JP2001148372A - 反応容器及びそれを備えるプラズマ処理装置 - Google Patents
反応容器及びそれを備えるプラズマ処理装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 元素不純物で試料が汚染されず、且つプラズ
マによる損傷が少ない反応容器及びプラズマ処理装置。 【解決手段】 アルミニウム製の反応容器１の内側壁に
アルミナ保護膜２１が100 μｍ〜1000μｍの膜厚で形成
されている。アルミナ保護膜２１はプラズマ溶射により
内側壁を覆うようにアルミナを被着させて形成されてい
る。処理室２内にマイクロ波及びプラズマ生成ガスが導
入され、試料台３に高周波電圧が印加されて試料Ｗにプ
ラズマ処理が施される。
マによる損傷が少ない反応容器及びプラズマ処理装置。 【解決手段】 アルミニウム製の反応容器１の内側壁に
アルミナ保護膜２１が100 μｍ〜1000μｍの膜厚で形成
されている。アルミナ保護膜２１はプラズマ溶射により
内側壁を覆うようにアルミナを被着させて形成されてい
る。処理室２内にマイクロ波及びプラズマ生成ガスが導
入され、試料台３に高周波電圧が印加されて試料Ｗにプ
ラズマ処理が施される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子基板，
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用ガラス基板などにエッチ
ング，アッシング，ＣＶＤ（Chemical Vapor Depositio
n ）などのプラズマ処理を施すための反応容器及びそれ
を備えるプラズマ処理装置に関する。
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用ガラス基板などにエッチ
ング，アッシング，ＣＶＤ（Chemical Vapor Depositio
n ）などのプラズマ処理を施すための反応容器及びそれ
を備えるプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマ処理は、真空近くまで減圧され
た容器内にプラズマ生成ガスとマイクロ波とを導入し、
放電により生成したプラズマを基板表面に導いてエッチ
ング，レジスト除去（アッシング），ＣＶＤ等の処理を
施す。このようなプラズマ処理を行なう装置として高周
波を用いてプラズマを発生させる装置、マイクロ波を用
いてプラズマを発生させ、印加した高周波でそのプラズ
マを制御する装置などがある。プラズマ処理装置に用い
られる反応容器は、特公平５−53870 公報に示されるよ
うな内面に膜厚0.5 μｍ〜20μｍの陽極酸化被膜を形成
したアルミニウム製のものが多く用いられている。陽極
酸化被膜を反応容器の内面に被着せしめることにより、
反応容器から発生するFe, Cr, Ni等の不純物による試料
の汚染を防止できる。
た容器内にプラズマ生成ガスとマイクロ波とを導入し、
放電により生成したプラズマを基板表面に導いてエッチ
ング，レジスト除去（アッシング），ＣＶＤ等の処理を
施す。このようなプラズマ処理を行なう装置として高周
波を用いてプラズマを発生させる装置、マイクロ波を用
いてプラズマを発生させ、印加した高周波でそのプラズ
マを制御する装置などがある。プラズマ処理装置に用い
られる反応容器は、特公平５−53870 公報に示されるよ
うな内面に膜厚0.5 μｍ〜20μｍの陽極酸化被膜を形成
したアルミニウム製のものが多く用いられている。陽極
酸化被膜を反応容器の内面に被着せしめることにより、
反応容器から発生するFe, Cr, Ni等の不純物による試料
の汚染を防止できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、プラズマを発生
せしめるために反応容器内に CHF3 ，CF4 ，SF6 等のＦ
系又はCl2 ,BCl3 等のCl系のハロゲンガスが導入され
る。このハロゲンガスにより、一般にAlOOH の化学式で
表示される陽極酸化被膜の表面はエッチングされ、Al，
O, Hがプラズマ中に放出されてプラズマ成分が変動す
る。その結果、高精度なプラズマ処理を試料に施すこと
ができないという問題があった。また、Alを含むパーテ
ィクルは半導体デバイスの特性に悪影響を及ぼすという
問題があった。さらに、陽極酸化被膜が硫酸中で形成さ
れたものである場合はＳがプラズマ中に放出され、陽極
酸化被膜が蓚酸中で形成されたものである場合はＣがプ
ラズマ中に放出されていずれもプラズマ処理に悪影響を
及ぼすという問題があった。
せしめるために反応容器内に CHF3 ，CF4 ，SF6 等のＦ
系又はCl2 ,BCl3 等のCl系のハロゲンガスが導入され
る。このハロゲンガスにより、一般にAlOOH の化学式で
表示される陽極酸化被膜の表面はエッチングされ、Al，
O, Hがプラズマ中に放出されてプラズマ成分が変動す
る。その結果、高精度なプラズマ処理を試料に施すこと
ができないという問題があった。また、Alを含むパーテ
ィクルは半導体デバイスの特性に悪影響を及ぼすという
問題があった。さらに、陽極酸化被膜が硫酸中で形成さ
れたものである場合はＳがプラズマ中に放出され、陽極
酸化被膜が蓚酸中で形成されたものである場合はＣがプ
ラズマ中に放出されていずれもプラズマ処理に悪影響を
及ぼすという問題があった。
【０００４】また、近年の半導体デバイスの微細化によ
りECR （電子サイクロトロン共鳴）プラズマ，表面波プ
ラズマ（SWP ）等の高密度プラズマが多く用いられ、こ
れに伴い反応容器内面の陽極酸化被膜がプラズマにより
エッチングされ易くなっている。また陽極酸化被膜が高
速でエッチングされることにより、反応容器の短命化と
いう問題が生じている。
りECR （電子サイクロトロン共鳴）プラズマ，表面波プ
ラズマ（SWP ）等の高密度プラズマが多く用いられ、こ
れに伴い反応容器内面の陽極酸化被膜がプラズマにより
エッチングされ易くなっている。また陽極酸化被膜が高
速でエッチングされることにより、反応容器の短命化と
いう問題が生じている。
【０００５】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、プラズマ生成ガスに曝されてもAl，O, Hのよ
うな元素不純物が発生せず、高密度プラズマのエッチン
グに起因する内面の損傷を抑制できる反応容器、及び該
反応容器を備えるプラズマ処理装置を提供することを目
的とする。
のであり、プラズマ生成ガスに曝されてもAl，O, Hのよ
うな元素不純物が発生せず、高密度プラズマのエッチン
グに起因する内面の損傷を抑制できる反応容器、及び該
反応容器を備えるプラズマ処理装置を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１発明に係る反応容器
は、プラズマを用いて試料に反応処理を施す反応容器に
おいて、内面の一部又は全部にアルミナ保護膜を１００
μｍ〜１０００μｍの厚みで形成してあることを特徴と
する。
は、プラズマを用いて試料に反応処理を施す反応容器に
おいて、内面の一部又は全部にアルミナ保護膜を１００
μｍ〜１０００μｍの厚みで形成してあることを特徴と
する。
【０００７】出願人は、反応容器の内面に各種材料を被
覆してプラズマ及びプラズマ生成ガスに対する耐久性を
調べた。その結果、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）の溶射膜を
被覆した場合に耐久性が向上すること、また膜厚が厚く
なるに従いアルミナのプラズマに対する耐性が向上する
ことが判明した。第１発明にあっては、反応容器の内面
に100 μｍ〜1000μｍの厚みのアルミナ保護膜が被着し
ているので、プラズマ生成ガスによる不純物の発生を防
止でき、且つプラズマによるエッチングを抑制して反応
容器の長寿命化を図る。このエッチングの抑制は、アル
ミナ保護膜が通常よりも厚いのでエッチングに寄与する
プラズマ中のイオンのエネルギが、保護膜表面で低下す
るためであると考えられる。
覆してプラズマ及びプラズマ生成ガスに対する耐久性を
調べた。その結果、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）の溶射膜を
被覆した場合に耐久性が向上すること、また膜厚が厚く
なるに従いアルミナのプラズマに対する耐性が向上する
ことが判明した。第１発明にあっては、反応容器の内面
に100 μｍ〜1000μｍの厚みのアルミナ保護膜が被着し
ているので、プラズマ生成ガスによる不純物の発生を防
止でき、且つプラズマによるエッチングを抑制して反応
容器の長寿命化を図る。このエッチングの抑制は、アル
ミナ保護膜が通常よりも厚いのでエッチングに寄与する
プラズマ中のイオンのエネルギが、保護膜表面で低下す
るためであると考えられる。
【０００８】反応容器は完全に絶縁されていても良く、
アルミナ保護膜が100 μｍよりも厚い膜であっても差し
支えない。アルミナ保護膜が100 μｍよりも薄い場合は
エッチング損傷の抑制効果が小さく、1000μｍを超えた
場合はアルミナ保護膜の剥離が生じ易くなる。
アルミナ保護膜が100 μｍよりも厚い膜であっても差し
支えない。アルミナ保護膜が100 μｍよりも薄い場合は
エッチング損傷の抑制効果が小さく、1000μｍを超えた
場合はアルミナ保護膜の剥離が生じ易くなる。
【０００９】第２発明に係る反応容器は、プラズマを用
いて試料に反応処理を施す反応容器において、内面の一
部又は全部に緩衝膜を介してアルミナ保護膜を形成して
あり、前記緩衝膜はその線膨張係数が前記内面及び前記
アルミナ保護膜の線膨張係数の略中間値を有することを
特徴とする。
いて試料に反応処理を施す反応容器において、内面の一
部又は全部に緩衝膜を介してアルミナ保護膜を形成して
あり、前記緩衝膜はその線膨張係数が前記内面及び前記
アルミナ保護膜の線膨張係数の略中間値を有することを
特徴とする。
【００１０】第２発明にあっては、アルミナ保護膜は緩
衝膜を介して形成されている。緩衝膜はその線膨張係数
が反応容器の内面の線膨張係数とアルミナ保護膜の線膨
張係数との略中間値を有しており、この緩衝膜によりア
ルミナ保護膜の剥離を防止できる。アルミナ保護膜をあ
る程度厚く被覆した場合に内面とアルミナ保護膜との線
膨張率の違いにより、溶射形成中、溶射後の冷却時、又
はプラズマ処理中にアルミナ保護膜が反応容器から剥離
することがあるが、線膨張係数が両者の略中間値である
緩衝膜を介することによりアルミナ保護膜の剥離を防止
できる。
衝膜を介して形成されている。緩衝膜はその線膨張係数
が反応容器の内面の線膨張係数とアルミナ保護膜の線膨
張係数との略中間値を有しており、この緩衝膜によりア
ルミナ保護膜の剥離を防止できる。アルミナ保護膜をあ
る程度厚く被覆した場合に内面とアルミナ保護膜との線
膨張率の違いにより、溶射形成中、溶射後の冷却時、又
はプラズマ処理中にアルミナ保護膜が反応容器から剥離
することがあるが、線膨張係数が両者の略中間値である
緩衝膜を介することによりアルミナ保護膜の剥離を防止
できる。
【００１１】第３発明に係る反応容器は、第２発明にお
いて、前記内面はアルミニウムで形成されており、前記
緩衝膜はＮｉを含む膜であることを特徴とする。
いて、前記内面はアルミニウムで形成されており、前記
緩衝膜はＮｉを含む膜であることを特徴とする。
【００１２】第３発明にあっては、反応容器がアルミニ
ウム製である場合に、緩衝膜としてアルミニウムとアル
ミナ保護膜との略中間の線膨張係数を有するＮｉが主成
分である膜を溶射形成することにより、アルミナ保護膜
の剥離を防止できる。
ウム製である場合に、緩衝膜としてアルミニウムとアル
ミナ保護膜との略中間の線膨張係数を有するＮｉが主成
分である膜を溶射形成することにより、アルミナ保護膜
の剥離を防止できる。
【００１３】第４発明に係る反応容器は、プラズマを用
いて試料に反応処理を施す反応容器において、内面がア
ルミニウムで形成されており、該内面の一部又は全部に
アルミニウムとアルミナとの中間組成を有する緩衝膜を
介してアルミナ保護膜を形成してあることを特徴とす
る。
いて試料に反応処理を施す反応容器において、内面がア
ルミニウムで形成されており、該内面の一部又は全部に
アルミニウムとアルミナとの中間組成を有する緩衝膜を
介してアルミナ保護膜を形成してあることを特徴とす
る。
【００１４】第４発明にあっては、反応容器はアルミニ
ウム製であり、緩衝膜はAlとO との組成比をアルミニウ
ムに相当する1:0 からアルミナに相当する1:1.5 までの
中間の組成を有する。これにより、反応容器の内面とこ
れを覆うアルミナ保護膜との線膨張係数の変化が小さく
なるので、アルミナ保護膜の剥離を防止できる。
ウム製であり、緩衝膜はAlとO との組成比をアルミニウ
ムに相当する1:0 からアルミナに相当する1:1.5 までの
中間の組成を有する。これにより、反応容器の内面とこ
れを覆うアルミナ保護膜との線膨張係数の変化が小さく
なるので、アルミナ保護膜の剥離を防止できる。
【００１５】第５発明に係るプラズマ処理装置は、第１
乃至第４発明のいずれかの反応容器と、該反応容器の開
口を封止し、マイクロ波を透過させて前記反応容器内に
導入する封止部材と、導入されたマイクロ波により生成
したプラズマを用いてプラズマ処理を施すべき試料を載
置する試料台とを備えることを特徴とする。
乃至第４発明のいずれかの反応容器と、該反応容器の開
口を封止し、マイクロ波を透過させて前記反応容器内に
導入する封止部材と、導入されたマイクロ波により生成
したプラズマを用いてプラズマ処理を施すべき試料を載
置する試料台とを備えることを特徴とする。
【００１６】第５発明にあっては、上述した如きアルミ
ナ保護膜を内面に形成した反応容器を用いる。この反応
容器の開口部に封止部材が配され、マイクロ波を反応容
器内に導入してプラズマを発生せしめ、試料をプラズマ
処理する。反応容器の内面にアルミナ保護膜が形成して
あるので、プラズマ生成ガスによる不純物の発生が防止
され、プラズマ成分を一定にし、試料汚染も防止され
る。また、反応容器内面がプラズマによるエッチングか
ら保護されるので容器の長寿命化が図れる。
ナ保護膜を内面に形成した反応容器を用いる。この反応
容器の開口部に封止部材が配され、マイクロ波を反応容
器内に導入してプラズマを発生せしめ、試料をプラズマ
処理する。反応容器の内面にアルミナ保護膜が形成して
あるので、プラズマ生成ガスによる不純物の発生が防止
され、プラズマ成分を一定にし、試料汚染も防止され
る。また、反応容器内面がプラズマによるエッチングか
ら保護されるので容器の長寿命化が図れる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づき具体的に説明する。 実施の形態１．図１は本発明に係るマイクロ波プラズマ
処理装置の構造を示す側断面図である。図中１は本発明
の特徴となる反応容器であり、矩形箱状でその全体がア
ルミニウムで形成されている。反応容器１の上部の開口
は封止板４で気密状態に封止されている。封止板４は耐
熱性及びマイクロ波透過性を有すると主に誘電損失が小
さい石英ガラス（ＳｉＯ2 ）又はアルミナ（Ａｌ
2 Ｏ3 ）等の誘電体で形成されている。
示す図面に基づき具体的に説明する。 実施の形態１．図１は本発明に係るマイクロ波プラズマ
処理装置の構造を示す側断面図である。図中１は本発明
の特徴となる反応容器であり、矩形箱状でその全体がア
ルミニウムで形成されている。反応容器１の上部の開口
は封止板４で気密状態に封止されている。封止板４は耐
熱性及びマイクロ波透過性を有すると主に誘電損失が小
さい石英ガラス（ＳｉＯ2 ）又はアルミナ（Ａｌ
2 Ｏ3 ）等の誘電体で形成されている。
【００１８】反応容器１の内部は処理室２になってお
り、処理室２の側壁にはガス導入管５が取付けられて処
理室２内に所要のガスが導入されるようになっている。
反応容器１の内側壁にはガス導入管５の開口部分を除い
てアルミナ保護膜２１が100 μｍ〜1000μｍの厚みで形
成されている。アルミナ保護膜２１はプラズマ溶射によ
り内側壁を覆うようにアルミナを被着させて形成されて
いる。処理室２の底部中央には、封止板４に対面して試
料Ｗを載置する試料台３が設けてあり、試料台３にはマ
ッチングボックス６を介して数百ｋＨｚ〜十数ＭＨｚの
高周波電源７が接続されている。試料台３はその基台部
分を図示しない焼結体アルミナで覆っており、プラズマ
から遮蔽されるようになっている。また、反応容器１の
底部壁には試料台３の周囲に排気口８が開設してあり、
排気口８から処理室２の内気を排出するようになってい
る。
り、処理室２の側壁にはガス導入管５が取付けられて処
理室２内に所要のガスが導入されるようになっている。
反応容器１の内側壁にはガス導入管５の開口部分を除い
てアルミナ保護膜２１が100 μｍ〜1000μｍの厚みで形
成されている。アルミナ保護膜２１はプラズマ溶射によ
り内側壁を覆うようにアルミナを被着させて形成されて
いる。処理室２の底部中央には、封止板４に対面して試
料Ｗを載置する試料台３が設けてあり、試料台３にはマ
ッチングボックス６を介して数百ｋＨｚ〜十数ＭＨｚの
高周波電源７が接続されている。試料台３はその基台部
分を図示しない焼結体アルミナで覆っており、プラズマ
から遮蔽されるようになっている。また、反応容器１の
底部壁には試料台３の周囲に排気口８が開設してあり、
排気口８から処理室２の内気を排出するようになってい
る。
【００１９】封止板４の下部周縁には、対向電極９が反
応容器１の周囲壁から内部に張り出す態様で設けられて
いる。対向電極９は高周波電圧が印加される試料台３に
対する接地電極の役割を果たす。このような形状の対向
電極９は試料Ｗに安定したバイアス電位を発生させるこ
とができる。
応容器１の周囲壁から内部に張り出す態様で設けられて
いる。対向電極９は高周波電圧が印加される試料台３に
対する接地電極の役割を果たす。このような形状の対向
電極９は試料Ｗに安定したバイアス電位を発生させるこ
とができる。
【００２０】反応容器１には、その上部を覆う長方形箱
形状の金属製のカバー部材４０が連結してあり、カバー
部材４０の一側には導波路３１を介してマイクロ波発振
器３０が連結されている。カバー部材４０内の天井部分
には誘電体線路４１が封止板４から所定間隔を隔てて対
向配置されている。誘電体線路４１はテフロン（登録商
標）のようなフッ素樹脂，ポリエチレン樹脂又はポリス
チレン樹脂等の誘電体を、平面視で矩形と三角形とを組
み合わせた略五角形の板形状に成形してなり、前記五角
形の頂点は延設せしめてある。この延設部分は導波路３
１に内嵌されている。
形状の金属製のカバー部材４０が連結してあり、カバー
部材４０の一側には導波路３１を介してマイクロ波発振
器３０が連結されている。カバー部材４０内の天井部分
には誘電体線路４１が封止板４から所定間隔を隔てて対
向配置されている。誘電体線路４１はテフロン（登録商
標）のようなフッ素樹脂，ポリエチレン樹脂又はポリス
チレン樹脂等の誘電体を、平面視で矩形と三角形とを組
み合わせた略五角形の板形状に成形してなり、前記五角
形の頂点は延設せしめてある。この延設部分は導波路３
１に内嵌されている。
【００２１】このようなマイクロ波プラズマ処理装置を
用いて試料Ｗの表面に例えばエッチング処理を施す際に
は、まず排気口８から排気して処理室２内を所望の圧力
まで減圧した後、ガス導入管５から処理室２内にプラズ
マ生成ガスを供給する。次いで、マイクロ波発振器３０
からマイクロ波を発振させ、これを導波路３１を介して
誘電体線路４１に導入する。ほぼ同時に高周波電源７か
ら試料台３に例えば400 ｋＨｚ又は13.56 ＭＨｚの高周
波電圧を印加し、試料Ｗの表面にバイアス電圧を発生さ
せる。
用いて試料Ｗの表面に例えばエッチング処理を施す際に
は、まず排気口８から排気して処理室２内を所望の圧力
まで減圧した後、ガス導入管５から処理室２内にプラズ
マ生成ガスを供給する。次いで、マイクロ波発振器３０
からマイクロ波を発振させ、これを導波路３１を介して
誘電体線路４１に導入する。ほぼ同時に高周波電源７か
ら試料台３に例えば400 ｋＨｚ又は13.56 ＭＨｚの高周
波電圧を印加し、試料Ｗの表面にバイアス電圧を発生さ
せる。
【００２２】マイクロ波は例えば2.45ＧＨｚの周波数の
ものが用いられる。誘電体線路４１に導入されたマイク
ロ波はカバー部材４０の端面で反射し、入射波と反射波
とは重ね合わされ、誘電体線路４１内に定在波を形成す
る。この定在波によって、誘電体線路４１の下側に漏れ
電界が形成され、封止板４を透過して処理室２内へ導入
される。処理室２内に導入されたマイクロ波とプラズマ
生成ガスとによりプラズマが生成される。試料Ｗ表面に
発生したバイアス電圧によりプラズマ中のイオンのエネ
ルギーが制御され、プラズマにより試料Ｗの表面にエッ
チングが施される。
ものが用いられる。誘電体線路４１に導入されたマイク
ロ波はカバー部材４０の端面で反射し、入射波と反射波
とは重ね合わされ、誘電体線路４１内に定在波を形成す
る。この定在波によって、誘電体線路４１の下側に漏れ
電界が形成され、封止板４を透過して処理室２内へ導入
される。処理室２内に導入されたマイクロ波とプラズマ
生成ガスとによりプラズマが生成される。試料Ｗ表面に
発生したバイアス電圧によりプラズマ中のイオンのエネ
ルギーが制御され、プラズマにより試料Ｗの表面にエッ
チングが施される。
【００２３】なお、このような反応性イオンエッチング
処理後に処理室２の内面に堆積した反応生成物を除去す
るためにクリーニングを行なうことがある。クリーニン
グは試料Ｗを入れ替えた後にガス導入管５から所定流量
のＯ2 ガスを処理室２内に導入し、上述したエッチング
処理と同様の手順にてプラズマを発生せしめて行なわれ
る。クリーニングにより、反応容器内面に付着した反応
生成物が除去される。また、試料ＷにＳｉＯ2 膜を成膜
した場合には、クリーニングの際にフッ素系ガスを処理
室２内に導入して内壁表面に堆積したＳｉＯ2 を除去す
る。
処理後に処理室２の内面に堆積した反応生成物を除去す
るためにクリーニングを行なうことがある。クリーニン
グは試料Ｗを入れ替えた後にガス導入管５から所定流量
のＯ2 ガスを処理室２内に導入し、上述したエッチング
処理と同様の手順にてプラズマを発生せしめて行なわれ
る。クリーニングにより、反応容器内面に付着した反応
生成物が除去される。また、試料ＷにＳｉＯ2 膜を成膜
した場合には、クリーニングの際にフッ素系ガスを処理
室２内に導入して内壁表面に堆積したＳｉＯ2 を除去す
る。
【００２４】このように、試料Ｗのプラズマ処理中及び
反応容器１のクリーニング中に、処理室２内にＦ系又は
Ｃｌ系のプラズマ生成ガスを導入する。上述した如く、
本実施の形態の反応容器１の内面にはアルミナ保護膜２
１が被覆されているので、プラズマ生成ガスとの反応に
よる不純物の発生を防止できる。またアルミナ保護膜２
１は比較的厚い100 μｍ〜1000μｍの厚みに形成されて
いるので、反応容器１の内面のプラズマによるエッチン
グが抑制され長寿命化が図られる。
反応容器１のクリーニング中に、処理室２内にＦ系又は
Ｃｌ系のプラズマ生成ガスを導入する。上述した如く、
本実施の形態の反応容器１の内面にはアルミナ保護膜２
１が被覆されているので、プラズマ生成ガスとの反応に
よる不純物の発生を防止できる。またアルミナ保護膜２
１は比較的厚い100 μｍ〜1000μｍの厚みに形成されて
いるので、反応容器１の内面のプラズマによるエッチン
グが抑制され長寿命化が図られる。
【００２５】以上の如きプラズマ処理装置の反応容器１
についてプラズマによる損傷程度を試験した。アルミナ
保護膜２１の厚みが100 μｍ，500 μｍ，1000μｍの反
応容器１を用いて試料Ｗにプラズマ処理を施し、そのと
きの処理室２内面の損傷量を調べた。また比較例として
アルミナ保護膜が20μｍ，50μｍ，1300μｍ，1500μｍ
の厚さの反応容器について同様に試験し、さらに従来例
として硫酸中で形成された20μｍの厚さの陽極酸化被膜
を有する反応容器について同様に試験した。アルミナ保
護膜は大気中のプラズマ溶射により形成されており、ア
ルミナの原料粉の純度は99％及び99.99 ％のそれぞれを
用いた。
についてプラズマによる損傷程度を試験した。アルミナ
保護膜２１の厚みが100 μｍ，500 μｍ，1000μｍの反
応容器１を用いて試料Ｗにプラズマ処理を施し、そのと
きの処理室２内面の損傷量を調べた。また比較例として
アルミナ保護膜が20μｍ，50μｍ，1300μｍ，1500μｍ
の厚さの反応容器について同様に試験し、さらに従来例
として硫酸中で形成された20μｍの厚さの陽極酸化被膜
を有する反応容器について同様に試験した。アルミナ保
護膜は大気中のプラズマ溶射により形成されており、ア
ルミナの原料粉の純度は99％及び99.99 ％のそれぞれを
用いた。
【００２６】試料Ｗとして１μｍの厚みのシリコン酸化
膜が形成された６インチのシリコンウエハを用い、これ
にプラズマエッチングを行なった。エッチング条件は、
プラズマ生成ガスに CHF3 を用い、マイクロ波の周波数
は2.45ＧＨｚ、その電力が1300Ｗ、高周波の周波数は40
00ｋＨｚ、その電力が600 Ｗである。このエッチングプ
ロセスをウエハ１枚当たりに１分間行い、これを5000枚
のウエハについて5000分間連続して行なった。但し、50
0 分毎に所定流量のＯ2 を処理室２内に導入し、上述し
たクリーニングをウエハを入れ替えた後に行った。その
ときのプラズマ発生条件はエッチング条件と同様であ
る。そして1000分間のエッチングプロセスが終了した後
にウエハ上のＡｌ等を成分とするパーティクルの大きさ
及び個数，Ａｌ等の元素による汚染量（コンタミネーシ
ョン，以下コンタミという）を測定した。結果を表１及
び表２に示す。表１は1000分後，2000分後及び3000分後
のパーティクル及びコンタミの結果を示し、表２は4000
分後及び5000分後のパーティクル及びコンタミの結果を
示している。
膜が形成された６インチのシリコンウエハを用い、これ
にプラズマエッチングを行なった。エッチング条件は、
プラズマ生成ガスに CHF3 を用い、マイクロ波の周波数
は2.45ＧＨｚ、その電力が1300Ｗ、高周波の周波数は40
00ｋＨｚ、その電力が600 Ｗである。このエッチングプ
ロセスをウエハ１枚当たりに１分間行い、これを5000枚
のウエハについて5000分間連続して行なった。但し、50
0 分毎に所定流量のＯ2 を処理室２内に導入し、上述し
たクリーニングをウエハを入れ替えた後に行った。その
ときのプラズマ発生条件はエッチング条件と同様であ
る。そして1000分間のエッチングプロセスが終了した後
にウエハ上のＡｌ等を成分とするパーティクルの大きさ
及び個数，Ａｌ等の元素による汚染量（コンタミネーシ
ョン，以下コンタミという）を測定した。結果を表１及
び表２に示す。表１は1000分後，2000分後及び3000分後
のパーティクル及びコンタミの結果を示し、表２は4000
分後及び5000分後のパーティクル及びコンタミの結果を
示している。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】パーティクルの大きさ及び個数はパーティ
クルカウンタにより測定した。パーティクルカウンタは
ウエハ表面にＳ偏光レーザを照射し、異物からの散乱光
を検出することにより、パーティクルの大きさ及び個数
を調べることができる装置である。表中、ウエハ上に0.
01μｍ以上のパーティクルが10個以上存在するものは
‘×’で示し、10個以上存在しないものは‘○’で示し
た。
クルカウンタにより測定した。パーティクルカウンタは
ウエハ表面にＳ偏光レーザを照射し、異物からの散乱光
を検出することにより、パーティクルの大きさ及び個数
を調べることができる装置である。表中、ウエハ上に0.
01μｍ以上のパーティクルが10個以上存在するものは
‘×’で示し、10個以上存在しないものは‘○’で示し
た。
【００３０】また、Ａｌによる汚染量はウエハの表面を
フッ酸で洗浄し、その洗浄液中に含まれるＡｌ量をＩＣ
Ｐ（誘導結合高周波プラズマ）分光分析法によって測定
した。ウエハ上のその他の元素による汚染量は全反射蛍
光Ｘ線分析法により測定した。これらの測定の結果は１
cm2 当たりの元素量（Atoms ）で表され、ウエハ上に元
素が１×1010Atoms/cm2 以上存在するものは‘×’で示
し、１×1010Atoms/cm 2 以上存在しないものは‘○’で
示した。
フッ酸で洗浄し、その洗浄液中に含まれるＡｌ量をＩＣ
Ｐ（誘導結合高周波プラズマ）分光分析法によって測定
した。ウエハ上のその他の元素による汚染量は全反射蛍
光Ｘ線分析法により測定した。これらの測定の結果は１
cm2 当たりの元素量（Atoms ）で表され、ウエハ上に元
素が１×1010Atoms/cm2 以上存在するものは‘×’で示
し、１×1010Atoms/cm 2 以上存在しないものは‘○’で
示した。
【００３１】表１及び表２から判るように、本実施の形
態の反応容器は比較例及び従来例とは異なり、ウエハ上
に0.01μｍ以上のパーティクルが10個より少なく、Ａｌ
等の元素による汚染量が１×1010Atoms/cm2 より少な
い。これにより、本実施の形態の反応容器はプラズマ生
成ガスに曝されても元素不純物を発生せず、試料汚染を
防止できると言える。なお、アルミナ保護膜の厚みが13
00μｍ及び1500μｍの比較例については、パーティクル
及びコンタミでは‘○’を示しているが、アルミナ保護
膜が剥離し易いことが判っている。
態の反応容器は比較例及び従来例とは異なり、ウエハ上
に0.01μｍ以上のパーティクルが10個より少なく、Ａｌ
等の元素による汚染量が１×1010Atoms/cm2 より少な
い。これにより、本実施の形態の反応容器はプラズマ生
成ガスに曝されても元素不純物を発生せず、試料汚染を
防止できると言える。なお、アルミナ保護膜の厚みが13
00μｍ及び1500μｍの比較例については、パーティクル
及びコンタミでは‘○’を示しているが、アルミナ保護
膜が剥離し易いことが判っている。
【００３２】さらに、5000分間のエッチングプロセスが
終了した後に、反応容器をプラズマ処理装置から取り外
し、反応容器の内面の損傷量を調べた。損傷量はエッチ
ングプロセス以前に反応容器の内面にポリイミド系のテ
ープを固定し、プロセス後にこのテープを取り除いて生
じた段差を測定することにより求めた。結果を表３に示
す。損傷量は硫酸中で20μｍの厚みの陽極酸化被膜を形
成した反応容器の損傷量を１として各反応容器の内面の
損傷量を示している。
終了した後に、反応容器をプラズマ処理装置から取り外
し、反応容器の内面の損傷量を調べた。損傷量はエッチ
ングプロセス以前に反応容器の内面にポリイミド系のテ
ープを固定し、プロセス後にこのテープを取り除いて生
じた段差を測定することにより求めた。結果を表３に示
す。損傷量は硫酸中で20μｍの厚みの陽極酸化被膜を形
成した反応容器の損傷量を１として各反応容器の内面の
損傷量を示している。
【００３３】
【表３】
【００３４】表３から判るように、本実施の形態の反応
容器は損傷量が１よりも小さく、硫酸陽極酸化被膜を被
着した反応容器よりも損傷が少ないことが判る。また、
アルミナ保護膜は膜厚が厚いほど損傷量が小さくなって
いる。なお、アルミナ保護膜の厚みが1300μｍ及び1500
μｍの比較例については損傷量は零であり、全く損傷を
受けていないが、アルミナ保護膜が剥離し易いことが判
っている。
容器は損傷量が１よりも小さく、硫酸陽極酸化被膜を被
着した反応容器よりも損傷が少ないことが判る。また、
アルミナ保護膜は膜厚が厚いほど損傷量が小さくなって
いる。なお、アルミナ保護膜の厚みが1300μｍ及び1500
μｍの比較例については損傷量は零であり、全く損傷を
受けていないが、アルミナ保護膜が剥離し易いことが判
っている。
【００３５】以上のごとく、本発明の反応容器は内面の
一部又は全部に100 μｍ〜1000μｍの厚みのアルミナ保
護膜が形成してあり、アルミナ保護膜が100 μｍよりも
薄い場合はエッチング損傷の抑制効果が小さく、1000μ
ｍを超えた場合はアルミナ保護膜の剥離が生じ易くな
る。
一部又は全部に100 μｍ〜1000μｍの厚みのアルミナ保
護膜が形成してあり、アルミナ保護膜が100 μｍよりも
薄い場合はエッチング損傷の抑制効果が小さく、1000μ
ｍを超えた場合はアルミナ保護膜の剥離が生じ易くな
る。
【００３６】実施の形態２．図２は本発明のプラズマ処
理装置に係る実施の形態２の反応容器の構造を示す部分
拡大断面図である。実施の形態２の反応容器を備えるプ
ラズマ処理装置の全体構成は、図１に示す実施の形態１
のものと同様であり、その説明を省略する。図２は図１
のＡ部分に対応する部分を拡大図示している。図２に示
すように、アルミニウム製の反応容器１の内側壁には緩
衝膜２１ａを介してアルミナ保護膜２１が被覆されてい
る。緩衝膜２１ａは純Ｎｉの溶射膜であり、大気プラズ
マにより反応容器１の内面に形成されている。アルミナ
保護膜２１は緩衝膜２１ａの形成後にプラズマ溶射によ
り緩衝膜２１ａを覆うようにアルミナを被着させて形成
してある。緩衝膜２１ａの膜厚は５０μｍであり、アル
ミナ保護膜２１は100 μｍ〜1000μｍである。反応容器
１，緩衝膜２１ａ及びアルミナ保護膜２１のおおよその
線膨張係数は、夫々、2.3 ×10-5，1.5 ×10-5及び8.8
×10-6である。反応容器１のその他の構成は実施の形態
１と同様であり、説明を省略する。
理装置に係る実施の形態２の反応容器の構造を示す部分
拡大断面図である。実施の形態２の反応容器を備えるプ
ラズマ処理装置の全体構成は、図１に示す実施の形態１
のものと同様であり、その説明を省略する。図２は図１
のＡ部分に対応する部分を拡大図示している。図２に示
すように、アルミニウム製の反応容器１の内側壁には緩
衝膜２１ａを介してアルミナ保護膜２１が被覆されてい
る。緩衝膜２１ａは純Ｎｉの溶射膜であり、大気プラズ
マにより反応容器１の内面に形成されている。アルミナ
保護膜２１は緩衝膜２１ａの形成後にプラズマ溶射によ
り緩衝膜２１ａを覆うようにアルミナを被着させて形成
してある。緩衝膜２１ａの膜厚は５０μｍであり、アル
ミナ保護膜２１は100 μｍ〜1000μｍである。反応容器
１，緩衝膜２１ａ及びアルミナ保護膜２１のおおよその
線膨張係数は、夫々、2.3 ×10-5，1.5 ×10-5及び8.8
×10-6である。反応容器１のその他の構成は実施の形態
１と同様であり、説明を省略する。
【００３７】このような構造の反応容器１を備えたプラ
ズマ処理装置を用いて試料Ｗの表面にエッチング処理を
施した。その結果、実施の形態１と同様にプラズマ生成
ガスによる元素不純物の発生が防止され、プラズマによ
る反応容器１の内面のエッチング損傷が抑制されること
が判った。さらに、アルミナ保護膜２１と反応容器１の
内面との間に線膨張係数がそれらの略中間値である緩衝
膜２１ａを形成してあるので、溶射形成中，溶射後の冷
却時又はプラズマ処理中のアルミナ保護膜２１の剥離を
防止できる。
ズマ処理装置を用いて試料Ｗの表面にエッチング処理を
施した。その結果、実施の形態１と同様にプラズマ生成
ガスによる元素不純物の発生が防止され、プラズマによ
る反応容器１の内面のエッチング損傷が抑制されること
が判った。さらに、アルミナ保護膜２１と反応容器１の
内面との間に線膨張係数がそれらの略中間値である緩衝
膜２１ａを形成してあるので、溶射形成中，溶射後の冷
却時又はプラズマ処理中のアルミナ保護膜２１の剥離を
防止できる。
【００３８】実施の形態３．図３は本発明のプラズマ処
理装置に係る実施の形態３の反応容器の構造を示す部分
拡大断面図である。実施の形態３の反応容器を備えるプ
ラズマ処理装置の全体構成は、図１に示す実施の形態１
のものと同様であり、その説明を省略する。図３は図１
のＡ部分に対応する部分を拡大図示している。図３に示
すように、アルミニウム製の反応容器１の内側壁には緩
衝膜２１ｂを介してアルミナ保護膜２１が被覆されてい
る。
理装置に係る実施の形態３の反応容器の構造を示す部分
拡大断面図である。実施の形態３の反応容器を備えるプ
ラズマ処理装置の全体構成は、図１に示す実施の形態１
のものと同様であり、その説明を省略する。図３は図１
のＡ部分に対応する部分を拡大図示している。図３に示
すように、アルミニウム製の反応容器１の内側壁には緩
衝膜２１ｂを介してアルミナ保護膜２１が被覆されてい
る。
【００３９】緩衝膜２１ｂは、AlとO との組成比をアル
ミニウムに相当する1:0 からアルミナに相当する1:1.5
まで厚み方向に連続的に変化させた膜である。この緩衝
膜２１ｂは、アルミニウム及びアルミナの溶射原料粉末
の混合割合を変えて溶射を繰り返すことにより形成され
ている。アルミナ保護膜２１は緩衝膜２１ｂの形成後に
プラズマ溶射により緩衝膜２１ｂを覆うようにアルミナ
を被着させて形成してある。緩衝膜２１ａの膜厚は５０
μｍであり、アルミナ保護膜２１は100 μｍ〜1000μｍ
である。反応容器１，緩衝膜２１ｂ及びアルミナ保護膜
２１のおおよその線膨張係数は、夫々、2.3 ×10-5，2.
2 ×10-5〜8.9 ×10-6 及び8.8 ×10-6である。反応容
器１のその他の構成は実施の形態１と同様であり、説明
を省略する。
ミニウムに相当する1:0 からアルミナに相当する1:1.5
まで厚み方向に連続的に変化させた膜である。この緩衝
膜２１ｂは、アルミニウム及びアルミナの溶射原料粉末
の混合割合を変えて溶射を繰り返すことにより形成され
ている。アルミナ保護膜２１は緩衝膜２１ｂの形成後に
プラズマ溶射により緩衝膜２１ｂを覆うようにアルミナ
を被着させて形成してある。緩衝膜２１ａの膜厚は５０
μｍであり、アルミナ保護膜２１は100 μｍ〜1000μｍ
である。反応容器１，緩衝膜２１ｂ及びアルミナ保護膜
２１のおおよその線膨張係数は、夫々、2.3 ×10-5，2.
2 ×10-5〜8.9 ×10-6 及び8.8 ×10-6である。反応容
器１のその他の構成は実施の形態１と同様であり、説明
を省略する。
【００４０】このような構造の反応容器１を備えたプラ
ズマ処理装置を用いて試料Ｗの表面にエッチング処理を
施した。その結果、実施の形態１と同様にプラズマ生成
ガスによる元素不純物の発生が防止され、プラズマによ
る反応容器１の内面のエッチング損傷が抑制されること
が判った。さらに、アルミナ保護膜２１と反応容器１と
の間に線膨張係数がそれらの間で厚み方向に変化する緩
衝膜２１ｂを形成してあるので、アルミナ保護膜２１の
剥離を防止できる。
ズマ処理装置を用いて試料Ｗの表面にエッチング処理を
施した。その結果、実施の形態１と同様にプラズマ生成
ガスによる元素不純物の発生が防止され、プラズマによ
る反応容器１の内面のエッチング損傷が抑制されること
が判った。さらに、アルミナ保護膜２１と反応容器１と
の間に線膨張係数がそれらの間で厚み方向に変化する緩
衝膜２１ｂを形成してあるので、アルミナ保護膜２１の
剥離を防止できる。
【００４１】なお、実施の形態３では緩衝膜２１ｂは組
成比を厚み方向に連続的に変化するように形成してある
が、これに限るものではなく、反応容器の内面と保護膜
との中間の組成に一定させてあっても良い。
成比を厚み方向に連続的に変化するように形成してある
が、これに限るものではなく、反応容器の内面と保護膜
との中間の組成に一定させてあっても良い。
【００４２】また、実施の形態１〜実施の形態３では、
アルミナ保護膜を反応容器の内側壁のみに形成した場合
を説明しているが、これに限るものではなく、反応容器
の内底面に同様に被着してあっても良いし、内面全面に
被着してあっても良い。
アルミナ保護膜を反応容器の内側壁のみに形成した場合
を説明しているが、これに限るものではなく、反応容器
の内底面に同様に被着してあっても良いし、内面全面に
被着してあっても良い。
【００４３】実施の形態４．図４は本発明に係る実施の
形態４のマイクロ波プラズマ処理装置の構造を示す側断
面図である。図中１０は本発明の特徴となる反応容器で
あり、有底円筒形状を有し、その全体がアルミニウムで
形成されている。反応容器１０の上部の開口は封止板４
で気密状態に封止されている。封止板４は耐熱性及びマ
イクロ波透過性を有すると主に誘電損失が小さい石英ガ
ラス（ＳｉＯ2 ）又はアルミナ（Ａｌ 2 Ｏ3 ）等の誘電
体で形成されており、封止板４上には後述する環状導波
管型アンテナ部１１ａが固定されている。
形態４のマイクロ波プラズマ処理装置の構造を示す側断
面図である。図中１０は本発明の特徴となる反応容器で
あり、有底円筒形状を有し、その全体がアルミニウムで
形成されている。反応容器１０の上部の開口は封止板４
で気密状態に封止されている。封止板４は耐熱性及びマ
イクロ波透過性を有すると主に誘電損失が小さい石英ガ
ラス（ＳｉＯ2 ）又はアルミナ（Ａｌ 2 Ｏ3 ）等の誘電
体で形成されており、封止板４上には後述する環状導波
管型アンテナ部１１ａが固定されている。
【００４４】反応容器１０の内部は処理室２になってお
り、処理室２の側壁にはガス導入管５が取付けられて処
理室２内に所要のガスが導入されるようになっている。
またガス導入管５の対向側壁には試料搬送口１２が開設
されており、試料Ｗを試料搬送口１２から搬入出するよ
うになっている。処理室２の底部中央には、試料Ｗを載
置する試料台３が設けてあり、試料台３にはマッチング
ボックス６を介して数百ｋＨｚ〜十数ＭＨｚの高周波電
源７が接続されている。反応容器１０の底部壁には試料
台３の周囲に排気口８が開設してあり、排気口８から処
理室２の内気を排出するようになっている。
り、処理室２の側壁にはガス導入管５が取付けられて処
理室２内に所要のガスが導入されるようになっている。
またガス導入管５の対向側壁には試料搬送口１２が開設
されており、試料Ｗを試料搬送口１２から搬入出するよ
うになっている。処理室２の底部中央には、試料Ｗを載
置する試料台３が設けてあり、試料台３にはマッチング
ボックス６を介して数百ｋＨｚ〜十数ＭＨｚの高周波電
源７が接続されている。反応容器１０の底部壁には試料
台３の周囲に排気口８が開設してあり、排気口８から処
理室２の内気を排出するようになっている。
【００４５】このような構造の反応容器１０の内側面に
は、膜厚0.5 μｍ〜20μｍの陽極酸化被膜が形成されて
いる（図示せず）。また、本発明の特徴となるアルミナ
保護膜２１，２１，２１が、反応容器１０内面の試料搬
送口１２及び排気口８の夫々のエッジ部分に100 μｍ〜
1000μｍの厚みで形成されている。アルミナ保護膜２１
はプラズマ溶射によりエッジ部分を覆うようにアルミナ
を被着させて形成されている。
は、膜厚0.5 μｍ〜20μｍの陽極酸化被膜が形成されて
いる（図示せず）。また、本発明の特徴となるアルミナ
保護膜２１，２１，２１が、反応容器１０内面の試料搬
送口１２及び排気口８の夫々のエッジ部分に100 μｍ〜
1000μｍの厚みで形成されている。アルミナ保護膜２１
はプラズマ溶射によりエッジ部分を覆うようにアルミナ
を被着させて形成されている。
【００４６】図４に示すように、封止板４には導電性金
属を円形蓋上に成形してなるカバー部材４ａが外嵌して
あり、該カバー部材４ａは反応容器１０上に固定してあ
る。カバー部材４ａの上面には反応容器１０内へマイク
ロ波を導入するためのアンテナ１１が固定してある。断
面がコ字状の部材が無終端環状に成形された環状導波管
型アンテナ部１１ａが、コ字状の開口がカバー部材４ａ
に対向する向きに反応容器１０の中心軸と同心円状に配
されており、カバー部材４ａの環状導波管型アンテナ部
１１ａに対向する部分に複数の開口１５，１５…が開設
されている。即ち、環状導波管型のアンテナ１１は、環
状導波管型アンテナ部１１ａと、開口１５，１５…が開
設されたカバー部材４ａの環状導波管型アンテナ部１１
ａに対向する部分とによって構成されている。
属を円形蓋上に成形してなるカバー部材４ａが外嵌して
あり、該カバー部材４ａは反応容器１０上に固定してあ
る。カバー部材４ａの上面には反応容器１０内へマイク
ロ波を導入するためのアンテナ１１が固定してある。断
面がコ字状の部材が無終端環状に成形された環状導波管
型アンテナ部１１ａが、コ字状の開口がカバー部材４ａ
に対向する向きに反応容器１０の中心軸と同心円状に配
されており、カバー部材４ａの環状導波管型アンテナ部
１１ａに対向する部分に複数の開口１５，１５…が開設
されている。即ち、環状導波管型のアンテナ１１は、環
状導波管型アンテナ部１１ａと、開口１５，１５…が開
設されたカバー部材４ａの環状導波管型アンテナ部１１
ａに対向する部分とによって構成されている。
【００４７】環状導波管型アンテナ部１１ａ内にはテフ
ロン（登録商標）のようなフッ素樹脂，ポリエチレン樹
脂又はポリスチレン樹脂等の誘電体１４が内嵌されてい
る。環状導波管型アンテナ部１１ａの外周にはその直径
方向になるように導波管２９が連結されており、導波管
２９にはマイクロ波発振器３０が連結されている。
ロン（登録商標）のようなフッ素樹脂，ポリエチレン樹
脂又はポリスチレン樹脂等の誘電体１４が内嵌されてい
る。環状導波管型アンテナ部１１ａの外周にはその直径
方向になるように導波管２９が連結されており、導波管
２９にはマイクロ波発振器３０が連結されている。
【００４８】このような構成のプラズマ処理装置を用い
て試料Ｗの表面に例えばエッチング処理を施す際には、
まず排気口８から排気して処理室２内を所望の圧力まで
減圧した後、ガス導入管５から処理室２内にプラズマ生
成ガスを供給する。次いで、マイクロ波発振器３０から
マイクロ波を発振させ、これを導波路２９を介してアン
テナ１１に導入する。マイクロ波は環状導波管型アンテ
ナ部１１ａ内を互いに逆方向へ進行する進行波として、
該環状導波管型アンテナ部１１ａ内の誘電体１４中を伝
播し、両進行波は重ね合わされて環状導波管型アンテナ
部１１ａの内面に定在波が生成される。この定在波によ
って環状導波管型アンテナ部１１ａの内面に、所定の間
隔で極大値を示す壁面電流が通流する。環状導波管型ア
ンテナ部１１ａの下面の開口１５，１５…から電界が放
射され、封止板４を透過して処理室２内に導入され、処
理室２内に導入されたプラズマ生成ガスによりプラズマ
が生成される。このプラズマにより試料台３上の試料Ｗ
の表面にエッチングが施される。
て試料Ｗの表面に例えばエッチング処理を施す際には、
まず排気口８から排気して処理室２内を所望の圧力まで
減圧した後、ガス導入管５から処理室２内にプラズマ生
成ガスを供給する。次いで、マイクロ波発振器３０から
マイクロ波を発振させ、これを導波路２９を介してアン
テナ１１に導入する。マイクロ波は環状導波管型アンテ
ナ部１１ａ内を互いに逆方向へ進行する進行波として、
該環状導波管型アンテナ部１１ａ内の誘電体１４中を伝
播し、両進行波は重ね合わされて環状導波管型アンテナ
部１１ａの内面に定在波が生成される。この定在波によ
って環状導波管型アンテナ部１１ａの内面に、所定の間
隔で極大値を示す壁面電流が通流する。環状導波管型ア
ンテナ部１１ａの下面の開口１５，１５…から電界が放
射され、封止板４を透過して処理室２内に導入され、処
理室２内に導入されたプラズマ生成ガスによりプラズマ
が生成される。このプラズマにより試料台３上の試料Ｗ
の表面にエッチングが施される。
【００４９】処理室２内に導入するプラズマ生成ガス、
及び実施の形態１で説明したようなクリーニング時の導
入ガスにはＦ系又はＣｌ系のものが用いられる。これら
のガスは反応容器１０の内面、特にエッジ部分を選択的
に高速度でエッチングするが、上述した如く、本実施の
形態の反応容器１０の試料搬送口１２及び排気口８のエ
ッジ部分にはアルミナ保護膜２１が被覆されているの
で、プラズマ生成ガスによる元素不純物の発生が抑制さ
れ、プラズマによる反応容器１の内面エッジ部分のエッ
チング損傷が低減する。またアルミナ保護膜２１は比較
的厚い100 μｍ〜1000μｍの厚みに形成されているの
で、反応容器１０のエッジ部分の損傷をさらに防止でき
る。
及び実施の形態１で説明したようなクリーニング時の導
入ガスにはＦ系又はＣｌ系のものが用いられる。これら
のガスは反応容器１０の内面、特にエッジ部分を選択的
に高速度でエッチングするが、上述した如く、本実施の
形態の反応容器１０の試料搬送口１２及び排気口８のエ
ッジ部分にはアルミナ保護膜２１が被覆されているの
で、プラズマ生成ガスによる元素不純物の発生が抑制さ
れ、プラズマによる反応容器１の内面エッジ部分のエッ
チング損傷が低減する。またアルミナ保護膜２１は比較
的厚い100 μｍ〜1000μｍの厚みに形成されているの
で、反応容器１０のエッジ部分の損傷をさらに防止でき
る。
【００５０】なお、上述した実施の形態１〜実施の形態
３のプラズマ処理装置が備える反応容器１は、実施の形
態４の図４に示すように排気口８のエッジ部分を覆う態
様でアルミナ保護膜２１を形成してあっても実施の形態
４と同様の効果を得る。また、実施の形態４のプラズマ
処理装置が備える反応容器１０は、実施の形態１〜３の
ように反応容器１０の内側壁にアルミナ保護膜２１を形
成してあっても実施の形態１〜３と同様の効果を得る。
３のプラズマ処理装置が備える反応容器１は、実施の形
態４の図４に示すように排気口８のエッジ部分を覆う態
様でアルミナ保護膜２１を形成してあっても実施の形態
４と同様の効果を得る。また、実施の形態４のプラズマ
処理装置が備える反応容器１０は、実施の形態１〜３の
ように反応容器１０の内側壁にアルミナ保護膜２１を形
成してあっても実施の形態１〜３と同様の効果を得る。
【００５１】
【発明の効果】以上のように、本発明においては100 μ
ｍ〜1000μｍの厚みのアルミナ保護膜を内面の一部又は
全部に形成してあるので、プラズマ生成のためのガスに
曝されても元素不純物が発生せず、また高密度プラズマ
のエッチングに起因する反応容器の損傷を抑制できる。
また、アルミニウム製の反応容器の内面に緩衝膜を介し
てアルミナ保護膜を形成しており、この緩衝膜は線膨張
係数がアルミニウムとアルミナ保護膜との略中間値を有
するので熱膨張に起因するアルミナ保護膜の剥離を防止
できる。
ｍ〜1000μｍの厚みのアルミナ保護膜を内面の一部又は
全部に形成してあるので、プラズマ生成のためのガスに
曝されても元素不純物が発生せず、また高密度プラズマ
のエッチングに起因する反応容器の損傷を抑制できる。
また、アルミニウム製の反応容器の内面に緩衝膜を介し
てアルミナ保護膜を形成しており、この緩衝膜は線膨張
係数がアルミニウムとアルミナ保護膜との略中間値を有
するので熱膨張に起因するアルミナ保護膜の剥離を防止
できる。
【００５２】また、この緩衝膜はアルミニウムとアルミ
ナ保護膜との間の組成を有するので、熱膨張に起因する
アルミナ保護膜の剥離を防止できる。さらに本発明にお
いては、このような反応容器がプラズマ処理装置の処理
室となるので、試料汚染を防止できるなど本発明は優れ
た効果を奏する。
ナ保護膜との間の組成を有するので、熱膨張に起因する
アルミナ保護膜の剥離を防止できる。さらに本発明にお
いては、このような反応容器がプラズマ処理装置の処理
室となるので、試料汚染を防止できるなど本発明は優れ
た効果を奏する。
【図１】本発明に係るマイクロ波プラズマ処理装置の構
造を示す側断面図である。
造を示す側断面図である。
【図２】実施の形態２の反応容器の構造を示す部分拡大
断面図である。
断面図である。
【図３】実施の形態３の反応容器の構造を示す部分拡大
断面図である。
断面図である。
【図４】実施の形態４のマイクロ波プラズマ処理装置の
構造を示す側断面図である。
構造を示す側断面図である。
１，１０ 反応容器 ２ 処理室 ３ 試料台 ４ 封止板 ９ 対向電極 １２ 試料搬送口 ２１ アルミナ保護膜 ２１ａ，２１ｂ 緩衝膜
Claims (5)
- 【請求項１】 プラズマを用いて試料に反応処理を施す
反応容器において、 内面の一部又は全部にアルミナ保護膜を１００μｍ〜１
０００μｍの厚みで形成してあることを特徴とする反応
容器。 - 【請求項２】 プラズマを用いて試料に反応処理を施す
反応容器において、 内面の一部又は全部に緩衝膜を介してアルミナ保護膜を
形成してあり、前記緩衝膜はその線膨張係数が前記内面
及び前記アルミナ保護膜の線膨張係数の略中間値を有す
ることを特徴とする反応容器。 - 【請求項３】 前記内面はアルミニウムで形成されてお
り、前記緩衝膜はＮｉを含む膜である請求項２記載の反
応容器。 - 【請求項４】 プラズマを用いて試料に反応処理を施す
反応容器において、 内面がアルミニウムで形成されており、該内面の一部又
は全部にアルミニウムとアルミナとの中間組成を有する
緩衝膜を介してアルミナ保護膜を形成してあることを特
徴とする反応容器。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の反応
容器と、該反応容器の開口を封止し、マイクロ波を透過
させて前記反応容器内に導入する封止部材と、導入され
たマイクロ波により生成したプラズマを用いてプラズマ
処理を施すべき試料を載置する試料台とを備えることを
特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33176399A JP4437350B2 (ja) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | 反応容器及びそれを備えるプラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33176399A JP4437350B2 (ja) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | 反応容器及びそれを備えるプラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001148372A true JP2001148372A (ja) | 2001-05-29 |
| JP4437350B2 JP4437350B2 (ja) | 2010-03-24 |
Family
ID=18247356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33176399A Expired - Lifetime JP4437350B2 (ja) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | 反応容器及びそれを備えるプラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4437350B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100823881B1 (ko) * | 2006-11-01 | 2008-04-21 | 피에스케이 주식회사 | 플라스마를 이용한 기판 처리 장치 |
| WO2010038729A1 (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-08 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| JP2013251574A (ja) * | 2008-07-15 | 2013-12-12 | Tokyo Electron Ltd | マイクロ波プラズマ処理装置、及び冷却ジャケットの製造方法 |
| JP2015072792A (ja) * | 2013-10-03 | 2015-04-16 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| CN109243956A (zh) * | 2017-07-10 | 2019-01-18 | 真实仪器公司 | 等离子体源、激发系统和操作激发测量系统的方法 |
| US10923324B2 (en) | 2017-07-10 | 2021-02-16 | Verity Instruments, Inc. | Microwave plasma source |
-
1999
- 1999-11-22 JP JP33176399A patent/JP4437350B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100823881B1 (ko) * | 2006-11-01 | 2008-04-21 | 피에스케이 주식회사 | 플라스마를 이용한 기판 처리 장치 |
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| US8882962B2 (en) | 2008-09-30 | 2014-11-11 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus |
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| CN109243956A (zh) * | 2017-07-10 | 2019-01-18 | 真实仪器公司 | 等离子体源、激发系统和操作激发测量系统的方法 |
| JP2019016599A (ja) * | 2017-07-10 | 2019-01-31 | ヴェリティー インストルメンツ，インコーポレイテッド | マイクロ波プラズマソース |
| US10679832B2 (en) | 2017-07-10 | 2020-06-09 | Verity Instruments, Inc. | Microwave plasma source |
| US10923324B2 (en) | 2017-07-10 | 2021-02-16 | Verity Instruments, Inc. | Microwave plasma source |
| CN109243956B (zh) * | 2017-07-10 | 2021-03-26 | 真实仪器公司 | 等离子体源、激发系统和操作激发测量系统的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4437350B2 (ja) | 2010-03-24 |
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