JP3116723B2 - マイクロ波プラズマ装置用の石英ガラス材料 - Google Patents
マイクロ波プラズマ装置用の石英ガラス材料Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はマイクロ波プラズマ装置
用の石英ガラス材料に関し、より詳細にはマイクロ波を
使用して発生させたプラズマを利用する半導体デバイス
製造用のエッチング装置、アッシング装置またはＣＶＤ
装置等に配設されたマイクロ波導入窓、観測窓、ベルジ
ャ、ウエハ支持部品等を形成するのに用いられるマイク
ロ波プラズマ装置用の石英ガラス材料に関する。
用の石英ガラス材料に関し、より詳細にはマイクロ波を
使用して発生させたプラズマを利用する半導体デバイス
製造用のエッチング装置、アッシング装置またはＣＶＤ
装置等に配設されたマイクロ波導入窓、観測窓、ベルジ
ャ、ウエハ支持部品等を形成するのに用いられるマイク
ロ波プラズマ装置用の石英ガラス材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】真空近くに減圧した容器内に反応ガスと
マイクロ波とを導入し、ガス放電を起こさせてプラズマ
を発生させ、このプラズマをウエハ表面に導いてエッチ
ング、アッシング（レジスト除去）あるいはＣＶＤ（Ce
mical Vapor Deposition）等の処理を行なわせるマイク
ロ波プラズマ装置は、高集積半導体素子等の製造に欠く
ことができないものとなってきている。
マイクロ波とを導入し、ガス放電を起こさせてプラズマ
を発生させ、このプラズマをウエハ表面に導いてエッチ
ング、アッシング（レジスト除去）あるいはＣＶＤ（Ce
mical Vapor Deposition）等の処理を行なわせるマイク
ロ波プラズマ装置は、高集積半導体素子等の製造に欠く
ことができないものとなってきている。
【０００３】図２は従来のこの種マイクロ波プラズマ装
置の一例を模式的に示した断面図であり、図中１１は略
中空直方体形状の反応器を示している。反応器１１はス
テンレス鋼等の金属を用いて形成され、その周囲壁は２
重構造となっており、この内部は冷却水流通室１８が形
成されている。そして冷却水流通室１８に冷却水を通す
ことにより、反応器１１が冷却されるようになってい
る。反応器１１上部はプラズマ生成室２０となってお
り、プラズマ生成室２０上部はマイクロ波導入窓２２に
より気密状態に封止されており、マイクロ波導入窓２２
は誘電損失が小さく、かつ耐熱性を有する石英ガラス材
料等を用いて略板形状に形成されている。またプラズマ
生成室２０の下方にはメッシュ構造を有する仕切り板１
７を挟んで反応室２１が形成されており、反応室２１内
におけるマイクロ波導入窓２２と対向する箇所には、試
料Ｓを載置するための試料台２３が配設されている。ま
た反応室２０の下部壁には排気装置（図示せず）に接続
された排気口１４が形成されており、プラズマ生成室２
０の一側壁には反応器１１内に所要の反応ガスを供給す
るためのガス供給管１３が接続されている。
置の一例を模式的に示した断面図であり、図中１１は略
中空直方体形状の反応器を示している。反応器１１はス
テンレス鋼等の金属を用いて形成され、その周囲壁は２
重構造となっており、この内部は冷却水流通室１８が形
成されている。そして冷却水流通室１８に冷却水を通す
ことにより、反応器１１が冷却されるようになってい
る。反応器１１上部はプラズマ生成室２０となってお
り、プラズマ生成室２０上部はマイクロ波導入窓２２に
より気密状態に封止されており、マイクロ波導入窓２２
は誘電損失が小さく、かつ耐熱性を有する石英ガラス材
料等を用いて略板形状に形成されている。またプラズマ
生成室２０の下方にはメッシュ構造を有する仕切り板１
７を挟んで反応室２１が形成されており、反応室２１内
におけるマイクロ波導入窓２２と対向する箇所には、試
料Ｓを載置するための試料台２３が配設されている。ま
た反応室２０の下部壁には排気装置（図示せず）に接続
された排気口１４が形成されており、プラズマ生成室２
０の一側壁には反応器１１内に所要の反応ガスを供給す
るためのガス供給管１３が接続されている。
【０００４】一方、反応器１１の上方にはＡｌ（アルミ
ニウム）等を用いて形成された枠体１２ａが配設され、
枠体１２ａ下面には誘電体層１２ｂがボルト（図示せ
ず）等を用いて固定されている。誘電体層１２ｂは誘電
損失の小さいフッ素樹脂、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ており、これら枠体１２ａ、
誘電体層１２ｂ等により誘電体線路１２が構成されてい
る。さらに誘電体線路１２には導波管１５を介してマイ
クロ波発振器１６が接続されており、マイクロ波発振器
１６からのマイクロ波が導波管１５を通って誘電体線路
１２に導入されるようになっている。
ニウム）等を用いて形成された枠体１２ａが配設され、
枠体１２ａ下面には誘電体層１２ｂがボルト（図示せ
ず）等を用いて固定されている。誘電体層１２ｂは誘電
損失の小さいフッ素樹脂、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ており、これら枠体１２ａ、
誘電体層１２ｂ等により誘電体線路１２が構成されてい
る。さらに誘電体線路１２には導波管１５を介してマイ
クロ波発振器１６が接続されており、マイクロ波発振器
１６からのマイクロ波が導波管１５を通って誘電体線路
１２に導入されるようになっている。
【０００５】このように構成されたマイクロ波プラズマ
装置を用い、試料台２３上に載置された試料Ｓ表面に、
例えばアッシング処理やエッチング処理を施す場合、ま
ず排気口１４から排気を行ない、その後ガス供給管１３
からＣｌ2 、ＨＢｒ、Ｏ2 等の反応ガスをプラズマ生成
室２０内に供給して反応器１１内を所要の真空度に設定
する。また装置の作動中、冷却水流通室１８に冷却水を
流して反応器１１周辺を冷却する。次にマイクロ波発振
器１６を作動させてマイクロ波を発振させ、このマイク
ロ波を導波管１５を介して誘電体線路１２に導入する
と、誘電体線路１２下方に電界が形成され、この電界が
石英ガラス材料等を用いて形成されたマイクロ波導入窓
２２を透過してプラズマ生成室２０内に導入される。す
るとガス供給管１３を介してプラズマ生成室２０内に供
給された反応ガスがこの電界によりプラズマ化される。
このプラズマのうち主として電気的に中性の活性ガス種
がメッシュ状の仕切り板１７を透過して反応室２１内に
均一に拡がり、試料台２３上に載置された試料Ｓ表面に
到達してアッシング処理やエッチング処理等が行なわれ
る。
装置を用い、試料台２３上に載置された試料Ｓ表面に、
例えばアッシング処理やエッチング処理を施す場合、ま
ず排気口１４から排気を行ない、その後ガス供給管１３
からＣｌ2 、ＨＢｒ、Ｏ2 等の反応ガスをプラズマ生成
室２０内に供給して反応器１１内を所要の真空度に設定
する。また装置の作動中、冷却水流通室１８に冷却水を
流して反応器１１周辺を冷却する。次にマイクロ波発振
器１６を作動させてマイクロ波を発振させ、このマイク
ロ波を導波管１５を介して誘電体線路１２に導入する
と、誘電体線路１２下方に電界が形成され、この電界が
石英ガラス材料等を用いて形成されたマイクロ波導入窓
２２を透過してプラズマ生成室２０内に導入される。す
るとガス供給管１３を介してプラズマ生成室２０内に供
給された反応ガスがこの電界によりプラズマ化される。
このプラズマのうち主として電気的に中性の活性ガス種
がメッシュ状の仕切り板１７を透過して反応室２１内に
均一に拡がり、試料台２３上に載置された試料Ｓ表面に
到達してアッシング処理やエッチング処理等が行なわれ
る。
【０００６】また図示しない別のマイクロ波プラズマ装
置には、石英ガラス材料等により形成された部品として
観測窓、ウエハ支持治具、ベルジャ等が配設されてい
る。
置には、石英ガラス材料等により形成された部品として
観測窓、ウエハ支持治具、ベルジャ等が配設されてい
る。
【０００７】ところで、上記したマイクロ波導入窓２
２、観測窓、ウエハ支持具、ベルジャ等を形成する石英
ガラス材料は、原料及び製造方法により溶融石英ガラス
材料と気相合成石英ガラス材料との２種類に大別され
る。溶融石英ガラス材料は原料として天然の結晶質石英
粉末を用い、真空状態下の電気抵抗加熱炉、または酸素
−水素火炎の熱により溶融・形成したものであり、原料
等からの不純物を比較的多く含んでいる一方、耐熱性が
高いという特性を有している。また気相合成石英ガラス
材料はＳｉＣｌ4 等のＳｉ化合物を酸素−水素火炎中で
加水分解することにより気相合成したもので、含有する
不純物濃度は数１０ｐｐｂ以下であり、非常に高純度で
ある。そして上記した従来のマイクロ波導入窓２２等の
部品には、主として比較的耐熱性が高い溶融石英ガラス
材料が用いられていた。
２、観測窓、ウエハ支持具、ベルジャ等を形成する石英
ガラス材料は、原料及び製造方法により溶融石英ガラス
材料と気相合成石英ガラス材料との２種類に大別され
る。溶融石英ガラス材料は原料として天然の結晶質石英
粉末を用い、真空状態下の電気抵抗加熱炉、または酸素
−水素火炎の熱により溶融・形成したものであり、原料
等からの不純物を比較的多く含んでいる一方、耐熱性が
高いという特性を有している。また気相合成石英ガラス
材料はＳｉＣｌ4 等のＳｉ化合物を酸素−水素火炎中で
加水分解することにより気相合成したもので、含有する
不純物濃度は数１０ｐｐｂ以下であり、非常に高純度で
ある。そして上記した従来のマイクロ波導入窓２２等の
部品には、主として比較的耐熱性が高い溶融石英ガラス
材料が用いられていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した溶融
石英ガラス材料を用いて形成されたマイクロ波導入窓２
２等の部品は使用中に穴が開くというトラブルが発生し
易く、寿命が短いという問題があった。
石英ガラス材料を用いて形成されたマイクロ波導入窓２
２等の部品は使用中に穴が開くというトラブルが発生し
易く、寿命が短いという問題があった。
【０００９】また前記溶融石英ガラス材料を用いて形成
されたマイクロ波導入窓２２等の部品にはＮａ、Ｋ、Ｆ
ｅ、Ａｌ等の不純物が全体で数ｐｐｍ〜２０ｐｐｍ程度
含有されており、プラズマ処理中にこれらがハロゲン化
して試料Ｓ表面に付着し、ウエハの品質に悪影響を及ぼ
すという問題があった。
されたマイクロ波導入窓２２等の部品にはＮａ、Ｋ、Ｆ
ｅ、Ａｌ等の不純物が全体で数ｐｐｍ〜２０ｐｐｍ程度
含有されており、プラズマ処理中にこれらがハロゲン化
して試料Ｓ表面に付着し、ウエハの品質に悪影響を及ぼ
すという問題があった。
【００１０】一方、前記気相合成石英ガラス材料を用い
て形成されたマイクロ波導入窓２２等の部品は高純度で
あり、組織が比較的均一であることから、ハロゲン系の
活性ガス種による侵食が比較的均一に行なわれ、穴が開
くトラブルの発生は少ない。また近年、電子回路等の高
集積化に伴い、試料ＳとしてのＳｉウエハに対する不純
物汚染防止の要求が一層高くなっており、前記溶融石英
ガラス材料よりも純度の高い前記気相合成石英ガラス材
料の使用が求められてきている。
て形成されたマイクロ波導入窓２２等の部品は高純度で
あり、組織が比較的均一であることから、ハロゲン系の
活性ガス種による侵食が比較的均一に行なわれ、穴が開
くトラブルの発生は少ない。また近年、電子回路等の高
集積化に伴い、試料ＳとしてのＳｉウエハに対する不純
物汚染防止の要求が一層高くなっており、前記溶融石英
ガラス材料よりも純度の高い前記気相合成石英ガラス材
料の使用が求められてきている。
【００１１】しかしながら従来の前記気相合成石英ガラ
ス材料を用いて形成されたマイクロ波導入窓２２等の部
品は、マイクロ波を用いたプラズマ処理中に破損が生じ
易く、前記プラズマ処理を安定して行なうのが難しいと
いう課題があった。
ス材料を用いて形成されたマイクロ波導入窓２２等の部
品は、マイクロ波を用いたプラズマ処理中に破損が生じ
易く、前記プラズマ処理を安定して行なうのが難しいと
いう課題があった。
【００１２】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、マイクロ波を用いるプラズマ装置の部品とし
て使用しても、ウエハの不純物汚染を生じさせず、また
プラズマ処理中に穴が開くことも破損することもなく、
寿命を長くすることができるとともに、プラズマ処理を
安定的に行なわせることができるマイクロ波プラズマ装
置用の石英ガラス材料を提供することを目的としてい
る。
のであり、マイクロ波を用いるプラズマ装置の部品とし
て使用しても、ウエハの不純物汚染を生じさせず、また
プラズマ処理中に穴が開くことも破損することもなく、
寿命を長くすることができるとともに、プラズマ処理を
安定的に行なわせることができるマイクロ波プラズマ装
置用の石英ガラス材料を提供することを目的としてい
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るマイクロ波プラズマ装置用の石英ガラス
材料は、気相化学反応により合成された石英ガラス材料
であって、含有されるＯＨ基濃度が１３０ｐｐｍ以下で
あり、ＧＨｚ周波数帯域におけるＦＱ値（周波数×Ｑ
値）が１０００００以上であることを特徴としている。
に本発明に係るマイクロ波プラズマ装置用の石英ガラス
材料は、気相化学反応により合成された石英ガラス材料
であって、含有されるＯＨ基濃度が１３０ｐｐｍ以下で
あり、ＧＨｚ周波数帯域におけるＦＱ値（周波数×Ｑ
値）が１０００００以上であることを特徴としている。
【００１４】
【作用】本発明者等はマイクロ波プラズマ装置用の石英
ガラス材料について検討した結果、該石英ガラス材料中
にＮａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｆｅ、Ａｌ等の不純物元素がそれぞ
れ１ｐｐｍ以上含有されると（すなわち溶融石英ガラス
の場合）、脈理と称される耐食性に劣る不均一組織が発
生し易くなり、この不均一組織がハロゲン系の活性ガス
種により選択的に侵食され、穴が開くトラブルが発生し
易くなることを突き止めた。
ガラス材料について検討した結果、該石英ガラス材料中
にＮａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｆｅ、Ａｌ等の不純物元素がそれぞ
れ１ｐｐｍ以上含有されると（すなわち溶融石英ガラス
の場合）、脈理と称される耐食性に劣る不均一組織が発
生し易くなり、この不均一組織がハロゲン系の活性ガス
種により選択的に侵食され、穴が開くトラブルが発生し
易くなることを突き止めた。
【００１５】またプラズマ処理中、マイクロ波電力が石
英ガラス材料に吸収され、該石英ガラス材料が発熱する
と、このとき発生する熱応力により破損が生じることも
突き止められた。
英ガラス材料に吸収され、該石英ガラス材料が発熱する
と、このとき発生する熱応力により破損が生じることも
突き止められた。
【００１６】周波数と誘電体損失（ｔａｎδ）の逆数で
あるＱ値との積が前記ＦＱ値であり、マイクロ波による
誘電体損失が格子振動の減衰項に起因しているとき、前
記ＦＱ値は一定になることが知られており、したがって
該ＦＱ値を材料固有の値として評価し得る。そして前記
マイクロ波電力が石英ガラス材料に吸収され易いか否か
は前記石英ガラス材料の前記ＦＱ値に依存し、マイクロ
波領域での前記ＦＱ値が１０００００以上になると、前
記石英ガラス材料への前記マイクロ波電力の吸収が抑制
され、前記石英ガラス材料の発熱が少なくなり、該発熱
・昇温に伴う熱応力の発生が抑制され、したがって前記
石英ガラス材料の破損が生じ難くなることが明らかとな
った。
あるＱ値との積が前記ＦＱ値であり、マイクロ波による
誘電体損失が格子振動の減衰項に起因しているとき、前
記ＦＱ値は一定になることが知られており、したがって
該ＦＱ値を材料固有の値として評価し得る。そして前記
マイクロ波電力が石英ガラス材料に吸収され易いか否か
は前記石英ガラス材料の前記ＦＱ値に依存し、マイクロ
波領域での前記ＦＱ値が１０００００以上になると、前
記石英ガラス材料への前記マイクロ波電力の吸収が抑制
され、前記石英ガラス材料の発熱が少なくなり、該発熱
・昇温に伴う熱応力の発生が抑制され、したがって前記
石英ガラス材料の破損が生じ難くなることが明らかとな
った。
【００１７】またマイクロ波領域における前記ＦＱ値と
前記石英ガラス材料に含有される前記不純物及びＯＨ基
の濃度との関係について調査した結果、前記不純物濃度
が低く、かつ前記ＯＨ基濃度が１３０ｐｐｍ以下の石英
ガラス材料の場合、前記ＦＱ値を１０００００以上に高
められることが明らかとなった。前記ＯＨ基濃度は、前
記石英ガラス材料の仮焼時における温度と時間とを調整
することにより制御し得る。
前記石英ガラス材料に含有される前記不純物及びＯＨ基
の濃度との関係について調査した結果、前記不純物濃度
が低く、かつ前記ＯＨ基濃度が１３０ｐｐｍ以下の石英
ガラス材料の場合、前記ＦＱ値を１０００００以上に高
められることが明らかとなった。前記ＯＨ基濃度は、前
記石英ガラス材料の仮焼時における温度と時間とを調整
することにより制御し得る。
【００１８】従来の気相合成石英ガラス材料を用いた場
合、前記不純物濃度は低いにも拘らず前記ＯＨ基濃度が
１３０ｐｐｍを超えており、したがってシラノール結合
で存在する前記ＯＨ基またはガラスの網目構造中に溶存
する水分子の回転による損失が生じ、前記ＦＱ値が１０
００００未満となり、前記破損が発生すると考えられ
る。
合、前記不純物濃度は低いにも拘らず前記ＯＨ基濃度が
１３０ｐｐｍを超えており、したがってシラノール結合
で存在する前記ＯＨ基またはガラスの網目構造中に溶存
する水分子の回転による損失が生じ、前記ＦＱ値が１０
００００未満となり、前記破損が発生すると考えられ
る。
【００１９】本発明に係るマイクロ波プラズマ装置用の
石英ガラス材料によれば、気相化学反応により合成され
た石英ガラス材料であるため、含有されるＮａ、Ｋ、Ｌ
ｉ、Ｆｅ、Ａｌ等の不純物量を少なくし得るとともに、
前記ＯＨ基濃度が低く、前記ＦＱ値も所定値以上に高い
ため、前記石英ガラス材料にマイクロ波電力が吸収され
るのを抑制し得ることとなる。この結果、前記石英ガラ
ス材料製の構成部品が配設された装置を用い、マイクロ
波を利用して試料にプラズマ処理を施す際、前記構成部
品による前記マイクロ波電力の吸収が抑制され、前記構
成部品の発熱を少なくして熱応力の発生を減少させ得る
こととなり、前記構成部品が前記熱応力により破損する
のを防止し得ることとなる。また脈理の発生に伴う侵食
も阻止され、穴が開くトラブルも生じなくなる。
石英ガラス材料によれば、気相化学反応により合成され
た石英ガラス材料であるため、含有されるＮａ、Ｋ、Ｌ
ｉ、Ｆｅ、Ａｌ等の不純物量を少なくし得るとともに、
前記ＯＨ基濃度が低く、前記ＦＱ値も所定値以上に高い
ため、前記石英ガラス材料にマイクロ波電力が吸収され
るのを抑制し得ることとなる。この結果、前記石英ガラ
ス材料製の構成部品が配設された装置を用い、マイクロ
波を利用して試料にプラズマ処理を施す際、前記構成部
品による前記マイクロ波電力の吸収が抑制され、前記構
成部品の発熱を少なくして熱応力の発生を減少させ得る
こととなり、前記構成部品が前記熱応力により破損する
のを防止し得ることとなる。また脈理の発生に伴う侵食
も阻止され、穴が開くトラブルも生じなくなる。
【００２０】
【実施例及び比較例】以下、本発明に係るマイクロ波プ
ラズマ装置用の石英ガラス材料を用いた実施例を図面に
基づいて説明する。なお、従来例と同一の機能を有する
構成部品には同一の符号を付すこととする。図２は、実
施例に係る石英ガラス材料製のマイクロ波導入窓が組み
込まれたマイクロ波プラズマ装置を摸式的に示した断面
図であり、図中３２はマイクロ波導入窓を示している。
マイクロ波導入窓３２用の石英ガラス材料を製造する場
合、まずＶＡＤ（Vapor-phase Axial Deposition) 法と
呼ばれるＳｉＣｌ4 ガスを用いた酸素−水素火炎中での
気相合成法により、合成石英ガラス多孔体を作製する。
次にこの合成石英ガラス多孔体を所定温度で所定時間仮
焼した後、約１５００℃で焼結させて透明化し、石英ガ
ラス材料（ロッド）を作製する。そしてこの石英ガラス
材料に熱加工を施すことにより、長さが約４００ｍｍ×
幅が約４００ｍｍ×厚さが約３０ｍｍの板形状を有する
マイクロ波導入窓３２を形成する。なお、前記石英ガラ
ス材料に含有されるＯＨ基量は、前記仮焼工程における
温度及び時間を調整することにより制御する。その他の
構成及び、このマイクロ波プラズマ装置を用いてアッシ
ング処理やエッチング処理を施す方法は従来の場合と同
様であるので、ここではその詳細な説明は省略する。
ラズマ装置用の石英ガラス材料を用いた実施例を図面に
基づいて説明する。なお、従来例と同一の機能を有する
構成部品には同一の符号を付すこととする。図２は、実
施例に係る石英ガラス材料製のマイクロ波導入窓が組み
込まれたマイクロ波プラズマ装置を摸式的に示した断面
図であり、図中３２はマイクロ波導入窓を示している。
マイクロ波導入窓３２用の石英ガラス材料を製造する場
合、まずＶＡＤ（Vapor-phase Axial Deposition) 法と
呼ばれるＳｉＣｌ4 ガスを用いた酸素−水素火炎中での
気相合成法により、合成石英ガラス多孔体を作製する。
次にこの合成石英ガラス多孔体を所定温度で所定時間仮
焼した後、約１５００℃で焼結させて透明化し、石英ガ
ラス材料（ロッド）を作製する。そしてこの石英ガラス
材料に熱加工を施すことにより、長さが約４００ｍｍ×
幅が約４００ｍｍ×厚さが約３０ｍｍの板形状を有する
マイクロ波導入窓３２を形成する。なお、前記石英ガラ
ス材料に含有されるＯＨ基量は、前記仮焼工程における
温度及び時間を調整することにより制御する。その他の
構成及び、このマイクロ波プラズマ装置を用いてアッシ
ング処理やエッチング処理を施す方法は従来の場合と同
様であるので、ここではその詳細な説明は省略する。
【００２１】次に、上記構成のマイクロ波プラズマ装置
を用いて試料ＳとしてのＳｉウエハに繰り返しフォトレ
ジスト膜のアッシング処理を施し、処理したＳｉウエハ
の枚数と実施例に係る石英ガラス材料製のマイクロ波導
入窓３２における破損状態との関係を調査した結果につ
いて説明する。なお比較例としては従来のＯＨ基濃度が
高い気相合成石英ガラス材料を用いて形成されたマイク
ロ波導入窓２２を使用した。
を用いて試料ＳとしてのＳｉウエハに繰り返しフォトレ
ジスト膜のアッシング処理を施し、処理したＳｉウエハ
の枚数と実施例に係る石英ガラス材料製のマイクロ波導
入窓３２における破損状態との関係を調査した結果につ
いて説明する。なお比較例としては従来のＯＨ基濃度が
高い気相合成石英ガラス材料を用いて形成されたマイク
ロ波導入窓２２を使用した。
【００２２】図１は本発明に係るマイクロ波プラズマ装
置用の石英ガラス材料を用いた実施例１〜４のものと、
従来の気相合成石英ガラス材料を用いた比較例１〜３
（ただし、比較例３は図示せず）のものとに関し、それ
ぞれのＦＱ値とＯＨ基濃度との関係について調査した結
果を示した曲線図である。ＯＨ基濃度は赤外線吸収法
（J.P.Williams et al:Ceramics Bulletin;vol.63,No1
1,p1408(1984)) により測定し、実施例１のものはＯＨ
基濃度が５ｐｐｍ、実施例２は２０ｐｐｍ、実施例３は
５０ｐｐｍ、実施例４は１００ｐｐｍ、比較例１は１５
０ｐｐｍ、比較例２は２００ｐｐｍ、比較例３は３００
ｐｐｍであった。この場合のＦＱ値は、前記ロッド等か
ら直径が約２０ｍｍ、厚さが約７ｍｍの試験片を形成
し、ネットワークアナライザを用いてＧＨｚ領域におい
て測定した。なお実施例１〜４及び比較例１〜３のもの
の不純物元素についてはプラズマ発光分析法、原子吸光
分析法により分析を行い、Ａｌ、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｆ
ｅ、Ｃｒ及びＮｉ等の総量がそれぞれ１ｐｐｍ以下であ
ることを確認した。
置用の石英ガラス材料を用いた実施例１〜４のものと、
従来の気相合成石英ガラス材料を用いた比較例１〜３
（ただし、比較例３は図示せず）のものとに関し、それ
ぞれのＦＱ値とＯＨ基濃度との関係について調査した結
果を示した曲線図である。ＯＨ基濃度は赤外線吸収法
（J.P.Williams et al:Ceramics Bulletin;vol.63,No1
1,p1408(1984)) により測定し、実施例１のものはＯＨ
基濃度が５ｐｐｍ、実施例２は２０ｐｐｍ、実施例３は
５０ｐｐｍ、実施例４は１００ｐｐｍ、比較例１は１５
０ｐｐｍ、比較例２は２００ｐｐｍ、比較例３は３００
ｐｐｍであった。この場合のＦＱ値は、前記ロッド等か
ら直径が約２０ｍｍ、厚さが約７ｍｍの試験片を形成
し、ネットワークアナライザを用いてＧＨｚ領域におい
て測定した。なお実施例１〜４及び比較例１〜３のもの
の不純物元素についてはプラズマ発光分析法、原子吸光
分析法により分析を行い、Ａｌ、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｆ
ｅ、Ｃｒ及びＮｉ等の総量がそれぞれ１ｐｐｍ以下であ
ることを確認した。
【００２３】図１及び下記の表１から明らかなように、
ＯＨ基濃度が１３０ｐｐｍを超える比較例１〜３のもの
ではいずれもＧＨｚ領域におけるＦＱ値が１０００００
未満となる一方、ＯＨ基濃度が１３０ｐｐｍ以上の実施
例１〜４のものではいずれもＧＨｚ領域におけるＦＱ値
が１０００００以上になっている。
ＯＨ基濃度が１３０ｐｐｍを超える比較例１〜３のもの
ではいずれもＧＨｚ領域におけるＦＱ値が１０００００
未満となる一方、ＯＨ基濃度が１３０ｐｐｍ以上の実施
例１〜４のものではいずれもＧＨｚ領域におけるＦＱ値
が１０００００以上になっている。
【００２４】また実施例１〜４のものと比較例１〜３の
ものとを使用した際における、それぞれの破損状況を調
査した結果を下記の表１に併せて示した。実験は酸素プ
ラズマを１０分間印加するという、通常の処理よりも厳
しい条件下で行った。
ものとを使用した際における、それぞれの破損状況を調
査した結果を下記の表１に併せて示した。実験は酸素プ
ラズマを１０分間印加するという、通常の処理よりも厳
しい条件下で行った。
【００２５】
【表１】
【００２６】表１から明らかなように、ＯＨ基濃度が１
３０ｐｐｍを超えるとともにＧＨｚ領域におけるＦＱ値
が１０００００未満の比較例１〜３のものでは、Ｓｉウ
エハを１０〜６０枚処理すると破損したが、ＯＨ基濃度
が１３０ｐｐｍ以下であり、ＧＨｚ領域におけるＦＱ値
が１０００００以上である実施例１〜４のものでは、Ｓ
ｉウエハの処理枚数が２５０枚になっても異状がなかっ
た。
３０ｐｐｍを超えるとともにＧＨｚ領域におけるＦＱ値
が１０００００未満の比較例１〜３のものでは、Ｓｉウ
エハを１０〜６０枚処理すると破損したが、ＯＨ基濃度
が１３０ｐｐｍ以下であり、ＧＨｚ領域におけるＦＱ値
が１０００００以上である実施例１〜４のものでは、Ｓ
ｉウエハの処理枚数が２５０枚になっても異状がなかっ
た。
【００２７】上記結果から明らかなように、実施例に係
るマイクロ波プラズマ装置用の石英ガラス材料では、含
有されるＮａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｆｅ、Ａｌ等の不純物を少な
くすることができるとともに、前記ＯＨ基濃度が低く、
前記ＦＱ値も所定値以上に高いため、前記石英ガラス材
料によるマイクロ波電力の吸収を抑制することができ
る。この結果、前記石英ガラス材料製のマイクロ波導入
窓３２が配設された装置を用い、マイクロ波を利用して
試料Ｓにアッシング処理を施す際のマイクロ波導入窓３
２の発熱を抑えて熱応力の発生を減少させ、マイクロ波
導入窓３２が前記熱応力により破損するのを防止するこ
とができる。したがって修理等により生じる工程の中断
をなくすことができるため、プラズマ処理を安定的に行
なわせることができる。
るマイクロ波プラズマ装置用の石英ガラス材料では、含
有されるＮａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｆｅ、Ａｌ等の不純物を少な
くすることができるとともに、前記ＯＨ基濃度が低く、
前記ＦＱ値も所定値以上に高いため、前記石英ガラス材
料によるマイクロ波電力の吸収を抑制することができ
る。この結果、前記石英ガラス材料製のマイクロ波導入
窓３２が配設された装置を用い、マイクロ波を利用して
試料Ｓにアッシング処理を施す際のマイクロ波導入窓３
２の発熱を抑えて熱応力の発生を減少させ、マイクロ波
導入窓３２が前記熱応力により破損するのを防止するこ
とができる。したがって修理等により生じる工程の中断
をなくすことができるため、プラズマ処理を安定的に行
なわせることができる。
【００２８】なお、上記した実施例では、石英ガラス材
料をＳｉウエハ上に形成されたフォトレジスト膜にアッ
シング処理を施すマイクロ波プラズマ装置のマイクロ波
導入窓３２の形成に用いた場合について説明したが、Ｓ
ｉウエハ上に形成されたポリＳｉ、Ｓｉ酸化膜、あるい
はＡｌ合金膜にエッチング処理を施す装置のマイクロ波
導入窓にも同様に適用することができる。
料をＳｉウエハ上に形成されたフォトレジスト膜にアッ
シング処理を施すマイクロ波プラズマ装置のマイクロ波
導入窓３２の形成に用いた場合について説明したが、Ｓ
ｉウエハ上に形成されたポリＳｉ、Ｓｉ酸化膜、あるい
はＡｌ合金膜にエッチング処理を施す装置のマイクロ波
導入窓にも同様に適用することができる。
【００２９】さらには、上記した実施例に係る石英ガラ
ス材料は、ポリＳｉ膜の形成等の際に使用するマイクロ
波を利用したＣＶＤ装置に配設されたマイクロ波導入
窓、ウエハ支持具、観測窓、ベルジャ等、マイクロ波を
利用する装置の構成部材の形成に用いることができる。
ス材料は、ポリＳｉ膜の形成等の際に使用するマイクロ
波を利用したＣＶＤ装置に配設されたマイクロ波導入
窓、ウエハ支持具、観測窓、ベルジャ等、マイクロ波を
利用する装置の構成部材の形成に用いることができる。
【００３０】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係るマイク
ロ波プラズマ装置用の石英ガラス材料にあっては、気相
化学反応により合成された石英ガラス材料であって、含
有されるＯＨ基濃度が１３０ｐｐｍ以下であり、ＧＨｚ
周波数域におけるＦＱ値が１０００００以上であるの
で、含有されるＮａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｆｅ、Ａｌ等の不純物
量を少なくすることができるとともに、前記ＯＨ基濃度
が低く、前記ＦＱ値も所定値以上に高いため、前記石英
ガラス材料にマイクロ波電力が吸収されるのを抑制する
ことができる。この結果、前記石英ガラス材料製の構成
部品が配設された装置を用い、マイクロ波を利用して試
料にプラズマ処理を施す際、前記構成部品による前記マ
イクロ波電力の吸収を抑制することができ、前記構成部
品の発熱を少なくして熱応力の発生を減少させることが
でき、前記構成部品が前記熱応力により破損するのを防
止することができる。また、脈理の発生に伴う侵食も阻
止することができ、穴が開くトラブルの発生もなくすこ
とができる。したがって修理等により生じる工程の中断
をなくすことができ、プラズマ処理を安定的に行なわせ
ることができる。
ロ波プラズマ装置用の石英ガラス材料にあっては、気相
化学反応により合成された石英ガラス材料であって、含
有されるＯＨ基濃度が１３０ｐｐｍ以下であり、ＧＨｚ
周波数域におけるＦＱ値が１０００００以上であるの
で、含有されるＮａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｆｅ、Ａｌ等の不純物
量を少なくすることができるとともに、前記ＯＨ基濃度
が低く、前記ＦＱ値も所定値以上に高いため、前記石英
ガラス材料にマイクロ波電力が吸収されるのを抑制する
ことができる。この結果、前記石英ガラス材料製の構成
部品が配設された装置を用い、マイクロ波を利用して試
料にプラズマ処理を施す際、前記構成部品による前記マ
イクロ波電力の吸収を抑制することができ、前記構成部
品の発熱を少なくして熱応力の発生を減少させることが
でき、前記構成部品が前記熱応力により破損するのを防
止することができる。また、脈理の発生に伴う侵食も阻
止することができ、穴が開くトラブルの発生もなくすこ
とができる。したがって修理等により生じる工程の中断
をなくすことができ、プラズマ処理を安定的に行なわせ
ることができる。
【図１】マイクロ波プラズマ装置用石英ガラス材料にお
ける本発明に係る実施例のものと、比較例のものとに関
し、それぞれのＦＱ値とＯＨ基濃度との関係について調
査した結果を示した曲線図である。
ける本発明に係る実施例のものと、比較例のものとに関
し、それぞれのＦＱ値とＯＨ基濃度との関係について調
査した結果を示した曲線図である。
【図２】実施例及び従来例に係る石英ガラス材料製のマ
イクロ波導入窓がそれぞれ組み込まれたマイクロ波プラ
ズマ装置をひとつの図により示した摸式的断面図であ
る。
イクロ波導入窓がそれぞれ組み込まれたマイクロ波プラ
ズマ装置をひとつの図により示した摸式的断面図であ
る。
【符号の説明】 ３２ マイクロ波導入窓
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ２３Ｃ 16/50 Ｃ２３Ｃ 16/50 Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｈ０１Ｌ 21/205 21/3065 21/302 Ａ (56)参考文献 特開 平３−34419（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−254859（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−140189（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−120155（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03B 20/00 C03C 3/06 C23C 16/40 C23C 16/50 H01L 21/205 H01L 21/3065
Claims (1)
- 【請求項１】 気相化学反応により合成された石英ガラ
ス材料であって、含有されるＯＨ基濃度が１３０ｐｐｍ
以下であり、ＧＨｚ周波数帯域におけるＦＱ値（周波数
×Ｑ値）が１０００００以上であることを特徴とするマ
イクロ波プラズマ装置用の石英ガラス材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06119783A JP3116723B2 (ja) | 1994-06-01 | 1994-06-01 | マイクロ波プラズマ装置用の石英ガラス材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06119783A JP3116723B2 (ja) | 1994-06-01 | 1994-06-01 | マイクロ波プラズマ装置用の石英ガラス材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07330357A JPH07330357A (ja) | 1995-12-19 |
| JP3116723B2 true JP3116723B2 (ja) | 2000-12-11 |
Family
ID=14770118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06119783A Expired - Lifetime JP3116723B2 (ja) | 1994-06-01 | 1994-06-01 | マイクロ波プラズマ装置用の石英ガラス材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3116723B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002047034A (ja) * | 2000-07-31 | 2002-02-12 | Shinetsu Quartz Prod Co Ltd | プラズマを利用したプロセス装置用の石英ガラス治具 |
| JP2008223123A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Rohm Co Ltd | ラジカル発生装置 |
| JPWO2019093182A1 (ja) * | 2017-11-07 | 2020-11-26 | Ａｇｃ株式会社 | 高周波デバイス用シリカガラス及び高周波デバイス |
| WO2019139003A1 (ja) | 2018-01-15 | 2019-07-18 | Ａｇｃ株式会社 | フィルタ |
| JP6987021B2 (ja) * | 2018-05-28 | 2021-12-22 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| JPWO2021172232A1 (ja) | 2020-02-28 | 2021-09-02 |
-
1994
- 1994-06-01 JP JP06119783A patent/JP3116723B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07330357A (ja) | 1995-12-19 |
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