を形成してもよく、さらには用途に応
じた任意の形状のマイクロ波導波管や気密容器11、ス
ロット21、22を形成してもよい。又、マイクロ波の
伝送モードについてもTEM11などの他の種類でもよ
い。又、その発振周波数も2.45GHzには限られ
ず、10GHzから100GHzの間の高周波電源を用
いて同様のシステムを組んでもよい。
Further, the effect of the scaling was remarkable, and it was confirmed that there was no problem in practical use. Note that the first embodiment may be modified as follows. In the first embodiment, the rectangular microwave waveguide 9 has the slot 21,
Although the formation of the groove 22 has been described, in actuality, the slots 21 and 22 may be formed at the coupling position with the microwave waveguide and the hermetic container 1, and furthermore, a micro-shaped member having an arbitrary shape depending on the application. Wave waveguides, airtight containers 11, and slots 21 and 22 may be formed. Further, it may be other types, such as TEM 11 also transmission mode of the microwaves. Further, the oscillation frequency is not limited to 2.45 GHz, and a similar system may be constructed using a high-frequency power supply between 10 GHz and 100 GHz.

【0058】又、3台のマイクロ波発振器20a、20
b、20cを用いるのに限らず、2台以下、4台以上の
マイクロ波発振器を用いてもよい。例えば、1台のマイ
クロ波発振器23を用いた場合には、図9に示すように
マイクロ波導波管24を数回折り返し、気密容器1のマ
イクロ波導入窓10面上に例えば3回通過するように配
置する。
Further, three microwave oscillators 20a, 20
Instead of using b and 20c, two or less and four or more microwave oscillators may be used. For example, when one microwave oscillator 23 is used, as shown in FIG. 9, the microwave waveguide 24 is bent several times and passes through the microwave introduction window 10 of the airtight container 1 three times, for example. To place.

【0059】そして、マイクロ波導波管24におけるマ
イクロ波導入窓10面と接触する3部分にそれぞれ上記
スロット21、22を形成する。又、図10に示すよう
にマイクロ波導波管25を2つに分岐し、これら分岐し
た2つのマイクロ波導波管25を気密容器1のマイクロ
波導入窓10面上に配置する。
The slots 21 and 22 are formed in three portions of the microwave waveguide 24 which are in contact with the surface of the microwave introduction window 10. As shown in FIG. 10, the microwave waveguide 25 is branched into two, and these two branched microwave waveguides 25 are arranged on the surface of the microwave introduction window 10 of the airtight container 1.

【0060】そして、これら分岐した各マイクロ波導波
管25におけるマイクロ波導入窓10面と接触する各部
分にそれぞれ上記スロット21、22を形成する。この
ように1台のマイクロ波発振器23を用い、マイクロ波
導波管24を折り返し、又はマイクロ波導波管25を分
岐しても上記第1の実施の形態と同様の効果を奏するこ
とができる。
The slots 21 and 22 are formed in each of the portions of each of the branched microwave waveguides 25 that come into contact with the surface of the microwave introduction window 10. As described above, even if one microwave oscillator 23 is used and the microwave waveguide 24 is folded or the microwave waveguide 25 is branched, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0061】又、マイクロ波導波管のH面に形成するス
ロットは、図11に示すようにマイクロ波導波管26の
マイクロ波進行方向に対して平行に複数組みの各スロッ
ト、例えばスロット27と28、29と30、31と3
2を形成してもよい。
As shown in FIG. 11, a plurality of sets of slots, for example, slots 27 and 28, are formed in the H plane of the microwave waveguide in parallel with the microwave traveling direction of the microwave waveguide 26. , 29 and 30, 31 and 3
2 may be formed.

【0062】このように構成することにより、正味のス
ロット27と28、29と30、31と32のスロット
長に応じた大面積のプラズマを得ることができる。 (2) 次に本発明の第2の実施の形態について説明する。
With this configuration, it is possible to obtain a large-area plasma corresponding to the net slots 27 and 28, 29 and 30, and 31 and 32. (2) Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0063】図12はプロセスプラズマ装置の構成図で
ある。気密容器40の内部には、液晶基板等の基板4を
載置する加工ステージ41が設けられ、かつその底部に
は、ガス排気ダクト42が設けられている。
FIG. 12 is a configuration diagram of a process plasma apparatus. A processing stage 41 on which the substrate 4 such as a liquid crystal substrate is mounted is provided inside the airtight container 40, and a gas exhaust duct 42 is provided at the bottom thereof.

【0064】なお、気密容器40は、基板4が充分に収
納でき、かつマイクロ波導波管43により放射されるマ
イクロ波が均一に効率よく気密容器40の内部に入射で
きるような形状及び大きさ等に設計されている。
The shape and size of the hermetic container 40 are such that the substrate 4 can be sufficiently accommodated and the microwaves radiated by the microwave waveguide 43 can be uniformly and efficiently entered into the hermetic container 40. Designed for

【0065】又、気密容器40には、CF4 、O2 、C
2 等のプロセスガス(媒質ガス)をその内部に供給す
るためのノズル44が設けられている。一方、気密容器
40の上部には、マイクロ波源45からのマイクロ波を
伝搬する上記マイクロ波導波管43が設けられている。
The airtight container 40 contains CF 4 , O 2 , C
nozzle 44 for supplying a l 2, etc. of the process gas (medium gas) therein is provided. On the other hand, the microwave waveguide 43 for transmitting the microwave from the microwave source 45 is provided above the airtight container 40.

【0066】このマイクロ波導波管43は、その端部が
誘電体から形成されるマイクロ波導入窓46を介して気
密容器40に接続されている。このマイクロ波導波管4
3におけるマイクロ波導入窓46と接続される部分、す
なわちマイクロ波導波管43内に進行するマイクロ波の
電界方向に垂直なH面には、互いに平行な2つのスロッ
ト(スロットアンテナ)47、48が形成されている。
The microwave waveguide 43 has an end connected to the airtight container 40 through a microwave introduction window 46 formed of a dielectric material. This microwave waveguide 4
3, two slots (slot antennas) 47 and 48 parallel to each other are provided on the portion connected to the microwave introduction window 46, that is, on the H plane perpendicular to the direction of the electric field of the microwave traveling in the microwave waveguide 43. Is formed.

【0067】これらスロット47、48は、図13に示
すように第1の金属板49及び2枚の第2の金属板5
0、51から形成されている。なお、これら第1及び第
2の金属板49、50、51は、マイクロ波導波管43
におけるコ字断面形状の金属チャンネル43aの開口部
に対して取り付けられる。
As shown in FIG. 13, the slots 47 and 48 are provided with a first metal plate 49 and two second metal plates 5.
0, 51. The first and second metal plates 49, 50, and 51 are connected to the microwave waveguide 43.
Is attached to the opening of the metal channel 43a having the U-shaped cross section.

【0068】このうち第1の金属板49は、長手方向に
平行に2つのスロット用開口部49a、49bを有する
E形状に形成され、かつこれらスロット用開口部49
a、49bにより形成された中央部の帯体49cを長手
方向(イ)に摺動自在に形成されている。
The first metal plate 49 is formed in an E shape having two slot openings 49a and 49b parallel to the longitudinal direction.
A central band 49c formed by a and 49b is slidably formed in the longitudinal direction (a).

【0069】各第2の金属板50、51は、それぞれ各
スロット用開口部49a、49bに対して嵌合するL形
状に形成されている。このように第1と第2の金属板4
9、50、51を組み合わせて形成された2つのスロッ
トの寸法は、上記第1の実施の形態における式(1) 〜
(3) によってそれぞれ表されるスロット幅d、スロット
間距離D及びスロット長さLに形成されている。
Each of the second metal plates 50 and 51 is formed in an L shape to be fitted into each of the slot openings 49a and 49b. Thus, the first and second metal plates 4
The dimensions of the two slots formed by combining 9, 50 and 51 are determined by the equations (1) to (1) in the first embodiment.
The slot width d, the inter-slot distance D and the slot length L are respectively represented by (3).

【0070】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。気密容器40内にCF4 、O2 、Cl2
等のプロセスガスが供給される。これと共にマイクロ波
源45から例えば周波数2.45GHzのマイクロ波が
発振され、このマイクロ波が矩形導波管のTE10モード
で各マイクロ波導波管43を伝送し、互いに平行な2つ
のスロット47、48から放射され、マイクロ波導入窓
46を透過し、気密容器40内に導入される。
Next, the operation of the device configured as described above will be described. CF 4 , O 2 , Cl 2 in the airtight container 40
Is supplied. This microwave e.g. frequency 2.45GHz from the microwave source 45 is oscillated together with the microwaves transmitted each microwave waveguide 43 in TE 10 mode of the rectangular waveguide, the two mutually parallel slots 47,48 , Is transmitted through the microwave introduction window 46, and is introduced into the airtight container 40.

【0071】このようにマイクロ波が気密容器40内に
導入されると、プロセスガスは励起され、プラズマが発
生する。このようにプラズマが発生すると、このプラズ
マの発生により活性種が生成され、この活性種が基板4
上に供給され、この基板4に対する加工(エッチング又
はアッシング)が行われる。
When the microwave is introduced into the hermetic container 40 in this manner, the process gas is excited and plasma is generated. When the plasma is generated in this way, active species are generated by the generation of the plasma, and the active species is
The processing is performed on the substrate 4 (etching or ashing).

【0072】ここで、長時間使用する場合や大電力を投
入した場合、プラズマからの輻射熱などにより2つのス
ロット47、48を形状する第1及び第2の金属板4
9、50、51が加熱される。
Here, when used for a long time or when large electric power is applied, the first and second metal plates 4 forming the two slots 47 and 48 by radiant heat from plasma or the like.
9, 50, 51 are heated.

【0073】これら第1及び第2の金属板49、50、
51が加熱されると、図13に示すように第1の金属板
49における中央部の帯体49cが長手方向に最も膨脹
する(49d)。
The first and second metal plates 49, 50,
When the member 51 is heated, the central band 49c of the first metal plate 49 expands most in the longitudinal direction as shown in FIG. 13 (49d).

【0074】この帯体49cは、マイクロ波導波管43
の金属チャンネル43a及びマイクロは導入窓46に対
して摺動自在に設けられているので、マイクロ波による
加熱で熱膨脹を起こしても、その伸びは摺動により帯体
49cが撓むことなく吸収される。
The band 49 c is formed by the microwave waveguide 43.
The metal channel 43a and the micro are slidably provided with respect to the introduction window 46. Therefore, even if the thermal expansion is caused by heating by the microwave, the expansion is absorbed without bending of the band 49c due to the sliding. You.

【0075】従って、第1及び第2の金属板49、5
0、51が加熱されてその帯体49cが熱膨脹しても、
2つのスロット47、48の寸法は、上記式(1) 〜(3)
により表されるスロット幅d、スロット間距離D及びス
ロット長さLに維持される。
Therefore, the first and second metal plates 49, 5
Even if 0 and 51 are heated and the band 49c thermally expands,
The dimensions of the two slots 47 and 48 are determined by the above equations (1) to (3).
Is maintained at the slot width d, the inter-slot distance D, and the slot length L represented by

【0076】このように上記第2の実施の形態において
は、2つのスロット47、48を、長手方向に平行に2
つのスロット用開口部49a、49bを有するE形状に
形成され、かつこれらスロット用開口部49a、49b
により形成された中央部の帯体49cを摺動自在に形成
した第1の金属板49と、各スロット用開口部49a、
49bに対して嵌合するL形状に形成された各第2の金
属板50、51とを組み合わせて形成したので、プラズ
マからの輻射熱を受けて第1及び第2の金属板49、5
0、51が加熱されても、2つのスロット47、48の
寸法を当初のスロット幅d、スロット間距離D及びスロ
ット長さLに維持でき、均一な電子密度分布を持つプラ
ズマを生成でき、大面積の基板4面上での活性種密度を
均一化できる。
As described above, in the second embodiment, the two slots 47 and 48 are formed in parallel with each other in the longitudinal direction.
It is formed into an E shape having two slot openings 49a, 49b, and these slot openings 49a, 49b are formed.
A first metal plate 49 slidably formed with a band 49c at a central portion formed by
Since each of the second metal plates 50 and 51 formed into an L-shape to be fitted to 49b is formed in combination, the first and second metal plates 49 and 5 receive radiant heat from the plasma.
Even if 0 and 51 are heated, the dimensions of the two slots 47 and 48 can be maintained at the initial slot width d, the inter-slot distance D and the slot length L, and a plasma having a uniform electron density distribution can be generated. The active species density on the surface of the substrate 4 can be made uniform.

【0077】又、上記第1の実施の形態と同様に、均一
な活性種密度を得るためにパンチングプレート8による
損失の補正をする必要がなく、かつ電子密度が高い部分
を基準として高い開口率でパンチングプレート8を作製
できる。例えば、パンチングプレート8の平均開口率を
約2倍に高めることが可能となり、プロセス速度も約2
倍に速くでき生産性に貢献できる。 (3) 次に本発明の第3の実施の形態について説明する。
なお、図12と同一部分には同一符号を付してその詳し
い説明は省略し、かつ図12に示すプロセスプラズマ装
置と異なる部分のみ説明する。
Further, as in the first embodiment, it is not necessary to correct the loss due to the punching plate 8 in order to obtain a uniform active species density, and a high aperture ratio based on a portion having a high electron density. Thus, the punching plate 8 can be manufactured. For example, it is possible to increase the average aperture ratio of the punching plate 8 to about twice, and to reduce the process speed by about 2 times.
Double the speed and contribute to productivity. (3) Next, a third embodiment of the present invention will be described.
The same parts as those in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and only parts different from the process plasma apparatus shown in FIG. 12 will be described.

【0078】図14はプロセスプラズマ装置に適用する
スロット部分の構成図である。マイクロ波導波管43の
一部を形成する金属チャンネル43aの終端部には、プ
ランジャ60を介してスロット用開口部61a、61b
を形成する金属板61が取り付けられている。
FIG. 14 is a configuration diagram of a slot portion applied to a process plasma apparatus. At the end of the metal channel 43a forming a part of the microwave waveguide 43, slot openings 61a, 61b are inserted through a plunger 60.
Is attached.

【0079】プランジャ60は、箱形状でその外周面に
複数の板ばね62が設けられている。これら板ばね62
は、図15(a)(b)に示すように金属チャンネル43aと
金属板61とに対してそれぞれ圧接される。そして、こ
れら金属チャンネル43aとプランジャ60とは、金属
板61との間で電気的な接続が行われるものとなってい
る。
The plunger 60 has a box shape and has a plurality of leaf springs 62 provided on the outer peripheral surface thereof. These leaf springs 62
Are pressed against the metal channel 43a and the metal plate 61, respectively, as shown in FIGS. The metal channel 43a and the plunger 60 are electrically connected to the metal plate 61.

【0080】なお、図15(a) はマイクロ波導波管43
を側面方向から見た断面構成図、同図(b) はマイクロ波
導波管43を上方方向から見た断面構成図である。すな
わち、各板ばね62は、その付勢力により金属チャンネ
ル43aと金属板61とに対してそれぞれ圧接してい
る。
FIG. 15A shows the microwave waveguide 43.
Is a cross-sectional view of the microwave waveguide 43 viewed from above, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the microwave waveguide 43 viewed from above. That is, each leaf spring 62 presses against the metal channel 43a and the metal plate 61 by the urging force.

【0081】金属板61は、長手方向に平行に2つのス
ロット用開口部61a、61bを有するE形状に形成さ
れ、かつこれらスロット用開口部61a、61bにより
形成された中央部の帯体61cを長手方向(ロ)に摺動
自在に形成されている。
The metal plate 61 is formed in an E shape having two slot openings 61a and 61b in parallel with the longitudinal direction, and a central band body 61c formed by the slot openings 61a and 61b is formed. It is formed to be slidable in the longitudinal direction (b).

【0082】この中央部の帯体61cの先端部は、幅が
広く形成され、これにより各スロット用開口部61a、
61bを2つのスロット63、64として形成し、かつ
プランジャ60の各板ばね62に対して接触するように
なっている。
The front end of the central band 61c is formed to have a large width, so that each slot opening 61a,
61b is formed as two slots 63, 64 and is adapted to contact each leaf spring 62 of the plunger 60.

【0083】このように形成された2つのスロット6
3、64の寸法は、上記第1の実施の形態における式
(1) 〜(3) によって表されるスロット幅d、スロット間
距離D及びスロット長さLに形成されている。
The two slots 6 thus formed
The dimensions of 3 and 64 are determined by the equations in the first embodiment.
The slot width d, the inter-slot distance D, and the slot length L represented by (1) to (3) are formed.

【0084】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。気密容器40内にCF4 、O2 、Cl2
等のプロセスガスが供給される。これと共にマイクロ波
源45から例えば周波数2.45GHzのマイクロ波が
発振され、このマイクロ波が矩形導波管のTE10モード
で各マイクロ波導波管43を伝送し、互いに平行な2つ
のスロット63、64から放射され、マイクロ波導入窓
46を透過し、気密容器40内に導入される。
Next, the operation of the device configured as described above will be described. CF 4 , O 2 , Cl 2 in the airtight container 40
Is supplied. This microwave e.g. frequency 2.45GHz from the microwave source 45 is oscillated together with the microwaves transmitted each microwave waveguide 43 in TE 10 mode of the rectangular waveguide, the two mutually parallel slots 63 and 64 , Is transmitted through the microwave introduction window 46, and is introduced into the airtight container 40.

【0085】このようにマイクロ波が気密容器40内に
導入されると、プロセスガスは励起され、プラズマが発
生する。このようにプラズマが発生すると、このプラズ
マにより活性種が生成され、この活性種が基板4上に供
給され、この基板4に対する加工(エッチング又はアッ
シング)が行われる。
When the microwave is introduced into the hermetic container 40 in this way, the process gas is excited and plasma is generated. When the plasma is generated in this manner, active species are generated by the plasma, and the active species is supplied onto the substrate 4 and processing (etching or ashing) on the substrate 4 is performed.

【0086】ここで、長時間使用する場合や大電力を投
入した場合、プラズマからの輻射熱などにより2つのス
ロット63、64を形状する金属板61が加熱される。
この金属板61が加熱されると、図14に示すように金
属板61における中央部の帯体61cが長手方向(ロ)
に最も膨脹する。
Here, when used for a long time or when a large amount of electric power is applied, the metal plate 61 forming the two slots 63 and 64 is heated by radiant heat from plasma or the like.
When the metal plate 61 is heated, as shown in FIG. 14, the band 61c at the center of the metal plate 61 is moved in the longitudinal direction (b).
Inflates the most.

【0087】この帯体61cは、プランジャ60の各板
ばね62を介して摺動自在に設けられているので、熱膨
脹が発生しても、その伸びは摺動により帯体61の長手
方向に逃される。
Since the band 61c is slidably provided via the respective leaf springs 62 of the plunger 60, even if thermal expansion occurs, its expansion is released in the longitudinal direction of the band 61 by sliding. It is.

【0088】従って、金属板61が加熱されてその帯体
61cが熱膨脹しても撓むことがなく、2つのスロット
63、64の寸法は、上記式(1) 〜(3) によって表され
るスロット幅d、スロット間距離D及びスロット長さL
が保持される。
Accordingly, even if the metal plate 61 is heated and the strip 61c is thermally expanded, it does not bend, and the dimensions of the two slots 63 and 64 are represented by the above equations (1) to (3). Slot width d, distance D between slots, and slot length L
Is held.

【0089】このように上記第3の実施の形態によれ
ば、上記第2の実施の形態と同様に、プラズマからの輻
射熱を受けて金属板61が加熱されても、2つのスロッ
ト63、64の寸法を当初のスロット幅d、スロット間
距離D及びスロット長さLに維持でき、均一な電子密度
分布を持つプラズマを生成でき、大面積の基板4面上で
の活性種密度を均一化できる。
According to the third embodiment, as in the second embodiment, even if the metal plate 61 is heated by receiving the radiant heat from the plasma, the two slots 63 and 64 are formed. Can be maintained at the initial slot width d, the inter-slot distance D, and the slot length L, plasma having a uniform electron density distribution can be generated, and the active species density on the large-area substrate 4 can be uniformed. .

【0090】又、上記第1の実施の形態と同様に、均一
な活性種密度を得るためにパンチングプレート8による
損失の補正をする必要がなく、かつ電子密度が高い部分
を基準として高い開口率でパンチングプレート8を作製
できる。例えば、パンチングプレート8の平均開口率を
約2倍に高めることが可能となり、プロセス速度も約2
倍に速くでき生産性に貢献できる。
Further, similarly to the first embodiment, it is not necessary to correct the loss due to the punching plate 8 in order to obtain a uniform active species density, and a high aperture ratio based on a portion where the electron density is high. Thus, the punching plate 8 can be manufactured. For example, it is possible to increase the average aperture ratio of the punching plate 8 to about twice, and to reduce the process speed by about 2 times.
Double the speed and contribute to productivity.

【0091】又、板ばね62の付いたプランジャ60を
設けているので、金属板61が熱膨張しても、マイクロ
波導波管43を構成する金属チャネル43aと金属板6
1との電気的接続を充分に確保できる。 (4) 次に本発明の第4の実施の形態について説明する。
なお、図12と同一部分には同一符号を付してその詳し
い説明は省略し、かつ図12に示すプロセスプラズマ装
置と異なる部分のみ説明する。
Further, since the plunger 60 with the leaf spring 62 is provided, even if the metal plate 61 thermally expands, the metal channel 43a forming the microwave waveguide 43 and the metal plate 6
1 can be sufficiently secured. (4) Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
The same parts as those in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and only parts different from the process plasma apparatus shown in FIG. 12 will be described.

【0092】図16はプロセスプラズマ装置に適用する
スロット部分の構成図である。マイクロ波導波管43の
金属チャンネル43aの端部には、導波管底面金属板7
0が取り付けられている。
FIG. 16 is a configuration diagram of a slot portion applied to a process plasma apparatus. At the end of the metal channel 43a of the microwave waveguide 43, a waveguide bottom metal plate 7 is provided.
0 is attached.

【0093】この導波管底面金属板70は、長手方向に
平行に2つのスロット用開口部70a、70bを有する
E形状に形成され、かつこれらスロット用開口部70
a、70bにより形成された中央部の帯体70cを長手
方向(ハ)に摺動自在に形成されている。
The waveguide bottom metal plate 70 is formed in an E shape having two slot openings 70a and 70b parallel to the longitudinal direction.
A band 70c at the center formed by a and 70b is slidably formed in the longitudinal direction (C).

【0094】この中央部の帯体70cの先端部は、幅が
広く形成され、これにより各スロット用開口部70a、
70bを2つのスロット71、72として形成してい
る。このように形成された2つのスロット71、72の
寸法は、上記第1の実施の形態における式(1) 〜(3) に
よって表されるスロット幅d、スロット間距離D及びス
ロット長さLに形成されている。
The end of the central band 70c is formed to have a large width, so that each slot opening 70a,
70b is formed as two slots 71 and 72. The dimensions of the two slots 71 and 72 formed in this manner are determined by the slot width d, the inter-slot distance D, and the slot length L represented by the equations (1) to (3) in the first embodiment. Is formed.

【0095】なお、帯体70cの幅広く形成された先端
部と両側の各帯体70d、70eとの間は、切り込み7
3が入れられた構成となっている。両側の各帯体70
d、70eには、複数の楕円状のねじ孔74が所定間隔
毎に形成されている。これらねじ孔74は、各帯体70
d、70eの長手方向と同一方向に楕円の長半径が形成
されている。
A notch 7 is formed between the wide end portion of the band 70c and each of the bands 70d and 70e on both sides.
3 is included. Each band 70 on both sides
A plurality of elliptical screw holes 74 are formed at predetermined intervals in d and 70e. These screw holes 74 are provided in each band 70.
The major radius of the ellipse is formed in the same direction as the longitudinal direction of d and 70e.

【0096】従って、導波管底面金属板70は、マイク
ロ波導波管43の金属チャンネル43aに対してばね付
のねじ75により締結されている。次に上記の如く構成
された装置の作用について説明する。
Accordingly, the waveguide bottom metal plate 70 is fastened to the metal channel 43a of the microwave waveguide 43 by the screw 75 with a spring. Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described.

【0097】気密容器40内にCF4 、O2 、Cl2
のプロセスガスが供給され、これと共にマイクロ波源4
5から発振されたマイクロ波がマイクロ波導波管43を
伝送し、互いに平行な2つのスロット71、72から放
射され、マイクロ波導入窓46を透過し、気密容器40
内に導入されると、プロセスガスは励起され、プラズマ
が発生する。
A process gas such as CF 4 , O 2 , Cl 2 is supplied into the airtight container 40, and a microwave source 4
5 is transmitted through the microwave waveguide 43, is radiated from the two slots 71 and 72 parallel to each other, passes through the microwave introduction window 46, and passes through the airtight container 40.
When introduced into the process gas, the process gas is excited and a plasma is generated.

【0098】このようにプラズマが発生すると、このプ
ラズマにより活性種が生成され、この活性種が基板4上
に供給され、この基板4に対する加工(エッチング又は
アッシング)が行われる。
When the plasma is generated as described above, active species are generated by the plasma, and the active species is supplied onto the substrate 4, and the substrate 4 is processed (etched or ashed).

【0099】ここで、長時間使用する場合や大電力を投
入した場合、プラズマからの輻射熱などにより2つのス
ロット71、72を形状する導波管底面金属板70が加
熱される。
Here, when used for a long time or when large power is applied, the waveguide bottom metal plate 70 having the two slots 71 and 72 is heated by radiant heat from the plasma or the like.

【0100】この導波管底面金属板70が加熱される
と、その中央部の帯体70cが長手方向(ハ)に最も膨
脹する。この帯体70cは、長手方向に対して摺動自在
に設けられているので、熱膨脹を起こしても、その伸び
は摺動により長手方向へ逃される。
When the waveguide bottom metal plate 70 is heated, the central band 70c expands most in the longitudinal direction (C). Since the band 70c is provided so as to be slidable in the longitudinal direction, even if thermal expansion occurs, the elongation is released in the longitudinal direction by sliding.

【0101】又、両側の各帯体70d、70eもプラズ
マの輻射熱を受けて熱膨脹しても、楕円状のねじ孔74
を通してばね付のねじ75により締結されているので、
その延びは摺動により吸収される。
Also, even if the belts 70d and 70e on both sides are thermally expanded by receiving the radiation heat of the plasma, the elliptical screw holes 74 are also formed.
And is fastened by a screw 75 with a spring,
The extension is absorbed by sliding.

【0102】従って、導波管底面金属板70が加熱され
てその帯体70cが熱膨脹しても、2つのスロット7
1、72の寸法は、上記式(1) 〜(3) によって表される
スロット幅d、スロット間距離D及びスロット長さLが
保持される。
Therefore, even if the waveguide bottom metal plate 70 is heated and the band 70c thermally expands, the two slots 7
The dimensions 1 and 72 hold the slot width d, the inter-slot distance D and the slot length L expressed by the above equations (1) to (3).

【0103】このように上記第4の実施の形態によれ
ば、上記第3の実施の形態と同様な効果を奏することが
できる。 (5) 次に本発明の第5の実施の形態について説明する。
なお、図12と同一部分には同一符号を付してその詳し
い説明は省略し、かつ図12に示すプロセスプラズマ装
置と異なる部分のみ説明する。
As described above, according to the fourth embodiment, the same effects as those of the third embodiment can be obtained. (5) Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
The same parts as those in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and only parts different from the process plasma apparatus shown in FIG. 12 will be described.

【0104】図17はプロセスプラズマ装置に適用する
スロット部分の構成図である。マイクロ波導波管43の
金属チャンネル43aの端部には、プランジャ80を介
してE形状の第1の金属板81が取り付けられている。
FIG. 17 is a configuration diagram of a slot portion applied to a process plasma apparatus. An E-shaped first metal plate 81 is attached to an end of the metal channel 43 a of the microwave waveguide 43 via a plunger 80.

【0105】プランジャ80は、箱形状でその外周面に
複数の板ばね82が設けられている。これら板ばね82
は、金属チャンネル43aと第1の金属板81とに対し
てそれぞれ圧接される。そして、これら金属チャンネル
43aとプランジャ60とは、第1の金属板81との間
で電気的な接続が行われるものとなっている。
The plunger 80 has a box shape and has a plurality of leaf springs 82 provided on the outer peripheral surface thereof. These leaf springs 82
Are pressed against the metal channel 43a and the first metal plate 81, respectively. The metal channel 43a and the plunger 60 are electrically connected to the first metal plate 81.

【0106】第1の金属板81は、E形状で長手方向に
平行に2つのスロット用開口部81a、81bを有し、
かつこれらスロット用開口部81a、81bにより形成
された中央部の帯体81cを長手方向(ニ)に摺動自在
に形成されている。
The first metal plate 81 has an E shape and has two slot openings 81a and 81b parallel to the longitudinal direction.
A band 81c at the center formed by the slot openings 81a and 81b is slidably formed in the longitudinal direction (d).

【0107】この第1の金属板81の先端部には、各ス
ロット用開口部81a、81bに対して嵌合するL形状
に形成された各第2の金属83、84がそれぞれ取り付
けられている。
At the tip of the first metal plate 81, L-shaped second metals 83 and 84 which are fitted into the slot openings 81a and 81b are respectively attached. .

【0108】これら第1の金属81と第2の金属83、
84とは、互いに斜面に形成され、擦り合わせ構造とな
って第1の金属板81の帯体81cを長手方向(ニ)に
摺動自在にしている。
The first metal 81 and the second metal 83,
Numerals 84 are formed on the slopes of each other, and have a rubbing structure so that the band 81c of the first metal plate 81 can slide in the longitudinal direction (d).

【0109】しかるに、第1の金属板81の先端部に第
2の金属83、84を取り付けることにより、2つのス
ロット85、86が形成される。これらスロット85、
86の寸法は、上記第1の実施の形態の各式(1) 〜(3)
によって表されるスロット幅d、スロット間距離D及び
スロット長さLに形成されている。
However, two slots 85 and 86 are formed by attaching the second metals 83 and 84 to the tip of the first metal plate 81. These slots 85,
The dimensions of 86 correspond to the equations (1) to (3) in the first embodiment.
, The slot width d, the inter-slot distance D, and the slot length L.

【0110】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。気密容器40内にCF4 、O2 、Cl2
等のプロセスガスが供給され、これと共にマイクロ波源
45から発振されたマイクロ波がマイクロ波導波管43
を伝送し、互いに平行な2つのスロット85、86から
放射され、マイクロ波導入窓46を透過し、気密容器4
0内に導入されると、プロセスガスは励起され、プラズ
マが発生する。
Next, the operation of the device configured as described above will be described. CF 4 , O 2 , Cl 2 in the airtight container 40
And the like, and a microwave oscillated from the microwave source 45 is supplied to the microwave waveguide 43.
From the two slots 85 and 86 parallel to each other, pass through the microwave introduction window 46, and
When introduced into zero, the process gas is excited and a plasma is generated.

【0111】このようにプラズマが発生すると、このプ
ラズマにより活性種が生成され、この活性種が基板4上
に供給され、この基板4に対する加工(エッチング又は
アッシング)が行われる。
When the plasma is generated in this manner, active species are generated by the plasma, and the active species is supplied onto the substrate 4, and processing (etching or ashing) on the substrate 4 is performed.

【0112】ここで、長時間使用する場合や大電力を投
入した場合、プラズマからの輻射熱などにより2つのス
ロット85、86を形状する第1の金属板81及び第2
の金属板83、84が加熱される。
Here, when used for a long time or when large electric power is applied, the first metal plate 81 and the second metal plate 81 which form the two slots 85 and 86 by radiant heat from plasma or the like.
Are heated.

【0113】これら第1及び第2の金属板81、83、
84が加熱されると、第1の金属板81における中央部
の帯体81cが長手方向(ニ)に最も膨脹する。この帯
体81cは、プランジャ80の各板ばね82を介して電
気的に接続されながら、その長手方向に対して摺動自在
に設けられているので、熱膨脹が起こっても、その伸び
は摺動により長手方向へ逃がされる。
The first and second metal plates 81, 83,
When 84 is heated, the band 81c at the center of the first metal plate 81 expands most in the longitudinal direction (d). The band 81c is slidably provided in the longitudinal direction thereof while being electrically connected via the respective leaf springs 82 of the plunger 80. Therefore, even if thermal expansion occurs, the elongation of the band 81c is reduced. Escaping in the longitudinal direction.

【0114】従って、第1及び第2の金属板81、8
3、84が加熱されてその帯体81cが熱膨脹しても、
2つのスロット85、86の寸法は、上記式(1) 〜(3)
により表されるスロット幅d、スロット間距離D及びス
ロット長さLに維持される。このように上記第5の実施
の形態によれば、上記第3の実施の形態と同様な効果を
奏することができる。
Therefore, the first and second metal plates 81, 8
Even if the band 81c is thermally expanded due to the heating of 3, 84,
The dimensions of the two slots 85 and 86 are determined by the above equations (1) to (3).
Is maintained at the slot width d, the inter-slot distance D, and the slot length L represented by As described above, according to the fifth embodiment, the same effects as those of the third embodiment can be obtained.

【0115】[0115]

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、大
面積基板に対する処理を行うときに活性種密度を均一化
することができるプラズマ装置を提供できる。又、本発
明によれば、プラズマからの輻射熱を受けても安定した
動作を行い、かつ大面積基板に対する処理を行うときに
活性種密度を均一化することができるプラズマ装置を提
供できる。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a plasma apparatus capable of making the active species density uniform when processing a large-area substrate. Further, according to the present invention, it is possible to provide a plasma apparatus which can perform a stable operation even when receiving radiant heat from plasma and can uniform the density of active species when processing a large-area substrate.

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

【図1】本発明に係わるプラズマ装置の第1の実施の形
態を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a plasma device according to the present invention.

【図2】気密容器に設けた3本のマイクロ波導波管を示
す図。
FIG. 2 is a diagram showing three microwave waveguides provided in an airtight container.

【図3】2つの平行に形成されたスロットを示す図。FIG. 3 shows two slots formed in parallel.

【図4】スロットのスロット幅、スロット間距離及びス
ロット長さを示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a slot width, an inter-slot distance, and a slot length of a slot.

【図5】スロット幅と放電安定性を調べた結果を示す
図。
FIG. 5 is a diagram showing a result of examining a slot width and discharge stability.

【図6】スロット幅を所定の規定値内におさめた条件の
下でのスロット幅と放電安定性を調べた結果を示す図。
FIG. 6 is a view showing the results of examining the slot width and discharge stability under the condition that the slot width is kept within a predetermined specified value.

【図7】スロット幅及びスロット間距離を規定値内にお
さめた条件の下でのスロット幅と放電安定性を調べた結
果を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing the results of examining the slot width and discharge stability under the condition that the slot width and the inter-slot distance are kept within specified values.

【図8】基板上に到達した活性種密度分布の相対値を示
す図。
FIG. 8 is a diagram showing relative values of a density distribution of active species reached on a substrate.

【図9】1台のマイクロ波発振器を用いた場合の変形例
を示す構成図。
FIG. 9 is a configuration diagram showing a modified example when one microwave oscillator is used.

【図10】1台のマイクロ波発振器を用いた場合の変形
例を示す構成図。
FIG. 10 is a configuration diagram showing a modification example when one microwave oscillator is used.

【図11】複数組みの各スロットの形成を示す図。FIG. 11 is a diagram showing the formation of a plurality of sets of slots.

【図12】本発明に係わるプラズマ装置の第2の実施の
形態を示す構成図。
FIG. 12 is a configuration diagram showing a second embodiment of the plasma device according to the present invention.

【図13】スロットを構成する第1及び第2の金属板を
示す図。
FIG. 13 is a view showing first and second metal plates forming a slot.

【図14】本発明に係わるプラズマ装置に適用するスロ
ット部分の第3の実施の形態を示す構成図。
FIG. 14 is a configuration diagram showing a third embodiment of a slot portion applied to a plasma device according to the present invention.

【図15】マイクロ波導波管を側面方向及び上方から見
た断面構成図。
FIG. 15 is a cross-sectional view of the microwave waveguide as viewed from the side and from above.

【図16】本発明に係わるプラズマ装置に適用するスロ
ット部分の第4の実施の形態を示す構成図。
FIG. 16 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of a slot portion applied to a plasma device according to the present invention.

【図17】本発明に係わるプラズマ装置に適用するスロ
ット部分の第5の実施の形態を示す構成図。
FIG. 17 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of a slot portion applied to a plasma device according to the present invention.

【図18】従来のプロセスプラズマ装置の構成図。FIG. 18 is a configuration diagram of a conventional process plasma apparatus.

【図19】パンチングプレートの構成図。FIG. 19 is a configuration diagram of a punching plate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,40…気密容器、 2…プロセスチャンバ、 3…プラズマチャンバ、 4…基板、 7…プロセスガス供給装置、 8…パンチングプレート、 9a,9b,9c,43…マイクロ波導波管、 10,46…マイクロ波導入窓、 20a,20b,20c…マイクロ波発振器、 21,22…スロット、 47,48,63,64,71,72,85,86…ス
ロット、 49,81…第1の金属板、 50,51,83,84…第2の金属板、 61…金属板、 70…導波管底面金属板。
1, 40 airtight container, 2 process chamber, 3 plasma chamber, 4 substrate, 7 process gas supply device, 8 punching plate, 9a, 9b, 9c, 43 microwave waveguide, 10, 46 ... Microwave introduction windows, 20a, 20b, 20c: microwave oscillators, 21, 22, ... slots, 47, 48, 63, 64, 71, 72, 85, 86 ... slots, 49, 81 ... first metal plate, 50 , 51, 83, 84 ... second metal plate, 61 ... metal plate, 70 ... waveguide bottom metal plate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 裕 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 岡本 昇 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroshi Uchida 33, Shinisogocho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Toshiba Production Technology Research Institute (72) Inventor Noboru Okamoto 33, Shinisogocho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Address Co., Ltd., Toshiba Production Technology Laboratory

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マイクロ波導波管を伝搬してきたマイク
ロ波をスロットからマイクロ波導入窓を通して気密容器
に導入し、この気密容器内の媒質ガスを励起するプラズ
マ装置において、 前記スロットを前記マイクロ波導波管内に進行する前記
マイクロ波の電界方向に垂直な面(H面)に複数をほぼ
互いに平行に形成し、かつ前記スロットは、自由空間を
伝搬するマイクロ波の波長をλo とすると、d≦λo
5を満足するスロット幅dに形成したことを特徴とする
プラズマ装置。
1. A plasma apparatus for introducing microwaves propagating through a microwave waveguide from a slot into a hermetic container through a microwave introduction window and exciting a medium gas in the hermetic container. When substantially parallel to form together a plurality perpendicular plane (H plane) in the direction of the electric field of the microwave traveling in the tube, and wherein the slot has a wavelength of the microwave propagating through free space and lambda o, d ≦ λ o /
5. A plasma device formed to have a slot width d that satisfies 5.
【請求項2】 マイクロ波導波管を伝搬してきたマイク
ロ波をスロットからマイクロ波導入窓を通して気密容器
に導入し、この気密容器内の媒質ガスを励起するプラズ
マ装置において、 前記スロットを前記マイクロ波導波管内に進行する前記
マイクロ波の電界方向に垂直な面(H面)に複数をほぼ
互いに平行に形成し、かつ前記スロットは、自由空間を
伝搬するマイクロ波の波長をλo 、前記マイクロ波導入
窓を形成する誘電体の誘電率をεとすると、 【数1】 を満足するスロット間距離Dに形成したことを特徴とす
るプラズマ装置。
2. A plasma apparatus for introducing microwaves propagating through a microwave waveguide from a slot into a hermetic container through a microwave introduction window and exciting a medium gas in the hermetic container. A plurality of microwaves are formed substantially parallel to each other on a plane (H plane) perpendicular to the direction of the electric field of the microwave propagating in the tube, and the slot has a wavelength of λ o of the microwave propagating in free space, Assuming that the dielectric constant of the dielectric material forming the window is ε, Characterized in that the inter-slot distance D satisfies the following.
【請求項3】 マイクロ波導波管を伝搬してきたマイク
ロ波をスロットからマイクロ波導入窓を通して気密容器
に導入し、この気密容器内の媒質ガスを励起するプラズ
マ装置において、 前記スロットを前記マイクロ波導波管内に進行する前記
マイクロ波の電界方向に垂直な面(H面)に複数をほぼ
互いに平行に形成し、かつ前記スロットは、前記マイク
ロ波導波管内を伝搬するマイクロ波の波長をλg とする
と、 (2n/3)・λg /2≦L≦(4n/3)・λg /2
(n:整数) を満足するスロット長さLに形成したことを特徴とする
プラズマ装置。
3. A plasma apparatus for introducing microwaves propagating through a microwave waveguide from a slot into a hermetic container through a microwave introduction window, and exciting a medium gas in the hermetic container. A plurality of slots are formed substantially parallel to each other on a plane (H plane) perpendicular to the direction of the electric field of the microwave propagating in the tube, and the slot has a wavelength of λ g of the microwave propagating in the microwave waveguide. , (2n / 3) · λ g / 2 ≦ L ≦ (4n / 3) · λ g / 2
(N: an integer) formed in a slot length L satisfying the following condition:
【請求項4】 マイクロ波導波管を伝搬してきたマイク
ロ波をスロットからマイクロ波導入窓を通して気密容器
に導入し、この気密容器内の媒質ガスを励起するプラズ
マ装置において、 前記スロットを前記マイクロ波導波管内に進行する前記
マイクロ波の電界方向に垂直な面(H面)に複数をほぼ
互いに平行に形成し、かつ自由空間を伝搬するマイクロ
波の波長をλo 、前記マイクロ波導入窓を形成する誘電
体の誘電率をε、前記マイクロ波導波管内を伝搬するマ
イクロ波の波長をλg とすると、 d≦λo /5 を満足するスロット幅dに形成し、 【数2】 を満足するスロット間距離Dに形成し、 (2n/3)・λg /2≦L≦(4n/3)・λg /2 を満足するスロット長さLに形成したことを特徴とする
プラズマ装置。
4. A plasma apparatus for introducing microwaves propagating through a microwave waveguide from a slot into a hermetic container through a microwave introduction window and exciting a medium gas in the hermetic container. A plurality of microwaves are formed substantially parallel to each other on a plane (H plane) perpendicular to the direction of the electric field of the microwave propagating in the tube, the wavelength of the microwave propagating in free space is λ o , and the microwave introduction window is formed. Assuming that the dielectric constant of the dielectric is ε and the wavelength of the microwave propagating in the microwave waveguide is λ g , the slot width d satisfies d ≦ λ o / 5. Characterized by the following formula: (2n / 3) · λ g / 2 ≦ L ≦ (4n / 3) · λ g / 2 apparatus.
【請求項5】 マイクロ波導波管を伝搬してきたマイク
ロ波をスロットからマイクロ波導入窓を通して気密容器
に導入し、この気密容器内の媒質ガスを励起するプラズ
マ装置において、 前記スロットを前記マイクロ波導波管内に進行する前記
マイクロ波の電界方向に垂直な面(H面)に複数をほぼ
互いに平行に形成し、かつ前記スロットは、所定スロッ
ト幅及び所定のスロット間距離に形成された開口部を有
し、これら開口部により形成された少なくとも前記スロ
ット中央部の帯体を摺動自在に形成した第1の金属板
と、 この第1の金属板における両端部の前記開口部の各々に
ついて嵌合し、前記開口部のそれぞれを所定のスロット
長さに形成する第2の金属板と、により形成されたこと
を特徴とするプラズマ装置。
5. A plasma apparatus for introducing microwaves propagating through a microwave waveguide from a slot into a hermetic container through a microwave introduction window and exciting a medium gas in the hermetic container. A plurality of slots are formed substantially parallel to each other on a plane (H plane) perpendicular to the direction of the electric field of the microwave propagating in the tube, and each of the slots has an opening formed with a predetermined slot width and a predetermined distance between slots. Then, a first metal plate in which at least the band at the center of the slot formed by these openings is slidably fitted, and each of the openings at both ends of the first metal plate is fitted. And a second metal plate that forms each of the openings with a predetermined slot length.
【請求項6】 前記第1の金属板は、中央部の帯体が摺
動自在に形成され、かつ前記第2の金属板は、前記各ス
ロット用開口部に対して嵌合する形状に形成されたこと
を特徴とする請求項5記載のプラズマ装置。
6. The first metal plate is formed such that a central band is slidable, and the second metal plate is formed into a shape that fits into each of the slot openings. The plasma device according to claim 5, wherein
【請求項7】 前記第1及び第2の金属板は、板ばねを
有するプランジャを介して前記マイクロ波導波管の端部
に電気的に接続され、かつ少なくとも前記第1の金属板
の中央部の帯板が前記プランジャに対して摺動自在に設
けられたことを特徴とする請求項5記載のプラズマ装
置。
7. The first and second metal plates are electrically connected to an end of the microwave waveguide via a plunger having a leaf spring, and at least a central portion of the first metal plate. 6. The plasma apparatus according to claim 5, wherein said strip plate is provided slidably with respect to said plunger.
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