JPH1072684A - Passing tube for gas for generating plasma - Google Patents
Passing tube for gas for generating plasmaInfo
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- JPH1072684A JPH1072684A JP9152010A JP15201097A JPH1072684A JP H1072684 A JPH1072684 A JP H1072684A JP 9152010 A JP9152010 A JP 9152010A JP 15201097 A JP15201097 A JP 15201097A JP H1072684 A JPH1072684 A JP H1072684A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ生成用ガスを
通過させ、通過中のプラズマ生成用ガスに対して紫外線
を照射するための通過管に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a passage tube for passing a plasma generating gas and irradiating the passing plasma generating gas with ultraviolet rays.
【０００２】[0002]
【従来の技術】最近、半導体パターンの微細化が急速に
進展するのに従って、処理効率が高く、高い精度での加
工が可能なプラズマ処理装置が多用されてきている。例
えば、被処理基板上に薄膜を形成し、薄膜を選択的にエ
ッチングして微細パターンを形成するためにプラズマが
使用されている。プラズマを発生させる際には、ガスを
プラズマ化してガス構成分子のラジカルを発生させ、ラ
ジカルを被処理基板を当てて反応させている。ラジカル
には、イオンラジカルと中性ラジカルとがあるが、共に
非常に活性であり、これにより気相成長やドライエッチ
ングが効果的に進行する。2. Description of the Related Art Recently, as the miniaturization of semiconductor patterns progresses rapidly, plasma processing apparatuses having high processing efficiency and capable of processing with high precision have been widely used. For example, plasma is used to form a thin film on a substrate to be processed and selectively etch the thin film to form a fine pattern. When plasma is generated, gas is converted into plasma to generate radicals of gas constituent molecules, and the radicals are reacted with the substrate to be processed. Radicals include ion radicals and neutral radicals, both of which are very active, whereby gas phase growth and dry etching effectively proceed.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】プラズマ生成用ガスの
通過管の材質としては、石英が用いられている。一方、
ハロゲン系ガスのラジカルを使用する場合には、特に腐
食性が優れており、このために通過管が腐食され、頻繁
な交換が必要になっていた。また、石英は、ハロゲン系
のラジカル、特にフッ素系のラジカルによって容易に侵
食され、塵埃を生じやすい。また、石英は紫外線の透過
率は高いが、特にハロゲン系腐食性ガスのプラズマによ
る腐食によって、透明度を失い、紫外線の透過効率が低
下し易い。Quartz is used as a material of the passage tube for the plasma generating gas. on the other hand,
When a radical of a halogen-based gas is used, it is particularly excellent in corrosiveness, so that the passage tube is corroded and frequent replacement is required. Quartz is easily eroded by halogen-based radicals, particularly fluorine-based radicals, and tends to generate dust. In addition, quartz has a high transmittance of ultraviolet rays, but is particularly liable to lose its transparency due to corrosion by the plasma of a halogen-based corrosive gas and to decrease the transmittance of ultraviolet rays.
【０００４】本発明の課題は、紫外線の透過率が高く、
腐食性ガスに対する耐蝕性が高いプラズマ生成用ガスの
通過管を提供することである。[0004] An object of the present invention is to have a high transmittance of ultraviolet light,
An object of the present invention is to provide a plasma generation gas passage tube having high corrosion resistance to corrosive gas.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、プラズマ生成
用ガスを通過させ、通過中のプラズマ生成用ガスに対し
て紫外線を照射するための通過管であって、プラズマ生
成用ガスを内部に通過させ、通過中のプラズマ生成用ガ
スに対して外側から紫外線を照射するための細長い薄肉
の通過管本体を備えており、通過管本体が透光性アルミ
ナによって形成されており、通過管本体のうちプラズマ
に対して暴露される暴露部分の中心線平均表面粗さＲａ
（ＪＩＳ Ｂ ０６０１）が１．０μｍ以下であること
を特徴とする、プラズマ生成用ガス通過管に係るもので
ある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a passage tube for passing a plasma generating gas and irradiating the passing plasma generating gas with ultraviolet rays. It is provided with an elongated thin-walled passage tube main body for irradiating ultraviolet rays from outside to the plasma generating gas passing therethrough, and the passage tube main body is formed of translucent alumina. Center line average surface roughness Ra of the exposed part exposed to plasma
(JIS B0601) is 1.0 μm or less, and relates to a gas passage tube for plasma generation.
【０００６】本発明者は、前記通過管の材質について検
討を重ねていたが、この過程で、特定の透光性アルミナ
が極めて高いプラズマに対する耐蝕性と紫外線に対する
透光性とを備えていることを見いだし、本発明に到達し
た。The inventor of the present invention has been studying the material of the passage tube. In this process, the specific light-transmitting alumina has extremely high plasma corrosion resistance and ultraviolet light-transmitting property. And arrived at the present invention.
【０００７】ここで、透光性アルミナからなる通過管の
うち、プラズマに対して暴露される部分の中心線平均表
面粗さＲａを１．０μｍ以下とすることが重要であっ
た。これは、腐食性ガスのプラズマが、通過管表面の微
細な凹凸に沿って進入し、おそらくアルミナ結晶粒子の
粒界をエッチングして表面の凹凸を拡大させ、結晶粒子
を離脱させるためと考えられる。このエッチング作用
は、通過管の暴露部分の表面の中心線平均表面粗さＲａ
を１．０μｍ以下とすることによって、著しく減少する
ことが判明した。また、表面の腐食による失透も防止で
きた。Here, it is important that the center line average surface roughness Ra of the portion of the passage tube made of translucent alumina exposed to the plasma be 1.0 μm or less. This is because the plasma of the corrosive gas enters along the fine irregularities on the surface of the passage tube, and possibly etches the grain boundaries of the alumina crystal particles to enlarge the irregularities on the surface and detach the crystal particles. . This etching action is caused by the center line average surface roughness Ra of the exposed portion of the passage tube.
It has been found that when the thickness is set to 1.0 μm or less, it is significantly reduced. In addition, devitrification due to surface corrosion was also prevented.
【０００８】また、本発明は、プラズマ生成用ガスを通
過させ、通過中のプラズマ生成用ガスに対して紫外線を
照射するための通過管であって、プラズマ生成用ガスを
内部に通過させ、通過中のプラズマ生成用ガスに対して
外側から紫外線を照射するための細長い薄肉の通過管本
体を備えており、通過管本体が透光性アルミナによって
形成されており、紫外線を透過する部分におけるアルミ
ナ結晶粒子の平均粒径が３５μｍ以上、５０μｍ以下で
あることを特徴とする、プラズマ生成用ガス通過管に係
るものである。[0008] The present invention is also a passage tube for passing a plasma generating gas and irradiating the passing plasma generating gas with ultraviolet rays. It has a thin and long passage tube body for irradiating ultraviolet rays from the outside to the plasma generation gas inside, the passage tube body is formed of translucent alumina, and the alumina crystal in the portion that transmits ultraviolet rays The present invention relates to a gas passage tube for plasma generation, characterized in that the particles have an average particle diameter of 35 μm or more and 50 μm or less.
【０００９】即ち、本発明者は、透光性アルミナの結晶
粒径が重要であることを見いだした。つまり、通過管を
構成する透光性アルミナの中のアルミナ粒子の平均粒径
を３５μｍ以上とすることによって、紫外線の透過率が
著しく向上し、これを５０μｍ以下とすることによっ
て、腐食性ガスに対する耐蝕性が高くなることを見いだ
した。That is, the present inventors have found that the crystal grain size of the translucent alumina is important. In other words, by setting the average particle size of the alumina particles in the translucent alumina constituting the passage tube to 35 μm or more, the transmittance of ultraviolet rays is remarkably improved. It has been found that corrosion resistance is increased.
【００１０】本発明の好適な態様においては、通過管本
体の外周面に、通過管本体をプラズマ処理装置に対して
気密に結合するための環状のフランジ部を接合する。こ
れによって、通過管のプラズマ処理装置に対する設置が
容易になる。In a preferred aspect of the present invention, an annular flange for joining the passage tube body to the plasma processing apparatus in a gas-tight manner is joined to the outer peripheral surface of the passage tube body. This facilitates installation of the passage tube in the plasma processing apparatus.
【００１１】この場合には、通過管本体のうち、フラン
ジ部の一方の側に、紫外線が照射される第一の部分を設
け、フランジ部の他方の側に、紫外線が照射されず、か
つ外側面および内側面の全体がプラズマに対して暴露さ
れる第二の部分を設けることができる。更に、第二の部
分の外側面および内側面、および第一の部分の内側面の
中心線平均表面粗さを１．０μｍ以下とすることが好ま
しい。[0011] In this case, a first portion of the passage tube main body to which ultraviolet light is irradiated is provided on one side of the flange portion, and the other side of the flange portion is not irradiated with ultraviolet light, and A second portion may be provided where the entire side and inner side are exposed to the plasma. Further, it is preferable that the center line average surface roughness of the outer surface and the inner surface of the second portion and the inner surface of the first portion be 1.0 μm or less.
【００１２】この態様においては、更に、第一の部分の
厚さよりも第二の部分の厚さの方を大きくすることが好
ましい。第一の部分では主として紫外線の透過効率を高
くする必要があり、好ましくは７０％以上とする必要が
あるが、第一の部分を薄くするほど、この透過効率が高
くなる。この一方、第二の部分を厚くすることによっ
て、第二の部分におけるプラズマに対する耐蝕性が高く
なり、交換までの耐久時間を長くすることができる。[0012] In this aspect, it is preferable that the thickness of the second portion is larger than the thickness of the first portion. In the first portion, it is necessary to mainly increase the transmission efficiency of ultraviolet rays, and preferably to be 70% or more. However, the thinner the first portion, the higher the transmission efficiency. On the other hand, by increasing the thickness of the second portion, the corrosion resistance to plasma in the second portion is increased, and the durability time until replacement can be increased.
【００１３】こうした観点から、第一の部分の厚さを
０．８ｍｍ以下とすることが好ましく、０．５ｍｍ〜
０．８ｍｍとすることが一層好ましい。一方、第二の部
分の厚さを１．０ｍｍ以上とすることが好ましく、１．
２ｍｍ以上とすることが一層好ましい。また、第二の部
分の厚さを第一の部分の厚さで除した値を２．０以上と
することが好ましい。From such a viewpoint, it is preferable that the thickness of the first portion is 0.8 mm or less,
More preferably, it is 0.8 mm. On the other hand, the thickness of the second portion is preferably 1.0 mm or more.
More preferably, it is 2 mm or more. Further, it is preferable that a value obtained by dividing the thickness of the second portion by the thickness of the first portion is 2.0 or more.
【００１４】また、第一の部分においては、通過管本体
を構成する透光性アルミナの中のアルミナ粒子の平均粒
径を３５μｍ以上、５０μｍ以下とすることが好まし
い。一方、第二の部分においては、通過管本体において
紫外線の透過効率を高くする必要がない。しかも第二の
部分はプラズマ処理装置のチャンバー内に近い位置に位
置するので、第二の部分のプラズマに対する耐蝕性は、
第一の部分よりも一層大きくする必要がある。従って、
第二の部分を構成する透光性アルミナの中のアルミナ粒
子の平均粒径は、３５μｍ以下とすることが好ましく、
３０μｍ以下とすることが一層好ましい。In the first portion, it is preferable that the average particle size of the alumina particles in the translucent alumina constituting the passage tube main body is 35 μm or more and 50 μm or less. On the other hand, in the second portion, it is not necessary to increase the transmission efficiency of ultraviolet rays in the passage tube main body. Moreover, since the second portion is located at a position close to the inside of the chamber of the plasma processing apparatus, the corrosion resistance of the second portion to plasma is as follows:
It needs to be much larger than the first part. Therefore,
The average particle size of the alumina particles in the translucent alumina constituting the second portion is preferably 35 μm or less,
More preferably, it is 30 μm or less.
【００１５】透光性アルミナは、好ましくは、純度９
９．９９％の高純度アルミナに、焼結中の粒径のコント
ロールのための添加剤を加えて原料とし、この原料を用
いて機械的プレスやコールドアイソスタティックプレ
ス、押出技術等によって成形体を作製し、この成形体を
脱脂し、脱脂体を水素雰囲気中で、１８００〜１９００
℃で焼成したものである。焼成体は、透明なセラミック
スからなり、均一な六方晶の粒子からなる。こうして得
られた透光性アルミナは、高圧ナトリウム放電灯等の高
圧放電灯（ＨＩＤ：High Intensity Discharge Lamp ）
用の発光管に多く用いられており、可視光（６００（ｎ
ｍ）領域で全光線透過率が９６％近くに達している。The translucent alumina preferably has a purity of 9%.
An additive for controlling the particle size during sintering is added to 9.99% high-purity alumina to obtain a raw material, and the raw material is formed from the raw material by a mechanical press, a cold isostatic press, an extrusion technique, or the like. The molded body was degreased, and the degreased body was baked in a hydrogen atmosphere at 1800-1900
It was fired at ℃. The fired body is made of transparent ceramics and uniform hexagonal particles. The translucent alumina thus obtained is a high-intensity discharge lamp (HID) such as a high-pressure sodium discharge lamp.
Are often used for arc tubes for visible light (600 (n
m) In the region, the total light transmittance reaches nearly 96%.
【００１６】プラズマ生成用ガスとしては、ＮＦ3 、Ｃ
Ｆ4 、ＣＨＦ3 、ＣＣｌ 4 、ＢＣｌ3 、ＣＣｌ2 Ｆ2 等
の反応ガスを使用でき、これらの反応ガスに対して、エ
ッチング速度や選択性を増加させるための酸素、塩素、
ヘリウム、アルゴン等を配合することができる。As a plasma generating gas, NF is used.Three, C
FFour, CHFThree, CCl Four, BClThree, CClTwoFTwoetc
Reaction gases can be used.
Oxygen, chlorine, to increase the etching speed and selectivity
Helium, argon and the like can be blended.
【００１７】[0017]
【発明の実施形態】図１は、本発明の好適な実施形態に
係るプラズマ処理装置の要部を概略的に示す断面図であ
る。プラズマ処理装置のチャンバー１１の処理室１０内
に被処理基板を設置し、プラズマによるパターン形成処
理、クリーニング処理等を行う。チャンバー１１の開口
８上に装着部７が設置されている。この装着部７は筒状
をしており、筒状の本体７ｂと、本体７ｂから外側へと
延びるフランジ７ａ、７ｃを備えている。下側のフラン
ジ７ｃがチャンバー１１に対して気密に固定されてい
る。FIG. 1 is a sectional view schematically showing a main part of a plasma processing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. A substrate to be processed is set in a processing chamber 10 of a chamber 11 of a plasma processing apparatus, and a pattern forming process using plasma, a cleaning process, and the like are performed. The mounting portion 7 is provided on the opening 8 of the chamber 11. The mounting portion 7 has a cylindrical shape and includes a cylindrical main body 7b and flanges 7a and 7c extending outward from the main body 7b. The lower flange 7c is airtightly fixed to the chamber 11.
【００１８】本実施例における通過管は、円筒形状をし
た通過管本体１と、通過管本体１の外周面に気密に接合
されている円環形状のフランジ部４とからなっている。
通過管本体１は、フランジ部４から見て図１において上
側に位置している第一の部分２と、下側に位置している
第二の部分３とからなっている。第一の部分２の外側面
２ａはプラズマ生成用ガスにはさらされない。フランジ
部４はＯリング６によって装着部７に対して気密に接合
されており、第二の部分３は、装着部７の内側空間９内
に固定されている。The passage tube in the present embodiment comprises a cylindrical passage tube main body 1 and an annular flange portion 4 hermetically joined to the outer peripheral surface of the passage tube main body 1.
The passage tube main body 1 includes a first portion 2 located on the upper side in FIG. 1 as viewed from the flange portion 4 and a second portion 3 located on the lower side. The outer surface 2a of the first part 2 is not exposed to the plasma generating gas. The flange portion 4 is airtightly joined to the mounting portion 7 by an O-ring 6, and the second portion 3 is fixed in an inner space 9 of the mounting portion 7.
【００１９】作動時には、矢印Ａのようにプラズマ生成
用ガスを通過管１の入口１ａから通過空間５内へと流入
させ、矢印Ｂのように流す。この際、矢印Ｄのように、
通過管本体１の第一の部分２の外側から紫外線を照射す
る。このプラズマ生成用ガスは、更に第二の部分３の内
側を流れ、矢印Ｃのように、出口１ｂから、チャンバー
１１内へと流入する。第一の部分２の内側面２ｂと、第
二の部分３の外側面３ａ、内側面３ｂが、プラズマ生成
用ガスに対して接触する。In operation, a gas for plasma generation flows from the inlet 1a of the passage tube 1 into the passage space 5 as shown by the arrow A, and flows as shown by the arrow B. At this time, as indicated by arrow D,
Ultraviolet rays are irradiated from outside the first portion 2 of the passage tube main body 1. The plasma generation gas further flows inside the second portion 3 and flows into the chamber 11 from the outlet 1b as shown by an arrow C. The inner surface 2b of the first portion 2 and the outer surface 3a and the inner surface 3b of the second portion 3 come into contact with the plasma generation gas.
【００２０】[0020]
【実施例】以下、更に具体的な実験結果について述べ
る。図１に示すような通過管を製造し、この通過管をチ
ャンバー１１にセットした。具体的には、まず高純度ア
ルミナ粉末原料を使用する。この粉末の純度は９９．９
９％である。このアルミナ粉末原料４８〜５０重量部に
対して、純水５０重量部、硝酸マグネシウム（ＭｇＯに
換算して７５０ｐｐｍ）を調合し、調合粉末を１０〜１
５時間粉砕し、平均粒子径０．４５μｍ、ｐＨ４．５〜
６．０のスラリーを製造した。このスラリーを４４μｍ
のナイロン篩に通し、スラリータンクで、有機系バイン
ダーを３重量部添加し、攪拌した。このスラリーを、ス
プレードライヤーで造粒し、得られた造粒粉末を１４９
μｍのナイロン篩に通し、ＣＩＰ（コールドアイソスタ
ティックプレス）成形用の粉末を得た。EXAMPLES Hereinafter, more specific experimental results will be described. A passage tube as shown in FIG. 1 was manufactured, and this passage tube was set in the chamber 11. Specifically, first, a high-purity alumina powder raw material is used. The purity of this powder is 99.9
9%. To 48 to 50 parts by weight of this alumina powder raw material, 50 parts by weight of pure water and magnesium nitrate (750 ppm in terms of MgO) were prepared, and the prepared powder was 10 to 1 part.
Grind for 5 hours, average particle size 0.45 μm, pH 4.5-
A 6.0 slurry was produced. This slurry is 44 μm
, And 3 parts by weight of an organic binder was added thereto in a slurry tank and stirred. This slurry was granulated with a spray dryer, and the obtained granulated powder was 149 granulated.
The mixture was passed through a μm nylon sieve to obtain a powder for CIP (cold isostatic press) molding.
【００２１】通過管本体１を成形するために、この粉末
をＣＩＰ成形用の形内に収容した。型の外側はウレタン
製のゴム型を使用した。内側は、ＳＫＤ−１１の表面に
硬質クロームメッキを１０μｍコートした中子を使用し
た。型をシールし、ＣＩＰ用のベッセル内に型を装填
し、１８５０ｋｇ／ｃｍ2 に加圧して成形した。こうし
て得られた管状成形体を型から取り出した。In order to form the passage tube body 1, this powder was contained in a form for CIP molding. A rubber mold made of urethane was used on the outside of the mold. On the inner side, a core obtained by coating the surface of SKD-11 with hard chrome plating at 10 μm was used. The mold was sealed, the mold was charged in a vessel for CIP, and molded by pressing to 1850 kg / cm 2 . The tubular molded body thus obtained was taken out of the mold.
【００２２】一方、フランジ部４を成形するために、前
記造粒粉末を、別個のＣＩＰ成形用の型内に収容した。
ウレタン製のゴム型を使用した。型をシールし、ＣＩＰ
用のベッセル内に型を装填し、１８５０ｋｇ／ｃｍ2 に
加圧して成形した。こうして得られた円環状成形体を型
から取り出した。On the other hand, the granulated powder was housed in a separate CIP mold to form the flange portion 4.
A rubber mold made of urethane was used. Seal the mold and CIP
The mold was charged into a vessel for use, and pressurized to 1850 kg / cm 2 to mold. The annular molded body thus obtained was taken out of the mold.
【００２３】次いで、管状成形体の外側面を１〜１．５
ｍｍの厚さにわたって研削加工し、管状成形体の厚さを
一定にした。管状成形体と円環状成形体とを酸化雰囲気
中で仮焼し、仮焼後の管状成形体をバイト加工し、♯８
００のサンドペーパーによって研磨加工し、更に布でバ
フ加工し、更に布にアセトンをしみ込ませて、布で外側
面を拭いた。Next, the outer surface of the tubular molded body is adjusted to 1 to 1.5
Grinding was performed over a thickness of mm to make the thickness of the tubular molded body constant. The tubular molded body and the annular molded body are calcined in an oxidizing atmosphere, and the calcined tubular molded body is machined with a cutting tool.
The cloth was polished with a sandpaper, further buffed with a cloth, further impregnated with acetone, and wiped with a cloth.
【００２４】管状成形体と円環状成形体とをアルミナペ
ーストによって接合し、アルミナペースト中のバインダ
ーを、酸化雰囲気中８５０℃で脱脂し、水素雰囲気中で
１８７０℃〜１９００℃の所定温度で焼成した。次い
で、管状の通過管本体の両端部を研磨加工し、通過管の
全体を洗浄した。The tubular molded article and the annular molded article were joined with an alumina paste, the binder in the alumina paste was degreased in an oxidizing atmosphere at 850 ° C., and fired in a hydrogen atmosphere at a predetermined temperature of 1870 ° C. to 1900 ° C. . Next, both ends of the tubular passage tube main body were polished to wash the entire passage tube.
【００２５】こうして得られた通過管から試験片を切り
出し、紫外線透過率を測定した。ただし、試験片の厚さ
を変更すると共に、試験片を構成する透光性アルミナの
平均粒径を、表１に示すように変更した。また、各試験
片について、厚さを、表１に示すように変更し、紫外線
透過率を測定した。各試験片の中心線平均表面粗さＲａ
は１．０μｍとした。この測定結果を表１に示す。ま
た、通過管を構成する透光性アルミナの平均粒径を２８
μｍ（グラフＡ）、３０μｍ（グラフＢ）、４０μｍ
（グラフＣ）、３５μｍ（グラフＤ）とした例につい
て、図２に図示した。A test piece was cut out from the passage tube thus obtained, and the ultraviolet transmittance was measured. However, while changing the thickness of the test piece, the average particle size of the translucent alumina constituting the test piece was changed as shown in Table 1. The thickness of each test piece was changed as shown in Table 1, and the ultraviolet transmittance was measured. Center line average surface roughness Ra of each test piece
Was set to 1.0 μm. Table 1 shows the measurement results. In addition, the average particle size of the translucent alumina constituting the passage tube is set to 28.
μm (Graph A), 30 μm (Graph B), 40 μm
(Graph C) and an example of 35 μm (Graph D) are shown in FIG.
【００２６】また、通過管を構成する透光性アルミナの
平均粒径を変更するために、前記の製造方法において、
水素雰囲気中で、焼成時の最高温度を１９００℃とし、
焼成時の保持時間３時間を５時間に変更した。Further, in order to change the average particle size of the translucent alumina constituting the passage tube, in the above-mentioned manufacturing method,
In a hydrogen atmosphere, the maximum temperature during firing is 1900 ° C,
The holding time during firing was changed from 3 hours to 5 hours.
【００２７】[0027]
【表１】 [Table 1]
【００２８】この結果からわかるように、通過管を構成
する透光性アルミナの平均粒径を３５μｍ以上とするこ
とによって、紫外線透過率が著しく向上した。特に、通
過管の厚さを１．０ｍｍ〜０．５ｍｍとした場合であっ
ても、十分に高い７０％以上の紫外線透過率を得ること
ができる。As can be seen from the results, by setting the average particle size of the translucent alumina constituting the passage tube to 35 μm or more, the ultraviolet transmittance was remarkably improved. In particular, even when the thickness of the passage tube is 1.0 mm to 0.5 mm, a sufficiently high ultraviolet transmittance of 70% or more can be obtained.
【００２９】次に、通過管のプラズマに対する耐蝕性に
ついて試験を行った。前記の透光性アルミナならびに石
英、サファイアからなる、１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５
ｍｍの試験片を切り出し、真空チャンバー中に収容し
た。この真空チャンバーには、マイクロ波発振器が装備
されている。試験片をヒーターにて５００℃に加熱し、
１００ｍｍＴｏｒｒに減圧し、ＮＦ3 を標準状態（１気
圧、０℃）で２００ｃｃ／ｍｉｎ．とアルゴンを同じく
標準状態（１気圧、０℃）で２５ｃｃ／ｍｉｎ．で１．
５時間チャンバー内に導入し、ｆ＝１３．５６ＭＨｚの
マイクロ波発振器４５０Ｗでプラズマを生成させた。試
験前の試験片の重量を測定しておき、試験後の重量を測
定し、この重量変化を算出し、この重量変化からエッチ
ングレートを算出した。また、試験前後の紫外線透過率
を測定した。Next, a test was conducted on the corrosion resistance of the passage tube to plasma. 10 mm × 10 mm × 0.5 made of the above-mentioned translucent alumina, quartz and sapphire
mm test pieces were cut out and housed in a vacuum chamber. The vacuum chamber is equipped with a microwave oscillator. Heat the test piece to 500 ° C with a heater,
The pressure was reduced to 100 mmTorr, and NF 3 was set to 200 cc / min. Under standard conditions (1 atm, 0 ° C.). And argon under the same standard conditions (1 atm, 0 ° C.) at 25 cc / min. 1.
It was introduced into the chamber for 5 hours, and plasma was generated by a microwave oscillator 450W of f = 13.56 MHz. The weight of the test piece before the test was measured, the weight after the test was measured, the change in weight was calculated, and the etching rate was calculated from the change in weight. The ultraviolet transmittance before and after the test was measured.
【００３０】ここで、透光性アルミナからなる通過管本
体においては、中心線平均表面粗さＲａおよび平均粒径
を、表２に示すように変更した。これらの測定結果を表
２に示す。The center line average surface roughness Ra and the average particle diameter of the passage tube body made of translucent alumina were changed as shown in Table 2. Table 2 shows the measurement results.
【００３１】[0031]
【表２】 [Table 2]
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれ
ば、紫外線の透過率が高く、腐食性ガスに対する耐蝕性
が高いプラズマ生成用ガスの通過管を提供することがで
きる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a plasma generating gas passage tube having a high ultraviolet ray transmittance and a high corrosion resistance to corrosive gases.
【図１】本発明の好適な実施形態に係るプラズマ処理装
置の要部を概略的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a main part of a plasma processing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
【図２】通過管本体から切り出した試験片の厚さ、平均
粒径および紫外線透過率の関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship among the thickness, average particle size, and ultraviolet transmittance of a test piece cut out from a passage tube main body.
１ 通過管本体 ２ 第一の部分 ３ 第二の部分
４円環形状のフランジ部 ７ 装着部 ８ 開
口 １０ 処理室 １１チャンバー Ａ、Ｂ、Ｃ
プラズマ生成用ガスの流れ Ｄ 紫外線DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Passage pipe main body 2 1st part 3 2nd part 4 Annular flange part 7 Mounting part 8 Opening 10 Processing chamber 11 chamber A, B, C
Gas flow for plasma generation D UV
Claims (6)
プラズマ生成用ガスに対して紫外線を照射するための通
過管であって、 前記プラズマ生成用ガスを内部に通過させ、通過中の前
記プラズマ生成用ガスに対して外側から紫外線を照射す
るための細長い薄肉の通過管本体を備えており、前記通
過管本体が透光性アルミナによって形成されており、前
記通過管本体のうちプラズマに対して暴露される暴露部
分の中心線平均表面粗さＲａが１．０μｍ以下であるこ
とを特徴とする、プラズマ生成用ガス通過管。1. A passage tube for passing a gas for plasma generation and irradiating ultraviolet rays to the gas for plasma generation passing therethrough, wherein the gas for plasma generation is passed inside, and An elongated thin-walled passage tube main body for irradiating ultraviolet rays to the plasma generation gas from the outside is provided, and the passage tube main body is formed of translucent alumina. A center line average surface roughness Ra of an exposed portion to be exposed is 1.0 μm or less.
体をプラズマ処理装置に対して気密に結合するための環
状のフランジ部が接合されていることを特徴とする、請
求項１記載のプラズマ生成用ガス通過管。2. An annular flange for joining the passage tube body to a plasma processing apparatus in an airtight manner is joined to an outer peripheral surface of the passage tube body. Gas passage tube for plasma generation.
方の側に、紫外線が照射される第一の部分が設けられて
おり、前記フランジ部の他方の側に、紫外線が照射され
ず、かつ外側面および内側面の全体がプラズマに対して
暴露される第二の部分が設けられており、前記第二の部
分の外側面および内側面、および前記第一の部分の内側
面の中心線平均表面粗さＲａが１．０μｍ以下であるこ
とを特徴とする、請求項２記載のプラズマ生成用ガス通
過管。3. A first portion to be irradiated with ultraviolet rays is provided on one side of the flange portion of the passage tube main body, and the other side of the flange portion is not irradiated with ultraviolet rays, And a second portion is provided in which the entire outer surface and the inner surface are exposed to the plasma, and a center line of the outer surface and the inner surface of the second portion and the inner surface of the first portion. 3. The gas passage tube for plasma generation according to claim 2, wherein the average surface roughness Ra is 1.0 μm or less.
晶粒子の平均粒径が３５μｍ以上、５０μｍ以下である
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つの請求
項に記載のプラズマ生成用ガス通過管。4. The plasma generating apparatus according to claim 1, wherein the average particle size of the alumina crystal particles in a portion transmitting ultraviolet light is 35 μm or more and 50 μm or less. Gas passage pipe.
分の厚さの方が大きいことを特徴とする、請求項１〜４
のいずれか一つの請求項に記載のプラズマ生成用ガス通
過管。5. The method according to claim 1, wherein the thickness of said second portion is larger than the thickness of said first portion.
The gas passage tube for plasma generation according to claim 1.
プラズマ生成用ガスに対して紫外線を照射するための通
過管であって、 前記プラズマ生成用ガスを内部に通過させ、通過中の前
記プラズマ生成用ガスに対して外側から紫外線を照射す
るための細長い薄肉の通過管本体を備えており、前記通
過管本体が透光性アルミナによって形成されており、紫
外線を透過する部分におけるアルミナ結晶粒子の平均粒
径が３５μｍ以上、５０μｍ以下であることを特徴とす
る、プラズマ生成用ガス通過管。6. A passage tube for passing a gas for plasma generation and irradiating ultraviolet rays to the gas for plasma generation passing therethrough, wherein the gas for plasma generation is passed therethrough, An elongated thin-walled passage tube main body for irradiating the plasma generation gas with ultraviolet light from the outside is provided, and the passage tube main body is formed of translucent alumina, and alumina crystal particles in a portion that transmits ultraviolet light. Characterized by having an average particle size of 35 μm or more and 50 μm or less.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2014199975A1 (en) * | 2013-06-12 | 2014-12-18 | 日本碍子株式会社 | Window material for ultraviolet-ray-emitting element and method for producing same |
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-
1997
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