JP2001257201A - マイクロ波プラズマ処理装置 - Google Patents
マイクロ波プラズマ処理装置Info
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Abstract
イクロ波プラズマ処理装置において、安価な構造でプラ
ズマからの入熱による導波管の取付部品への熱の影響を
なくす。 【解決手段】内部にプラズマが発生させられるプラズマ
発生室9に対し、マイクロ波導入窓5を介してプラズマ
発生室9の上部にプラズマ発生室9と略同内径の大きさ
を有する空洞共振室6を設け、空洞共振室6の該内径よ
り小さい開口の上部開口部に垂直方向に整合器4,アイ
ソレータ3,マグネトロン1が取付けられた導波管2を
設け、空洞共振室6の側壁に冷却用のガスを導入するガ
ス導入口7と空洞共振室6内のガスを排出するガス排出
口8とを設ける。
Description
処理装置に係り、特にマイクロ波の導入が垂直入射方式
のものに好適なマイクロ波プラズマ処理装置に関するも
のである。
64623号公報に記載のように、マイクロ波透過窓が
設けられたマイクロ波導波管に、マイクロ波透過窓の中
央部に気体を吹き付ける冷却手段を設け、プラズマによ
って熱せられるマイクロ波透過窓の冷却効率を高くする
ものが知られている。
記載のように、マイクロ波発生装置のアンテナが配設さ
れた導波管内に、ガスを流してアンテナを冷却するよう
にしたものが知られている。
管内に設けられた部品への加熱された気体の影響につい
て十分に配慮されていなかった。
プラズマによって加熱されたマイクロ波導入窓の輻射熱
により、試料の処理分布並びに経時的な処理速度の不均
一が生じる、また、プラズマからの入熱による金属製の
導波管を介しての伝熱によってマイクロ波発生装置及び
アンテナが必要以上に高温に加熱される、等の問題があ
った。上記従来技術の前者は、マイクロ波導入窓を効果
的に冷却でき試料への影響を抑制することができるが、
導波管、特にマイクロ波を垂直に入射させるように垂直
方向に導波管を設けたものでは、加温された空気が上部
に溜まる可能性がある。また、後者は、チャンバに近い
マイクロ波導入部の加温された部分にガスを供給するよ
うにし、導波管内を介してアンテナ部から排出するよう
にしているので、排出部でのガス温度が高くならないよ
うに導入するガスを予め冷却する必要があり、ガスを冷
却するための冷却装置が必要であり装置が複雑化,高価
になる等の問題がある。
らの入熱による導波管の取付部品への熱の影響をなくす
ことのできるマイクロ波プラズマ処理装置を提供するこ
とにある。
ズマを用いた試料の処理が行われるプラズマ発生室と、
プラズマ発生室に対しマイクロ波導入窓を介してプラズ
マ発生室の上部に設けられプラズマ発生室と略同内径の
大きさを有する空洞共振室と、空洞共振室の該内径より
小さい開口の上部開口部に垂直方向に設けられ整合器,
アイソレータ,マグネトロンが取付けられた導波管とを
具備し、空洞共振室の側壁に冷却用のガスを導入するガ
ス導入口と空洞共振室内のガスを排出するガス排出口と
を設けることにより、達成される。
より説明する。図1は、本発明のマイクロ波プラズマ処
理装置を示す図である。この場合、マイクロ波プラズマ
処理装置は、マイクロ波を伝播する導波管2と、導波管
2の端部に設けられマイクロ波を発生させるマグネトロ
ン1と、導波管2に取付けられマイクロ波の反射波を調
整するための負荷インピーダンス整合を行なう整合器4
と、導波管2のマグネトロン1と整合器4との間に取付
けられ導波管内を戻る反射波を吸収するアイソレータ3
と、導波管2の他端が接続される空洞共振室6と、空洞
共振室6が連結されるプラズマ発生室9と、空洞共振室
6とプラズマ発生室9との間に配置されプラズマ発生室
9の空間を形成するマイクロ波導入窓5と、空洞共振室
6及びプラズマ発生室9の連結部に設けられ内部に冷却
媒体が流れる流路が形成された冷却ジャケット14と、
空洞共振室6の側壁に設けられマイクロ波導入窓5を冷
却するための冷却用の冷却ガスを導入するガス導入口7
と、空洞共振室6の側壁に設けられ導入した気体を排出
するためのガス排出口8と、プラズマ発生室9の他方に
つながる処理室12と、プラズマ発生室9に設けられプ
ラズマ処理用の反応性の処理ガスを導入するための導入
口10と、プラズマ発生室9と処理室12との間に設け
られプラズマ中の荷電粒子をトラップする遮蔽板11
と、処理室12内に設けられプラズマ処理される試料を
載置するための試料台13と、処理室12及びプラズマ
発生室9を減圧状態に保つ排気装置(図示省略)とで構
成される。なお、空洞共振室9に設けたガス供給口7及
びガス排気口8の大きさは、マイクロ波の伝播を遮蔽で
きる形状,大きさであれば特に指定はない。
は、マグネトロン1で発生させた2.45GHz のマイ
クロ波が導波管2を介し空洞共振室6内に入り、空洞共
振室6内で特定モードに共振して強い電界となりマイク
ロ波導入窓5を透過してプラズマ発生室9に導入され
る。プラズマ発生室9に導入されたマイクロ波は導入口
10より供給された処理ガスを電離,分解してプラズマ
を発生させ、処理室12内の試料台13に載置された試
料を処理する。この処理過程において、プラズマからの
入熱により加熱されたマイクロ波導入窓5の輻射熱が、
試料の処理分布並びに経時的な処理速度を不均一する等
の影響を与えたり、また加熱されたマイクロ波導入窓5
やプラズマ発生室9の熱が導波管2に取付けられた装置
構成部品(整合器,アイソレータ,マグネトロン等)に
伝わり部品の温度を上昇させ、部品の信頼性に影響を与
える。特に、本実施例のようにプラズマ発生室9と処理
室12との間に遮蔽板11を設けたものでは、プラズマ
発生室9に温度の高いプラズマが閉じ込められた状態に
なるとともに遮蔽板11からの反射熱によって、これら
マイクロ波導入窓5,プラズマ発生室9,空洞共振室6
が加熱される傾向が高い。装置構成部品への熱の伝わり
方は、導波管2内の空気を加熱して空気を介しての伝導
と、加熱されたプラズマ発生室9及びマイクロ導入窓5
からの熱が空洞共振室6,導波管2を伝達することによ
る伝導等がある。本実施例では、これらの熱の伝導を防
止するようにした。
9と輻射熱及び伝導により加熱された空洞共振室9を効
率よく冷却できる位置に対応、この場合、これらの連結
部に対応して、冷却ジャケット14を設けたが、例え
ば、プラズマ発生室9外周に冷却液を循環させる冷却パ
イプを巻装して配設しても良い。これにより、プラズマ
発生室9及び空洞共振室6を冷却することで、空洞共振
室6,導波管2を介しての伝熱を抑制できる。また、マ
イクロ波導入窓5はガス導入口7から導入される冷却用
のガスによって冷却されるとともに、冷却に用いられ空
洞共振室6内に存在する加温されたガスがガス排気口8
から排出されるので、導波管2への熱の伝達を抑制する
ことができる。これにより、導波管2に取付けられた装
置構成部品の温度上昇を抑制することができる。また、
導波管2よりも断面積の大きい空洞共振室6にガス排出
口8を設けているので、内部で加温されたガスが溜まり
易い空洞共振室6で効果的にガスを排出することができ
る。
出口8を同じ高さの位置に設けているが、ガス導入口7
を空洞共振室6の下部に設け、ガス排出口8を空洞共振
室6の上部、例えば、側壁上部又は天板に設けるように
すれば、マイクロ波導入窓5を冷却し加温されて空洞共
振室6の上部に上がったガスを効果的に排出することが
できるので、さらに空洞共振室6内のガスの温度上昇を
抑制でき、導波管2に取付けられた装置構成部品の温度
上昇をさらに抑制することができる。
共振室6との連結部の開口を、紙等のマイクロ波を透過
する部材であって空気を遮断可能な部材によって塞ぐこ
とによって、空洞共振室9内の加温されたガスが導波管
2内に流れないようにすることも有効である。
例を示す平面図及び断面図である。本他の実施例では、
マイクロ波導入窓5を効率よく均一に冷却できるよう
に、空洞共振室6下部の複数箇所、この場合、等間隔で
4個所にガス導入口7を設けるとともに、空洞共振室6
上部の複数箇所、この場合、等間隔で4個所にガス排気
口8を設けている。なお、ガス導入口7とガス排出口8
は、上下において同じ位置に設けても良いし、ずらして
設けても良い。
波導入窓5を均等に冷却できるとともに、空洞共振室6
内の加温されたガスは均等に排出され内部に滞ることが
ないので、導波管2に取付けられた装置構成部品の温度
上昇を抑制することができる。
例を説明する。図4はマイクロ波プラズマ処理装置を示
す断面図である。本図において図1と同符号は同一部材
を示し説明を省略する。本図が図1と異なる点は、導波
管2の上部に開口部15を設け、ガス排気口8に排気装
置16、例えば排気ポンプを接続した点である。なお、
開口部15の大きさはマイクロ波の伝播を遮断可能な大
きさであれば良い。
ら供給するガス流量の値より多くすることにより、導波
管2に設けた開口部15から装置外部の空気が流れ込
み、導波管2側から空洞共振室6側への空気の流れがで
きる。これによって、空洞共振室6内で加温されたガス
が導波管2側に流れるのを防止でき、また装置外からの
空気によって導波管2内部を冷却することができる。こ
れによって、導波管2に取付けられた装置構成部品の温
度上昇を抑制することができる。
からの入熱による導波管の取付部品への熱の影響をなく
すことができるという効果がある。
理装置を示す縦断面図である。
断面図である。
る。
ラズマ処理装置を示す縦断面図である。
…整合器、5…マイクロ波導入窓、6…空洞共振室、7
…ガス導入口、8…ガス排気口、9…プラズマ発生室、
10…導入口、11…遮蔽板、12…処理室、13…試
料台、14…冷却ジャケット、15…開口部、16…排
気装置。
Claims (4)
- 【請求項1】内部でプラズマを用いた試料の処理が行わ
れるプラズマ発生室と、前記プラズマ発生室に対しマイ
クロ波導入窓を介して前記プラズマ発生室の上部に設け
られ前記プラズマ発生室と略同内径の大きさを有する空
洞共振室と、前記空洞共振室の該内径より小さい開口の
上部開口部に垂直方向に設けられ整合器,アイソレー
タ,マグネトロンが取付けられた導波管とを具備し、前
記空洞共振室の側壁に冷却用のガスを導入するガス導入
口と前記空洞共振室内のガスを排出するガス排出口とを
設けたことを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。 - 【請求項2】内部でプラズマを用いた試料の処理が行わ
れるプラズマ発生室と、前記プラズマ発生室に対しマイ
クロ波導入窓を介して前記プラズマ発生室の上部に設け
られ前記プラズマ発生室と略同内径の大きさを有する空
洞共振室と、前記空洞共振室の該内径より小さい開口の
上部開口部に垂直方向に設けられ整合器,アイソレー
タ,マグネトロンが取付けられた導波管とを具備し、前
記空洞共振室の側壁下部に冷却用のガスを導入するガス
導入口を設け、前記空洞共振室の上部にガス排出口を設
けたことを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。 - 【請求項3】請求項1および2記載のマイクロ波プラズ
マ処理装置において、前記ガス導入口は前記マイクロ波
導入窓に向けてガスを吹き付けるように複数箇所設けら
れ、前記ガス排出口を円周上に複数設けたマイクロ波プ
ラズマ処理装置。 - 【請求項4】請求項1および2記載のマイクロ波プラズ
マ処理装置において、前記導波管の上部に開口部を設け
るとともに、前記ガス供給口から供給するガス流量より
も大きい値の排気流量を有する排気装置を前記ガス排出
口に接続し前記ガスを強制排出するマイクロ波プラズマ
処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000070987A JP2001257201A (ja) | 2000-03-09 | 2000-03-09 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000070987A JP2001257201A (ja) | 2000-03-09 | 2000-03-09 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001257201A true JP2001257201A (ja) | 2001-09-21 |
Family
ID=18589642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000070987A Pending JP2001257201A (ja) | 2000-03-09 | 2000-03-09 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001257201A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005104203A1 (ja) * | 2004-03-31 | 2005-11-03 | Fujitsu Limited | 基板処理装置および半導体装置の製造方法 |
JP2006516104A (ja) * | 2002-06-26 | 2006-06-22 | シーイーエム・コーポレーション | 高出力マイクロ波支援化学技法のための反応及び温度制御 |
JP2012156275A (ja) * | 2011-01-26 | 2012-08-16 | Hitachi High-Technologies Corp | プラズマ処理装置 |
CN108517512A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-09-11 | 昆山国显光电有限公司 | 一种化学气相沉积设备及其反应腔室 |
CN114927440A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-08-19 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 一种控温装置及半导体工艺设备 |
-
2000
- 2000-03-09 JP JP2000070987A patent/JP2001257201A/ja active Pending
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CN114927440B (zh) * | 2022-05-27 | 2023-10-13 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 一种控温装置及半导体工艺设备 |
WO2023227089A1 (zh) * | 2022-05-27 | 2023-11-30 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 控温装置及半导体工艺设备 |
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