JPH0654300U - マイクロ波プラズマ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 マイクロ波発振器２３と、マイクロ波を伝搬
する誘電体線路２１と、誘電体線路２１に対向配置され
た誘電体板４０を有する反応器１０とを備えたマイクロ
波プラズマ装置において、誘電体板４０の側面４２が丸
みを有する形状に形成されているマイクロ波プラズマ装
置。 【効果】 誘電体板４０周辺部からの熱放散面積が縮小
されるために誘電体板４０に作用する熱応力を減少させ
ることができ、また強度の弱い稜線部３４をなくすこと
により誘電体板４０の強度を全体的に高めることがで
き、誘電体板４０の破損を防止することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はマイクロ波プラズマ装置に関し、より詳細にはマイクロ波を導入する ことにより発生させたプラズマを利用して例えば半導体素子基板等にエッチング 処理、アッシング処理、あるいは薄膜形成処理等を施す装置として用いられるマ イクロ波プラズマ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図３は従来のマイクロ波プラズマ装置を模式的に示した断面図であり、図中１ ０はアルミニウム等の金属を用いて中空直方体形状に形成された反応器を示して いる。反応器１０内にはプラズマ室１１と反応室１２とが形成されており、プラ ズマ室１１と反応室１２とは複数の孔を有するシャワーヘッド１３で仕切られて いる。反応室１２内におけるシャワーヘッド１３と対向する箇所には試料Ｓを載 置するための試料台１４が配設され、反応室１２の下部壁には、排気装置（図示 せず）に接続された排気口１５が配設され、プラズマ室１１の一側壁には、反応 器１０内に所要の反応ガスを供給するためのガス供給管１６が接続されている。 また、反応器１０上部は、マイクロ波透過性を有し、誘電損失が小さい誘電体板 ３０により気密状態に封止されており、誘電体板端部下面３１と反応器上部壁１ ０ａ、及び誘電体板側面３２と反応器上部壁１０ｂとがそれぞれ密接状態に配設 されている。この誘電体板３０は例えばセラミックス材料を用い、図４に示した ように長さＬが略３８０mm、幅Ｗが略３８０mm、厚さｔが略２０mmの板状に形成 されており、４個の角部３５には半径Ｒが略１０mmの曲面が形成され、８個の稜 線部３４には半径ｒが約０．５mmの面取りが施されている。

【０００３】 一方、反応器１０の上方には誘電損失が小さいフッ素樹脂、ポリエチレンある いはポリスチレン等を用いて形成された誘電体線路２１が配設されており、誘電 体線路２１の上面２１ａ及び側面２１ｂには、これら上面２１ａ及び側面２１ｂ を覆うアルミニウム等の金属板を用いて形成された蓋体２２が配設されている。 また、誘電体線路２１には導波管２４を介してマイクロ波発振器２３が連結され ており、マイクロ波発振器２３から発振されたマイクロ波が誘電体線路２１に導 入されるようになっている。

【０００４】 このように構成されたマイクロ波プラズマ装置を用い、例えば試料台１４上に 載置された試料Ｓ表面にレジストのアッシング処理を施す場合、まず排気口１５ から排気を行ない、反応器１０内を所要の真空度に設定した後、ガス供給管１６ からプラズマ室１１内に所要の反応ガスを供給する。次いで、マイクロ波発振器 ２３においてマイクロ波を発振させ、このマイクロ波を誘電体線路２１に導入す る。すると誘電体線路２１下方に電界が形成され、形成された電界が誘電体板３ ０を透過し、プラズマ室１１に供給されてプラズマを生成する。生成されたプラ ズマ中の荷電粒子はシャワーヘッド１３により捕獲され、主にラジカル等の中性 粒子のみがシャワーヘッド１３の孔を透過して反応室１２内の試料Ｓ周辺に導か れ、試料Ｓ上のレジストをアッシングする。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記したマイクロ波プラズマ処理装置においては、プラズマ処理を施す際、誘 電体板中央部３３の温度は略１８０℃にまで上昇する一方、反応器上部壁１０ａ 、１０ｂは熱放散に優れ、誘電体板端部３１下面及び誘電体板側面３２から反応 器１０側に熱は逃げ、誘電体版３０端部近傍の温度は上昇し難い。このため、誘 電体板３０内に熱応力が生じ易いという課題があった。また誘電体板３０はその 周辺端部において反応器上部壁１０ａ、１０ｂにより拘束されているため、誘電 体板３０内に内部応力が生じ易いという課題があった。このためこれら熱応力と 機械的応力との複雑な相互作用により、強度が比較的に弱い稜線部３４近傍や繰 り返し曲げ応力が掛かる部分に破損が生じ易いという課題があった。

【０００６】 本考案はこのような課題に鑑みなされたものであり、誘電体板の破損を防止す ることができるマイクロ波プラズマ装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案に係るマイクロ波プラズマ装置は、マイクロ 波発振器と、マイクロ波を伝搬する誘電体線路と、該誘電体線路に対向配置され た誘電体板を有する反応器とを備えたマイクロ波プラズマ処理装置において、 前記誘電体板の側面が丸みを有する形状に形成されていることを特徴としている 。

【０００８】

【作用】

本考案に係るマイクロ波プラズマ装置によれば、誘電体板の側面が丸みを有す る形状に形成されているので、熱放散面積が縮小されるために前記誘電体板の周 辺端部に発生する熱応力が減少することとなる。また誘電体板において、強度の 弱い稜線部がなくなるため、該稜線部に集中荷重が作用することもなくなり、前 記誘電体板の強度が全体的に高められることとなり、前記誘電体板の破損が防止 されることとなる。

【０００９】

【実施例及び比較例】

以下、本考案に係るマイクロ波プラズマ装置の実施例を図面に基づいて説明す る。なお、実施例に係る装置の構成は図３に示した従来のマイクロ波プラズマ装 置の構成と略同様であるため、ここではその同じ部分の説明は省略し、従来のも のと相違する箇所についてのみその構成を説明する。また、従来例と同一の構成 部品には、同一の符合を付すこととする。 図１は実施例に係るマイクロ波プラズマ装置を模式的に示した断面図であり、 図中４０は誘電体板を示している。誘電体板４０は従来例の場合と同様に例えば セラミックス材料を用い、図２に示したように長さＬが略３８０mm、幅Ｗが略３ ８０mm、厚さｔが略２０mmの板状に形成されている。そして誘電体板４０におけ る４個の側面４１の断面形状及び４個の角部３５は半径Ｒが略１０mmの丸みを有 する形状に形成されている。これに対応して、誘電体板４０の側面４１と同様の 丸みを有する形状に反応器上部壁１０ｃが形成され、この反応器上部壁１０ｃに 誘電体板４０の周辺端部が密接状態に配設されることにより、反応器２０が気密 状態に封止されている。

【００１０】 以下に、実施例及び比較例に係るマイクロ波プラズマ装置を用いて、繰り返し プラズマ処理を行ない、誘電体板が破損した処理回数を測定した結果について説 明する。測定条件としては、ガス供給管１６から酸素ガスを９５０sccm、N₂ガス を５０sccm流し、反応室１２内の圧力を１Torr、マイクロ波パワーを１．５kWに 設定し、プラズマ１０分間オン、１．５分間オフのプラズマ処理を繰り返し行な った。

【００１１】 その結果を下記の表１に示す。従来のマイクロ波プラズマ装置の場合、誘電体 板３０は５回のプラズマ処理で破損した。これに対し、実施例に係るマイクロ波 プラズマ装置の場合、誘電体板４０は２５回のプラズマ処理後においても破損し なかった。

【００１２】

【表１】

【００１３】 異常の説明により明らかなように、本実施例に係るマイクロ波プラズマ装置で は、誘電体板４０の側面４２が丸みを有する形状に形成されているので、誘電体 板４０周辺部における熱放散面積が縮小されるために誘電体板４０に作用する熱 応力を減少させることができ、また強度の弱い稜線部３４をなくすことにより誘 電体板稜線部３４に作用していた集中荷重を排除することができ、誘電体板４０ の強度を全体的に高ることができる。さらには誘電体板４０がこの側面４２形状 と同一形状の凹部を有する反応器上部壁１０ｃによって支持されるために、誘電 体板４０に対する反応器上部壁１０ｃからの拘束力が緩和され、上記したように 誘電体板４０の破損を防止することができる。

【００１４】

【考案の効果】

以上詳述したように本考案に係るマイクロ波プラズマ装置にあっては、誘電体 板の側面が丸みを有する形状に形成されているので、熱放散面積が縮小されるた めに前記誘電体板に作用する熱応力を減少させることができ、また強度の弱い稜 線部をなくすことにより前記誘電体板の強度を全体的に高めることができ、前記 誘電体板の破損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るマイクロ波プラズマ装置の一実施
例を模式的に示した断面図である。

【図２】実施例に係る誘電体板の形状及び寸法を示した
図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

【図３】従来のマイクロ波プラズマ処理装置を模式的に
示した断面図である。

【図４】従来のマイクロ波プラズマ処理装置における誘
電体板の形状及び寸法を示した図であり、（ａ）は平面
図、（ｂ）は側面図である。

【符号の説明】

１０ 反応器 ２１ 誘電体線路 ２３ マイクロ波発振器 ４０ 誘電体板 ４２ 側面

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロ波発振器と、マイクロ波を伝搬
   する誘電体線路と、該誘電体線路に対向配置された誘電
   体板を有する反応器とを備えたマイクロ波プラズマ装置
   において、前記誘電体板の側面が丸みを有する形状に形
   成されていることを特徴とするマイクロ波プラズマ装
   置。