JPH053736B2 - - Google Patents
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- JPH053736B2 JPH053736B2 JP61108903A JP10890386A JPH053736B2 JP H053736 B2 JPH053736 B2 JP H053736B2 JP 61108903 A JP61108903 A JP 61108903A JP 10890386 A JP10890386 A JP 10890386A JP H053736 B2 JPH053736 B2 JP H053736B2
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- Japan
- Prior art keywords
- microwave
- transmission window
- plasma
- window
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
マイクロ波透過窓をマイクロ波の電場に平行、
または垂直に設けられたマイクロ波プラズマ処理
装置において、窓から処理室内の被処理体に向か
つてプラズマが急激に減衰するための対策とし
て、とくに後者の場合は構造的に被処理体とマイ
クロ波透過窓の間隔を小さくできる。そのため、
窓材がプラズマにより熱せられたときの輻射によ
り処理分布をわるくし、さらに極端な場合はデバ
イス損傷をひき起こすこともあるため、冷却気体
により窓を効率的に冷却するようにした装置を提
起する。
または垂直に設けられたマイクロ波プラズマ処理
装置において、窓から処理室内の被処理体に向か
つてプラズマが急激に減衰するための対策とし
て、とくに後者の場合は構造的に被処理体とマイ
クロ波透過窓の間隔を小さくできる。そのため、
窓材がプラズマにより熱せられたときの輻射によ
り処理分布をわるくし、さらに極端な場合はデバ
イス損傷をひき起こすこともあるため、冷却気体
により窓を効率的に冷却するようにした装置を提
起する。
本発明はマイクロ波透過窓に空冷手段を設けた
マイクロ波プラズマ処理装置に関する。
マイクロ波プラズマ処理装置に関する。
半導体装置の製造において、素子の微細化にと
もないプロセスのドライ化が進み、その１つにマ
イクロ波プラズマ処理があり、エツチングやレジ
ストのアツシング（灰化して剥離すること）に多
用されている。
もないプロセスのドライ化が進み、その１つにマ
イクロ波プラズマ処理があり、エツチングやレジ
ストのアツシング（灰化して剥離すること）に多
用されている。
マイクロ波プラズマ処理装置はマグネトロンに
より発生した2.45GHzのマイクロ波を導波管で処
理室に導き、プラズマを発生させて、被処理体の
処理を行う装置である。
より発生した2.45GHzのマイクロ波を導波管で処
理室に導き、プラズマを発生させて、被処理体の
処理を行う装置である。
この際、マイクロ波の電場に平行（マイクロ波
の進行に垂直）にマイクロ波透過窓を設ける垂直
入射方式が一般的であるが、本発明者は特願昭59
−252909号明細書において、マイクロ波の電場に
垂直（マイクロ波の進行方向に平行）にマイクロ
波透過窓を設ける水平入射方式を提起した。
の進行に垂直）にマイクロ波透過窓を設ける垂直
入射方式が一般的であるが、本発明者は特願昭59
−252909号明細書において、マイクロ波の電場に
垂直（マイクロ波の進行方向に平行）にマイクロ
波透過窓を設ける水平入射方式を提起した。
垂直入射方式においては、マイクロ波を処理室
に導入するとき、導波管側の大気と窓材との界面
と、窓材と処理室側のプラズマとの界面で反射
し、しかも処理室内は真空からプラズマまでイン
ピーダンスが大きく変化し、整合のとれた糸をつ
くることは困難である。また、マイクロ波が透過
窓より処理室内部にむかつて急速に減衰するた
め、被処理全体を均一にプラズマ処理することは
難しい。
に導入するとき、導波管側の大気と窓材との界面
と、窓材と処理室側のプラズマとの界面で反射
し、しかも処理室内は真空からプラズマまでイン
ピーダンスが大きく変化し、整合のとれた糸をつ
くることは困難である。また、マイクロ波が透過
窓より処理室内部にむかつて急速に減衰するた
め、被処理全体を均一にプラズマ処理することは
難しい。
これに対して、水平入射方式においては、マイ
クロ波を発生する電場に垂直方向に絶縁物（窓
材）を置くため、マイクロ波が処理室に効率よく
導入され、かつ、被処理体全体を均一にプラズマ
に接するようにできる。しかしながら、透過窓の
窓材がプラズマにより熱せられたときの輻射によ
り処理分布をわるくし、さらに極端な場合はデバ
イス損傷をひき起こすこともあるため、透過窓の
冷却対策が望まれている。
クロ波を発生する電場に垂直方向に絶縁物（窓
材）を置くため、マイクロ波が処理室に効率よく
導入され、かつ、被処理体全体を均一にプラズマ
に接するようにできる。しかしながら、透過窓の
窓材がプラズマにより熱せられたときの輻射によ
り処理分布をわるくし、さらに極端な場合はデバ
イス損傷をひき起こすこともあるため、透過窓の
冷却対策が望まれている。
従つて、本発明で窓材の輻射熱の影響を受けや
すい水平入射方式を例にとつて説明する。
すい水平入射方式を例にとつて説明する。
つぎに、比較のために導波管内、あるいはガス
活性化室を冷却する本発明の類似例について説明
する。
活性化室を冷却する本発明の類似例について説明
する。
特開昭59−177931
本発名者によりこの明細書に開示された装置
は、垂直入射方式において導波管内に冷却ガス
を流すことにより、マグネトロン、およびアン
テナの使用寿命の短縮を防止するようにしたも
のである。
は、垂直入射方式において導波管内に冷却ガス
を流すことにより、マグネトロン、およびアン
テナの使用寿命の短縮を防止するようにしたも
のである。
実公昭56−5309、特開昭53−60882
導波管を貫通するガス活性化室を二重構造と
して、内部筒を活性ガス通過領域とし、外部筒
と内部筒との間隙に冷却ガス、または液体を送
り込み、内部筒を冷却して、石英製の内部筒が
エツチングされるのを防止する。
して、内部筒を活性ガス通過領域とし、外部筒
と内部筒との間隙に冷却ガス、または液体を送
り込み、内部筒を冷却して、石英製の内部筒が
エツチングされるのを防止する。
この場合は、ガス活性化室で生成した活性ガ
スを処理室に導入する方式である。
スを処理室に導入する方式である。
第４図は従来例によるマイクロ波透過窓を電場
に垂直方向に設けたタイプのマイクロ波プラズマ
処理装置の断面図である。
に垂直方向に設けたタイプのマイクロ波プラズマ
処理装置の断面図である。
図において、１は導波管、２は従来の手段によ
つて発生された矢印方向に進むマイクロ波、３は
石英、またはセラミツクよりなるマイクロ波透過
窓、４は被処理体、５は被処理体を載置するステ
ージ、６は通常の排気系（図示しない）に接続さ
れた排気口、７は処理用の反応（エツチング）ガ
ス導入口である。
つて発生された矢印方向に進むマイクロ波、３は
石英、またはセラミツクよりなるマイクロ波透過
窓、４は被処理体、５は被処理体を載置するステ
ージ、６は通常の排気系（図示しない）に接続さ
れた排気口、７は処理用の反応（エツチング）ガ
ス導入口である。
図示されるように、マイクロ波透過窓は電場に
垂直に設けられているため、マイクロ波のモード
は乱れることなく、処理室に効率よく吸収される
ので、整合を容易にとり得ることが確認された。
垂直に設けられているため、マイクロ波のモード
は乱れることなく、処理室に効率よく吸収される
ので、整合を容易にとり得ることが確認された。
本発明者の実測によると、O2プラズマにおい
て、１ Torrの圧力で、マイクロ波の反射は整
合なしで30％、整合をとつて５％と極めて少な
く、高速処理が可能となつた。
て、１ Torrの圧力で、マイクロ波の反射は整
合なしで30％、整合をとつて５％と極めて少な
く、高速処理が可能となつた。
しかしながら、マイクロ波透過窓３と被処理体
４との距離は処理室内のプラズマの減衰により、
３〜20mm程度にしなければならず、そのため、マ
イクロ波透過窓３の窓材がプラズマにより熱せら
れて300〜500℃になり、これよりの輻射により被
処理体４の処理分布をわるくし、さらに極端な場
合はデバイス損傷をひき起こすこともある。
４との距離は処理室内のプラズマの減衰により、
３〜20mm程度にしなければならず、そのため、マ
イクロ波透過窓３の窓材がプラズマにより熱せら
れて300〜500℃になり、これよりの輻射により被
処理体４の処理分布をわるくし、さらに極端な場
合はデバイス損傷をひき起こすこともある。
従来のマイクロ波透過窓を電場に垂直方向に設
けたタイプのマイクロ波プラズマ処理装置におい
ては、窓材の輻射熱により被処理体の処理分布が
わるく、さらに極端な場合はデバイス損傷をひき
起こす。
けたタイプのマイクロ波プラズマ処理装置におい
ては、窓材の輻射熱により被処理体の処理分布が
わるく、さらに極端な場合はデバイス損傷をひき
起こす。
上記問題点は本発明により、管内が大気圧とな
つているマイクロ波導波管と、減圧状態となるマ
イクロ波プラズマ処理室との間にマイクロ波透過
窓が配置される構成において、マイクロ波導波管
側からマイクロ波透過窓の中央部に冷却気体を吹
き付ける冷却手段が設けられていることを特徴と
するマイクロ波プラズマ処理装置によつて解決さ
れる。
つているマイクロ波導波管と、減圧状態となるマ
イクロ波プラズマ処理室との間にマイクロ波透過
窓が配置される構成において、マイクロ波導波管
側からマイクロ波透過窓の中央部に冷却気体を吹
き付ける冷却手段が設けられていることを特徴と
するマイクロ波プラズマ処理装置によつて解決さ
れる。
本発明は、マイクロ波透過窓を空冷する際に、
冷却気体が窓の中央部に吹き出されるようにして
冷却効果を高くする。
冷却気体が窓の中央部に吹き出されるようにして
冷却効果を高くする。
第２図の１，２は本発明の原理を説明する実験
に使用したマイクロ波プラズマ装置の断面図と平
面図である。
に使用したマイクロ波プラズマ装置の断面図と平
面図である。
図において、Ａ点は冷却気体を導波管内より排
出する位置、Ｂ点は窓の中央部、Ｃ点は冷却気体
を窓に吹き付ける位置で、Ｂ点に関しＡ点はＣ点
と点対称の関係にある。
出する位置、Ｂ点は窓の中央部、Ｃ点は冷却気体
を窓に吹き付ける位置で、Ｂ点に関しＡ点はＣ点
と点対称の関係にある。
この場合の冷却効果をつぎの第３図に示す。
第３図はプラズマ導入後の経過時間に対する各
位置の温度上昇を測定した図である。
位置の温度上昇を測定した図である。
図において、
空冷なしでは、Ｂ点が最高温度になる。
温度上昇の飽和近傍における、空冷ありの曲
線と、空冷なしの曲線との差で表される冷却の
程度はＢ点、Ｃ点とも同程度の約150℃である。
線と、空冷なしの曲線との差で表される冷却の
程度はＢ点、Ｃ点とも同程度の約150℃である。
同様な冷却の程度はＡ点で約100℃で、Ｂ点、
Ｃ点より冷却され難い。
Ｃ点より冷却され難い。
以上より、冷却気体を窓の中央部に吹きつ付け
るのがもつとも有効であると考えられる。
るのがもつとも有効であると考えられる。
第１図は本発明によるマイクロ波透過窓を電場
に垂直方向に設けたタイプのマイクロ波プラズマ
処理装置の断面図である。
に垂直方向に設けたタイプのマイクロ波プラズマ
処理装置の断面図である。
図において、１は導波管、２は従来の手段によ
つて発生され矢印方向に進むマイクロ波、３は石
英、またはセラミツクよりなるマイクロ波透過
窓、４は被処理体、５は被処理体を載置するステ
ージ、６は従来の排気系に接続された排気口、７
は処理用の反応ガス導入口で、以上は従来例と全
く同様である。
つて発生され矢印方向に進むマイクロ波、３は石
英、またはセラミツクよりなるマイクロ波透過
窓、４は被処理体、５は被処理体を載置するステ
ージ、６は従来の排気系に接続された排気口、７
は処理用の反応ガス導入口で、以上は従来例と全
く同様である。
本発明は、マイクロ波透過窓３の中央部Ｂ点に
冷却気体が吹き付けられる位置に対応して、導波
管１に送風機８を設ける。また、マイクロ波透過
窓３の周辺部、またはその外側に、例えばＡ点、
Ｃ点に対応して、導波管１に排気口、または排風
機９，１０を設ける。
冷却気体が吹き付けられる位置に対応して、導波
管１に送風機８を設ける。また、マイクロ波透過
窓３の周辺部、またはその外側に、例えばＡ点、
Ｃ点に対応して、導波管１に排気口、または排風
機９，１０を設ける。
送風機８、排気口、または排風機９，１０は電
磁的に遮蔽して導波管１に取り付ける。
磁的に遮蔽して導波管１に取り付ける。
以上の構造を有する装置により、効率よくマイ
クロ波透過窓を冷却できる。
クロ波透過窓を冷却できる。
実施例では、効果の大きい水平入射方式の装置
について説明したが、垂直入射方式の装置に適用
しても、本発明の要旨は変わらない。
について説明したが、垂直入射方式の装置に適用
しても、本発明の要旨は変わらない。
以上詳細に説明したように本発明によるマイク
ロ波プラズマ処理装置においては、窓材の輻射熱
により被処理体の処理分布はわるくなることを抑
制し、さらに、デバイス損傷をひき起こすことを
防止する。
ロ波プラズマ処理装置においては、窓材の輻射熱
により被処理体の処理分布はわるくなることを抑
制し、さらに、デバイス損傷をひき起こすことを
防止する。
第１図は本発明によるマイクロ波透過窓を電場
に垂直方向に設けたタイプのマイクロ波プラズマ
処理装置の断面図、第２図は１，２は本発明の原
理を説明する実験に使用したマイクロ波プラズマ
装置の断面図と平面図、第３図はプラズマ導入後
の経過時間に対する各位置の温度上昇を測定した
図、第４図は従来例によるマイクロ波透過窓を電
場に垂直方向に設けたタイプのマイクロ波プラズ
マ処理装置の断面図である。 図において、１は導波管、２はマイクロ波、３
はマイクロ波透過窓、４は被処理体、５はステー
ジ、６は排気口、７はガス導入口、８は送風機、
９，１０は排気口、または排風機である。
に垂直方向に設けたタイプのマイクロ波プラズマ
処理装置の断面図、第２図は１，２は本発明の原
理を説明する実験に使用したマイクロ波プラズマ
装置の断面図と平面図、第３図はプラズマ導入後
の経過時間に対する各位置の温度上昇を測定した
図、第４図は従来例によるマイクロ波透過窓を電
場に垂直方向に設けたタイプのマイクロ波プラズ
マ処理装置の断面図である。 図において、１は導波管、２はマイクロ波、３
はマイクロ波透過窓、４は被処理体、５はステー
ジ、６は排気口、７はガス導入口、８は送風機、
９，１０は排気口、または排風機である。
Claims (1)
- １ 管内が大気圧となつているマイクロ波導電管
と、減圧状態となるマイクロ波プラズマ処理室と
の間にマイクロ波透過窓が配置される構成におい
て、マイクロ波導波管側からマイクロ波透過窓の
中央部に冷却気体を吹き付ける冷却手段が設けら
れていることを特徴とするマイクロ波プラズマ処
理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10890386A JPS62264623A (ja) | 1986-05-13 | 1986-05-13 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10890386A JPS62264623A (ja) | 1986-05-13 | 1986-05-13 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62264623A JPS62264623A (ja) | 1987-11-17 |
| JPH053736B2 true JPH053736B2 (ja) | 1993-01-18 |
Family
ID=14496552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10890386A Granted JPS62264623A (ja) | 1986-05-13 | 1986-05-13 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62264623A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006294422A (ja) * | 2005-04-11 | 2006-10-26 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置およびスロットアンテナおよびプラズマ処理方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0775198B2 (ja) * | 1983-03-28 | 1995-08-09 | 富士通株式会社 | マイクロ波処理装置 |
| JPS6025234A (ja) * | 1983-07-21 | 1985-02-08 | Fujitsu Ltd | マイクロ波プラズマ処理装置 |
-
1986
- 1986-05-13 JP JP10890386A patent/JPS62264623A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62264623A (ja) | 1987-11-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |