JP2510166Y2 - プラズマプロセス装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は電子サイクロトロン共鳴を利用し、例えば高
集積半導体装置の製造等に使用されるプラズマプロセス
装置に関する。

〔従来の技術〕

第３図はプラズマプロセス装置をCVD装置として構成
した場合の概略縦断面図であり、反応室32内にはウエハ
38を保持した試料載置台37が、ウエハ38を反応室32上壁
外部に設置したプラズマ生成室31開口部に対向させて設
置してある。プラズマ生成室31及び反応室32は予め真空
ポンプ等を用い真空状態に保持されている。プラズマ生
成室31上部には導波管33が接続され、該導波管33はこれ
の他端を図示しないマグネトロンに接続し、該マグネト
ロンにて発せられたマイクロ波を導波管33の開口部に設
けた誘電体窓36を介してプラズマ生成室31内に導く。該
プラズマ生成室31を囲繞するように配置された励磁コイ
ル35に直流電流を通流し、また所要の原料ガスをプラズ
マ生成室31上部に配設されたガス導入管34より前記プラ
ズマ生成室31内へ供給すると、プラズマ生成室31内にお
いてプラズマが生成され、前記反応室32側に向かって発
散する磁界により、前記プラズマのイオンが試料載置台
37上に投射される。これにより試料載置台37上のウエハ
38表面に対する成膜等が行われる。

第４図は先記導波管33とプラズマ生成室31との接続部
周辺の拡大縦断面図であり、プラズマ生成室31の上壁に
は導波管33の内径よりも大径の開口部31bが設けられて
おり、該開口部31b上にこれの孔径より少し大径の前記
誘電体窓36が同心的にプラズマ生成室31の真空状態を封
止するＯリング40を介して載置してある。前記開口部31
bの周縁部分、即ちＯリング40の下側に位置する部分に
は冷却水路41が内設されている。

プラズマ生成室31上面には微小間隙を隔てて誘電体窓
36を囲繞するように短筒状に突出部31aが設けられてい
る。この突出部31aには、上部は突出部31aの外径と略同
一の外径を有し、下部は突出部31aの内径と略同一の外
径を有する抜熱体６が下部を突出部31aに挿入するよう
にして設置されている。抜熱体６はその下部に冷却水路
6bを環状に内設しており、抜熱体６下部の下面と誘電体
窓36の上面の周縁部分との間に例えばシリコーンゴムを
用いてなるシート３が相互に密着されて挟持されてい
る。

上述の如く構成された従来装置においては、運転中に
冷却水路6b及び41に図示しないタンクより冷却水を供給
し通流させることにより誘電体窓36の周縁部を冷却し、
プラズマ生成時に発生する熱によるＯリング40の劣化を
防止している。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで上述の如く構成された従来装置においては、
誘電体窓36はシート３を介し、抜熱体６により冷却され
るが、プラズマ生成室31の真空状態を封止するＯリング
40が圧縮変形すると、これに密着している誘電体窓36が
連動するので、誘電体窓36及びシート３と抜熱体６との
間に間隙が生じることがあり、誘電体窓36及びＯリング
40が充分冷却されないという問題があった。

このＯリング40が充分冷却されないと、次第に劣化
し、真空状態を封止する機能を維持することができなく
なり、またこれと密着している誘電体窓36が破損するこ
ともあった。

本考案は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、抜
熱体を誘電体窓と確実に接触させて誘電体窓及びこれに
密着しているＯリングを充分に冷却させ、Ｏリングの劣
化及び誘電体窓の破損を防止するようにしたプラズマプ
ロセス装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案に係るプラズマプロセス装置は、プラズマ生成
室の開口部を誘電体窓によって封止し、その外側にマイ
クロ波導波管を着設し、該導波管と該誘電体窓との間に
抜熱体を介在させてあるプラズマプロセス装置におい
て、前記導波管と前記抜熱体との間に、該抜熱体を前記
誘電体窓に圧接させるように弾性部材を介在させてある
ことを特徴とする。

〔作用〕

抜熱体とマイクロ波導波管との間に弾性部材を介在さ
せることにより、該抜熱体は誘電体窓に圧接される。従
って、該抜熱体は常に誘電体窓と確実に接触することが
でき、該抜熱体に内設した冷却液通流路に冷却液を通流
させると誘電体窓を冷却することができる。

〔実施例〕

以下、本考案をその実施例を示す図面に基づき具体的
に説明する。

第１図は本考案に係るプラズマプロセス装置をCVD装
置として構成した場合の概略縦断面図である。

図中32は反応室であり、反応室32の上方にはプラズマ
生成室31が連設されている。プラズマ生成室31の上面に
は開口部31bが設けられており、誘電体窓36が開口部31b
を封止するように載置され、その上方には抜熱体１を介
し、マイクロ波導波管33が着設されている。また、プラ
ズマ生成室31及び導波管33の下部を囲繞するように励磁
コイル35が配置されている。

反応室32内にはウエハ38を保持した試料載置台37が、
プラズマ生成室31下部に設けられている開口部と対向し
て配置されている。

プラズマ生成室31の上面にはガス導入管34が設けられ
ている。導波管33は図示しないマグネトロンと接続され
ている。

このように構成された本案装置を操作する場合は先ず
プラズマ生成室31及び反応室32を所要の真空度に設定す
る。ガス導入管34によりプラズマ生成室31に原料ガスを
供給し、励磁コイル35に直流電流を通流させる。導波管
33によりマグネトロンにて発せられたマイクロ波をプラ
ズマ生成室31に導入すると、プラズマ生成室31内におい
てプラズマが生成され、反応室32に向かって発散する磁
界により、プラズマイオンが試料載置台37上に投射され
る。これにより試料載置台37上のウエハ38表面に対する
成膜が行われる。

第２図は本案装置の要部拡大縦断面図であり、導波管
33とプラズマ生成室31との接続部周辺を示している。

プラズマ生成室31上面には円形の開口部31bが設けら
れており、該開口部31b周縁には凹所が周設され、この
凹所上に誘電体窓36が載置されている。さらにこの凹所
の内周側には溝が周設され、上部が誘電体窓36と接する
ようにしてＯリング40がこの溝内に嵌入されている。該
Ｏリング40の下方に位置する部分には冷却水路41が環状
に内設されている。

また開口部31bの周縁凹所には誘電体窓36を囲繞する
ように接続筒31aが挿嵌されている。接続筒31aの内面は
下部を少し突出させた二段構造になっており、下段の高
さは誘電体窓36の厚みより少し小さくしてある。誘電体
窓36の上面には、導波管33の内径と略同径である内径を
有する例えばシリコンゴムを用いてなるシート３が載置
されており、さらにその上面には抜熱体１が載置されて
いる。接続筒31aの上段の高さは抜熱体１の厚みより少
し大きく、抜熱体１は接続筒31a上段の内側に位置す
る。抜熱体１の内径は導波管33の内径と略同径であり、
冷却水路1aを環状に内設している。導波管33は矩形状又
は円筒状であり、その管端に外径が接続筒31aの外径と
同径であるフランジ33aを有している。フランジ33a下面
外周部には凹所が周設されており、これと対応するよう
に接続筒31a上面外周部に周設された凸部と嵌合させ
て、フランジ33aは接続筒31aに着設されている。

導波管33の下面には弾性部材収納孔2aが径方向に２箇
所、そしてこれが周方向に複数箇所設けられており、抜
熱体１の上面にもこれらと対応するように弾性部材収納
孔2bが設けられている。そしてこれら弾性部材収納孔2a
と弾性部材収納孔2bとの間には例えばコイルバネを用い
てなる弾性部材２が嵌挿されている。

冷却水路1a上面には冷却水の導入口が設けられてお
り、円中心に対しこれと対称な位置には排出口が設けら
れている。冷却水の導入口及び排出口には夫々導入管1b
及び排出管1cが上方に向かって連結されており、導入管
1b、排出管1cは夫々図示しない給水装置と連結されてい
る。

フランジ33a上の導入管1b及び排出管1cと夫々対応す
る位置には孔が設けられており、導入管1b及び排出管1c
はこれらの孔を挿通されている。導入管1b及び排出管1c
は、夫々フランジ33a上で固定リング5bにより固定され
ており、フランジ33aの上面より少し上方で固定リング5
aが嵌着されている。

そして固定リング5aにマイクロ波遮断被覆として金網
からなるベローズ４が垂設され、固定リング5b内に挿入
されている。

上述の如く構成された本案装置においては、導波管33
と抜熱体１との間に複数個の弾性部材２が介在してお
り、真空封止のためＯリング40が圧縮変形すると該弾性
部材２が連動するので、抜熱体１は誘電体窓36に圧接さ
れる。従って抜熱体１の冷却水路1aに水を通流させるこ
とにより、抜熱体１に圧接された誘電体窓36が確実に冷
却されるので、これと密着しているＯリング40も冷却さ
れ、Ｏリング40は高温にならず劣化が防止されるととも
に、誘電体窓36の破損も防止されることになる。

また、本案装置では導波管フランジ33a上の冷却水の
導入管1b及び排出管1c設置部分にマイクロ波遮断被覆と
してベローズが設置されているので、Ｏリング40が圧縮
して抜熱体１が連動する場合にもこのベローズが応動す
るので確実にマイクロ波の漏出を防止することができ
る。

なお上述の実施例は本考案をCVD装置に適用した構成
につき説明したが、何らこれに限るものではなく、例え
ばエッチング装置、スパッタリング装置として適用し得
ることは言うまでもない。

〔効果〕

以上の如く本考案においては、抜熱体により誘電体窓
を確実に冷却させることでこれと接触しているＯリング
の温度上昇を抑制するため、Ｏリングの熱による劣化を
防止し、誘電体窓の破損も防止する。

これにより従来装置のマイクロ波パワーは1kW以下に
限定されていたのに対し、本案装置では2.5kWでも可能
となる等、本考案は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るプラズマプロセス装置の概略縦断
面図、第２図は本案装置の要部拡大縦断面図、第３図は
従来装置の概略縦断面図、第４図は従来装置の要部拡大
縦断面図である。 １……抜熱体、1a……冷却水路、1b……導入管、1c……
排出管、２……弾性部材、３……シート、４……ベロー
ズ、5a,5b……固定リング、31……プラズマ生成室、33
……導波管、36……誘電体窓、40……Ｏリング、41……
冷却水路

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】プラズマ生成室の開口部を誘電体窓によっ
   て封止し、その外側にマイクロ波導波管を着設し、該導
   波管と該誘電体窓との間に抜熱体を介在させてあるプラ
   ズマプロセス装置において、 前記導波管と前記抜熱体との間に、該抜熱体を前記誘電
   体窓に圧接させるように弾性部材を介在させてあること
   を特徴とするプラズマプロセス装置。