JPH07272897A - マイクロ波プラズマ装置 - Google Patents
マイクロ波プラズマ装置Info
- Publication number
- JPH07272897A JPH07272897A JP6062308A JP6230894A JPH07272897A JP H07272897 A JPH07272897 A JP H07272897A JP 6062308 A JP6062308 A JP 6062308A JP 6230894 A JP6230894 A JP 6230894A JP H07272897 A JPH07272897 A JP H07272897A
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- JP
- Japan
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- microwave
- plate
- plasma
- reactor
- dielectrics
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 マイクロ波導入板25が複数個の孔26aを
有する金属板26と複数個の孔26aに挿入・接着され
た複数個の誘電体27とから構成されているマイクロ波
プラズマ装置。 【効果】 反応器11内を気密状態に保持することがで
き、複数個の誘電体27を通して反応器11内に電界を
均一に形成することができる。また、マイクロ波導入板
25の主要部が金属板26により構成されているため、
熱応力や機械的応力に対する耐性を全体的に高めること
ができ、弾力性を有する接着剤28により誘電体27と
金属板26との熱膨張差を吸収することができる。した
がって反応器11内にプラズマを均一に発生させること
ができるとともに、マイクロ波導入板25の破損を防止
することができる。
有する金属板26と複数個の孔26aに挿入・接着され
た複数個の誘電体27とから構成されているマイクロ波
プラズマ装置。 【効果】 反応器11内を気密状態に保持することがで
き、複数個の誘電体27を通して反応器11内に電界を
均一に形成することができる。また、マイクロ波導入板
25の主要部が金属板26により構成されているため、
熱応力や機械的応力に対する耐性を全体的に高めること
ができ、弾力性を有する接着剤28により誘電体27と
金属板26との熱膨張差を吸収することができる。した
がって反応器11内にプラズマを均一に発生させること
ができるとともに、マイクロ波導入板25の破損を防止
することができる。
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
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、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、薄膜形成処理等を
施すための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。
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、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、薄膜形成処理等を
施すための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
摸式的に示した断面図であり、図中11はアルミニウム
等の金属を用いて略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11内にはプラズマ室12と反応
室13とが形成されており、プラズマ室12と反応室1
3とは複数個の孔14aを有するシャワーヘッド14で
仕切られている。反応室13におけるシャワーヘッド1
4と対向する箇所には試料Sを載置するための試料台1
5が配設され、反応室13の下部壁には排気装置(図示
せず)に接続された排気口16が形成されており、プラ
ズマ室12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17が接続されている。反
応器11上部にはマイクロ波導入板30が配設されてお
り、マイクロ波導入板30はマイクロ波の透過性に優
れ、かつ誘電損失が小さいセラミックス材料を用いて形
成されている。また図4に示したように、マイクロ波導
入板30は長さLが約380mm、幅Wが約380m
m、厚さtが約20mmの板形状に形成されている。そ
してマイクロ波導入板30端部と反応器11上部とは密
接しており、マイクロ波導入板30により反応器11内
が気密状態に封止される。
摸式的に示した断面図であり、図中11はアルミニウム
等の金属を用いて略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11内にはプラズマ室12と反応
室13とが形成されており、プラズマ室12と反応室1
3とは複数個の孔14aを有するシャワーヘッド14で
仕切られている。反応室13におけるシャワーヘッド1
4と対向する箇所には試料Sを載置するための試料台1
5が配設され、反応室13の下部壁には排気装置(図示
せず)に接続された排気口16が形成されており、プラ
ズマ室12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17が接続されている。反
応器11上部にはマイクロ波導入板30が配設されてお
り、マイクロ波導入板30はマイクロ波の透過性に優
れ、かつ誘電損失が小さいセラミックス材料を用いて形
成されている。また図4に示したように、マイクロ波導
入板30は長さLが約380mm、幅Wが約380m
m、厚さtが約20mmの板形状に形成されている。そ
してマイクロ波導入板30端部と反応器11上部とは密
接しており、マイクロ波導入板30により反応器11内
が気密状態に封止される。
【0003】一方、反応器11上方におけるマイクロ波
導入板30と対向する箇所には誘電損失が小さいフッ素
樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン等を用いて形成され
た誘電体線路18が配設され、誘電体線路18の上面1
8a及び側面18bにはこれらを覆う態様で蓋体19が
配設されており、蓋体19はアルミニウム等の金属板を
用いて形成されている。さらに誘電体線路18には導波
管21を介してマイクロ波発振器22が連結されてお
り、マイクロ波発振器22から発振されたマイクロ波が
誘電体線路18に導入されるようになっている。
導入板30と対向する箇所には誘電損失が小さいフッ素
樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン等を用いて形成され
た誘電体線路18が配設され、誘電体線路18の上面1
8a及び側面18bにはこれらを覆う態様で蓋体19が
配設されており、蓋体19はアルミニウム等の金属板を
用いて形成されている。さらに誘電体線路18には導波
管21を介してマイクロ波発振器22が連結されてお
り、マイクロ波発振器22から発振されたマイクロ波が
誘電体線路18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15上に載置された試料S表
面に塗布されたレジストのアッシング処理を行なう場
合、まず前記排気装置を駆動させて排気口16から排気
を行い、反応器11内を所要の真空度に設定した後、ガ
ス供給管17を通じてプラズマ室12に所要の反応ガス
を供給する。次にマイクロ波発振器22からマイクロ波
を発振させ、このマイクロ波を誘電体線路18に導入す
る。すると誘電体線路18下方に電界が形成され、形成
された電界がマイクロ波導入板30を透過し、プラズマ
室12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14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1
4の孔14aを透過して反応室13の試料台15周辺に
導かれ、試料S上のレジストをアッシングする。
装置を用い、例えば試料台15上に載置された試料S表
面に塗布されたレジストのアッシング処理を行なう場
合、まず前記排気装置を駆動させて排気口16から排気
を行い、反応器11内を所要の真空度に設定した後、ガ
ス供給管17を通じてプラズマ室12に所要の反応ガス
を供給する。次にマイクロ波発振器22からマイクロ波
を発振させ、このマイクロ波を誘電体線路18に導入す
る。すると誘電体線路18下方に電界が形成され、形成
された電界がマイクロ波導入板30を透過し、プラズマ
室12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14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1
4の孔14aを透過して反応室13の試料台15周辺に
導かれ、試料S上のレジストをアッシングする。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記したマイクロ波プ
ラズマ装置においては、プラズマ処理を施す際、マイク
ロ波導入板30の中央部30a近傍の温度は180℃程
度まで上昇する一方、マイクロ波導入板30の周辺端部
30b近傍においては反応器11上部壁を通して放熱さ
れ易いため、その温度は上昇し難い。この結果、マイク
ロ波導入板30内の温度分布が不均一になり、熱応力が
発生する。また、マイクロ波導入板30の周辺端部30
bは反応器11上部壁により拘束されており、マイクロ
波導入板30には反応器11上部壁から機械的応力が作
用する。これら熱応力と機械的応力との複雑な相互作用
により、マイクロ波導入板30における強度が比較的弱
い稜線部32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。
ラズマ装置においては、プラズマ処理を施す際、マイク
ロ波導入板30の中央部30a近傍の温度は180℃程
度まで上昇する一方、マイクロ波導入板30の周辺端部
30b近傍においては反応器11上部壁を通して放熱さ
れ易いため、その温度は上昇し難い。この結果、マイク
ロ波導入板30内の温度分布が不均一になり、熱応力が
発生する。また、マイクロ波導入板30の周辺端部30
bは反応器11上部壁により拘束されており、マイクロ
波導入板30には反応器11上部壁から機械的応力が作
用する。これら熱応力と機械的応力との複雑な相互作用
により、マイクロ波導入板30における強度が比較的弱
い稜線部32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、マイクロ波導入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。
のであり、マイクロ波導入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
に本発明に係るマイクロ波プラズマ装置は、マイクロ波
発振器と、マイクロ波を伝播する誘電体線路と、該誘電
体線路に対向配置されたマイクロ波導入板を有する反応
器とを備えたマイクロ波プラズマ装置において、前記マ
イクロ波導入板が複数個の孔を有する金属板と前記複数
個の孔に挿入・接着された複数個の誘電体とから構成さ
れてい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は、マイクロ波
発振器と、マイクロ波を伝播する誘電体線路と、該誘電
体線路に対向配置されたマイクロ波導入板を有する反応
器とを備えたマイクロ波プラズマ装置において、前記マ
イクロ波導入板が複数個の孔を有する金属板と前記複数
個の孔に挿入・接着された複数個の誘電体とから構成さ
れていることを特徴としている。
【0008】
【作用】上記構成のマイクロ波プラズマ装置によれば、
マイクロ波導入板が複数個の孔を有する金属板と前記複
数個の孔に挿入・接着された複数個の誘電体とから構成
されているので、反応器内を気密状態に保持し得るとと
もに、前記複数個の誘電体を通して前記反応器内に電界
を均一に形成し得ることとなる。また、前記マイクロ波
導入板の主要部が前記金属板により構成されているた
め、熱応力や機械的応力に対する耐性を全体的に高め得
るとともに、弾力性を有する前記接着剤により前記誘電
体と前記金属板との熱膨張差を吸収し得ることとなる。
したがって前記反応器内にプラズマを均一に発生させ得
るとともに、前記マイクロ波導入板の破損を防止し得る
こととなる。
マイクロ波導入板が複数個の孔を有する金属板と前記複
数個の孔に挿入・接着された複数個の誘電体とから構成
されているので、反応器内を気密状態に保持し得るとと
もに、前記複数個の誘電体を通して前記反応器内に電界
を均一に形成し得ることとなる。また、前記マイクロ波
導入板の主要部が前記金属板により構成されているた
め、熱応力や機械的応力に対する耐性を全体的に高め得
るとともに、弾力性を有する前記接着剤により前記誘電
体と前記金属板との熱膨張差を吸収し得ることとなる。
したがって前記反応器内にプラズマを均一に発生させ得
るとともに、前記マイクロ波導入板の破損を防止し得る
こととなる。
【0009】
【実施例及び比較例】以下、本発明に係るマイクロ波プ
ラズマ装置の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1は本発明に係るマイクロ波プラズ
マ装置の実施例を摸式的に示した断面図であり、その構
成はマイクロ波導入板25を除いて図3に示したマイク
ロ波プラズマ装置と同様であるので、ここでは全体構成
の詳細な説明は省略し、主にマイクロ波導入板25に関
する部分についてのみその構成を説明する。図中26は
金属板を示しており、金属板26は長さLが約380m
m、幅Wが約380mm、厚さtが約20mmの板形状
に形成されており(図2)、金属板26の所定箇所には
断面が略逆凸字形状を有する複数個の孔26aが形成さ
れている。複数個の孔26a内には隙間28aを有して
誘電体27がそれぞれ挿入・固定されており、誘電体2
7はアルミナ(Al2 O3 )を用いて縦断面が略逆凸字
形状に形成され、誘電体27の所定箇所には接着剤保持
溝27aが形成されている。図2に示したように、金属
板26と誘電体27とは例えばセラミックボンド等の接
着剤28を用いて気密状態に接着されており、これら金
属板26と誘電体27とを含んでマイクロ波導入板25
が構成されている。さらにマイクロ波導入板25端部と
反応器11上部とは密接しており、マイクロ波導入板2
5により反応器11内が気密状態に封止されている。
ラズマ装置の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1は本発明に係るマイクロ波プラズ
マ装置の実施例を摸式的に示した断面図であり、その構
成はマイクロ波導入板25を除いて図3に示したマイク
ロ波プラズマ装置と同様であるので、ここでは全体構成
の詳細な説明は省略し、主にマイクロ波導入板25に関
する部分についてのみその構成を説明する。図中26は
金属板を示しており、金属板26は長さLが約380m
m、幅Wが約380mm、厚さtが約20mmの板形状
に形成されており(図2)、金属板26の所定箇所には
断面が略逆凸字形状を有する複数個の孔26aが形成さ
れている。複数個の孔26a内には隙間28aを有して
誘電体27がそれぞれ挿入・固定されており、誘電体2
7はアルミナ(Al2 O3 )を用いて縦断面が略逆凸字
形状に形成され、誘電体27の所定箇所には接着剤保持
溝27aが形成されている。図2に示したように、金属
板26と誘電体27とは例えばセラミックボンド等の接
着剤28を用いて気密状態に接着されており、これら金
属板26と誘電体27とを含んでマイクロ波導入板25
が構成されている。さらにマイクロ波導入板25端部と
反応器11上部とは密接しており、マイクロ波導入板2
5により反応器11内が気密状態に封止されている。
【0010】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15上に載置された試料S表
面に塗布されたレジストのアッシング処理を行なう場
合、まず前記排気装置を駆動させて排気口16から排気
を行い、反応器11内を所要の真空度に設定した後、ガ
ス供給管17を通じてプラズマ室12に所要の反応ガス
を供給する。次にマイクロ波発振器22からマイクロ波
を発振させ、このマイクロ波を誘電体線路18に導入す
る。すると誘電体線路18下方に電界が形成され、形成
された電界がマイクロ波導入板25における複数個の誘
電体27を透過し、プラズマ室12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14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14の孔14aを透過して反
応室13の試料台15周辺に導かれ、試料S上のレジス
トをアッシングする。
装置を用い、例えば試料台15上に載置された試料S表
面に塗布されたレジストのアッシング処理を行なう場
合、まず前記排気装置を駆動させて排気口16から排気
を行い、反応器11内を所要の真空度に設定した後、ガ
ス供給管17を通じてプラズマ室12に所要の反応ガス
を供給する。次にマイクロ波発振器22からマイクロ波
を発振させ、このマイクロ波を誘電体線路18に導入す
る。すると誘電体線路18下方に電界が形成され、形成
された電界がマイクロ波導入板25における複数個の誘
電体27を透過し、プラズマ室12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14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14の孔14aを透過して反
応室13の試料台15周辺に導かれ、試料S上のレジス
トをアッシングする。
【0011】以下に、図1に示した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い、マイクロ波
導入板25の破損状態を調査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17から酸素ガスを
950sccm、窒素ガスを50sccm導入し、反応
室13の圧力を1Torr、マイクロ波パワーを1.5
kWに設定し、プラズマを10分間発生させて1.5分
間停止させるプラズマ処理を繰り返し行った。なお、マ
イクロ波導入板25には9個の誘電体27が配設された
ものを用いた。また比較例としては、図3に示した従来
のマイクロ波プラズマ装置を使用した。
装置を用いて繰り返しプラズマ処理を行い、マイクロ波
導入板25の破損状態を調査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17から酸素ガスを
950sccm、窒素ガスを50sccm導入し、反応
室13の圧力を1Torr、マイクロ波パワーを1.5
kWに設定し、プラズマを10分間発生させて1.5分
間停止させるプラズマ処理を繰り返し行った。なお、マ
イクロ波導入板25には9個の誘電体27が配設された
ものを用いた。また比較例としては、図3に示した従来
のマイクロ波プラズマ装置を使用した。
【0012】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では最大でも29回のプラズマ処理
で破損したが、実施例に係るマイクロ波プラズマ装置で
は100回以上プラズマ処理を繰り返してもマイクロ波
導入板25は破損しなかった。
クロ波プラズマ装置では最大でも29回のプラズマ処理
で破損したが、実施例に係るマイクロ波プラズマ装置で
は100回以上プラズマ処理を繰り返してもマイクロ波
導入板25は破損しなかった。
【0013】
【表1】
【0014】この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では、マイクロ波導入板25
が複数個の孔26aを有する金属板26と複数個の孔2
6aに挿入・接着された複数個の誘電体27とから構成
されているので、反応器11内を気密状態に保持するこ
とができるとともに、複数個の誘電体27を通して反応
器11内に電界を均一に形成することができる。また、
マイクロ波導入板25の主要部が金属板26により構成
されているため、熱応力や機械的応力に対する耐性を全
体的に高めることができるとともに、弾力性を有する接
着剤28により誘電体27と金属板26との熱膨張差を
吸収することができる。したがって反応器11内にプラ
ズマを均一に発生させることができるとともに、マイク
ロ波導入板25の破損を防止することができる。
るマイクロ波プラズマ装置では、マイクロ波導入板25
が複数個の孔26aを有する金属板26と複数個の孔2
6aに挿入・接着された複数個の誘電体27とから構成
されているので、反応器11内を気密状態に保持するこ
とができるとともに、複数個の誘電体27を通して反応
器11内に電界を均一に形成することができる。また、
マイクロ波導入板25の主要部が金属板26により構成
されているため、熱応力や機械的応力に対する耐性を全
体的に高めることができるとともに、弾力性を有する接
着剤28により誘電体27と金属板26との熱膨張差を
吸収することができる。したがって反応器11内にプラ
ズマを均一に発生させることができるとともに、マイク
ロ波導入板25の破損を防止することができる。
【0015】なお、本実施例では9個の誘電体27が挿
入・接着された金属板26を用いたが、誘電体27の個
数は何ら9個に限定されるものではない。
入・接着された金属板26を用いたが、誘電体27の個
数は何ら9個に限定されるものではない。
【0016】また、本実施例では誘電体27にAl2 O
3 を用いたが、別の実施例ではSi3 N4 、石英を用い
てもよい。
3 を用いたが、別の実施例ではSi3 N4 、石英を用い
てもよい。
【0017】また、本実施例では試料Sにアッシング処
理を施す場合について説明したが、エッチング処理、薄
膜形成処理等を施す場合にも同様の効果を得ることがで
きる。
理を施す場合について説明したが、エッチング処理、薄
膜形成処理等を施す場合にも同様の効果を得ることがで
きる。
【0018】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係るマイク
ロ波プラズマ装置にあっては、マイクロ波導入板が複数
個の孔を有する金属板と前記複数個の孔に挿入・接着さ
れた複数個の誘電体とから構成されているので、反応器
内を気密状態に保持することができるとともに、前記複
数個の誘電体を通して前記反応器内に電界を均一に形成
することができる。また、前記マイクロ波導入板の主要
部が前記金属板により構成されているため、熱応力や機
械的応力に対する耐性を全体的に高めることができると
ともに、弾力性を有する前記接着剤により前記誘電体と
前記金属板との熱膨張差を吸収することができる。した
がって前記反応器内にプラズマを均一に発生させること
ができるとともに、前記マイクロ波導入板の破損を防止
することができる。
ロ波プラズマ装置にあっては、マイクロ波導入板が複数
個の孔を有する金属板と前記複数個の孔に挿入・接着さ
れた複数個の誘電体とから構成されているので、反応器
内を気密状態に保持することができるとともに、前記複
数個の誘電体を通して前記反応器内に電界を均一に形成
することができる。また、前記マイクロ波導入板の主要
部が前記金属板により構成されているため、熱応力や機
械的応力に対する耐性を全体的に高めることができると
ともに、弾力性を有する前記接着剤により前記誘電体と
前記金属板との熱膨張差を吸収することができる。した
がって前記反応器内にプラズマを均一に発生させること
ができるとともに、前記マイクロ波導入板の破損を防止
することができる。
【図1】本発明に係るマイクロ波プラズマ装置の実施例
を摸式的に示した断面図である。
を摸式的に示した断面図である。
【図2】実施例に係るマイクロ波プラズマ装置のマイク
ロ波導入板を示した図であり、(a)は平面図、(b)
は(a)におけるA−A線断面図を示している。
ロ波導入板を示した図であり、(a)は平面図、(b)
は(a)におけるA−A線断面図を示している。
【図3】従来のマイクロ波プラズマ装置を摸式的に示し
た断面図である。
た断面図である。
【図4】従来のマイクロ波プラズマ装置におけるマイク
ロ波導入板の形状及び寸法を示した概略図であり、
(a)は平面図、(b)は正面図を示している。
ロ波導入板の形状及び寸法を示した概略図であり、
(a)は平面図、(b)は正面図を示している。
11 反応器 18 誘電体線路 22 マイクロ波発振器 25 マイクロ波導入板 26 金属板 26a 孔 27 誘電体 28 接着剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/3065
Claims (1)
- 【請求項1】 マイクロ波発振器と、マイクロ波を伝播
する誘電体線路と、該誘電体線路に対向配置されたマイ
クロ波導入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、前記マイクロ波導入板が複数個の孔
を有する金属板と前記複数個の孔に挿入・接着された複
数個の誘電体とから構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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6062308A JPH07272897A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | マイクロ波プラズマ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6062308A JPH07272897A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | マイクロ波プラズマ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07272897A true JPH07272897A (ja) | 1995-10-20 |
Family
ID=13196385
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6062308A Pending JPH07272897A (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | マイクロ波プラズマ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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