JP2551125B2 - マイクロ波処理装置 - Google Patents
マイクロ波処理装置Info
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- JP2551125B2 JP2551125B2 JP63287061A JP28706188A JP2551125B2 JP 2551125 B2 JP2551125 B2 JP 2551125B2 JP 63287061 A JP63287061 A JP 63287061A JP 28706188 A JP28706188 A JP 28706188A JP 2551125 B2 JP2551125 B2 JP 2551125B2
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- Japan
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- microwave
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- transmission window
- shrink fitting
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 マイクロ波とガス体を反応させて形成したプラズマに
よって試料表面をエッチングさせるマイクロ波処理装置
に関し、 大出力マイクロ波の使用を可能とすることによってエ
ッチング処理効率を高めることを目的とし、 大気圧領域で発しマイクロ波透過窓を通過して高真空
度領域に入射するマイクロ波と該高真空度領域に噴出す
るガス体を反応させてプラズマを形成し、該高真空度領
域内の所定位置に位置する試料表面に所定のエッチング
処理を行うマイクロ波処理装置であって、前記マイクロ
波透過窓が、その周辺を焼き嵌め域とする焼き嵌め枠と
一体化構成されてなり、該マイクロ波透過窓と焼き嵌め
枠の境界近傍の双方に跨がる領域の少なくとも片面上
に、冷却水路を形成して構成する。
よって試料表面をエッチングさせるマイクロ波処理装置
に関し、 大出力マイクロ波の使用を可能とすることによってエ
ッチング処理効率を高めることを目的とし、 大気圧領域で発しマイクロ波透過窓を通過して高真空
度領域に入射するマイクロ波と該高真空度領域に噴出す
るガス体を反応させてプラズマを形成し、該高真空度領
域内の所定位置に位置する試料表面に所定のエッチング
処理を行うマイクロ波処理装置であって、前記マイクロ
波透過窓が、その周辺を焼き嵌め域とする焼き嵌め枠と
一体化構成されてなり、該マイクロ波透過窓と焼き嵌め
枠の境界近傍の双方に跨がる領域の少なくとも片面上
に、冷却水路を形成して構成する。
本発明はマイクロ波とガス体を反応させて形成したプ
ラズマによって試料表面をエッチングさせるマイクロ波
処理装置に係り、特に大出力マイクロ波の使用を可能と
することによって試料のエッチング処理効率の向上を図
ったマイクロ波処理装置に関する。
ラズマによって試料表面をエッチングさせるマイクロ波
処理装置に係り、特に大出力マイクロ波の使用を可能と
することによって試料のエッチング処理効率の向上を図
ったマイクロ波処理装置に関する。
半導体ウェハ等にエッチング処理を施す方法の一つ
に、大気圧領域で発生させたマイクロ波をマイクロ波透
過窓を通して高真空度領域に入射させると共に該高真空
度側のマイクロ波入射領域にガス体を噴出させ、該マイ
クロ波とガス体との反応で生ずるプラズマによって高真
空度領域に配置した試料表面をエッチングする方法があ
る。
に、大気圧領域で発生させたマイクロ波をマイクロ波透
過窓を通して高真空度領域に入射させると共に該高真空
度側のマイクロ波入射領域にガス体を噴出させ、該マイ
クロ波とガス体との反応で生ずるプラズマによって高真
空度領域に配置した試料表面をエッチングする方法があ
る。
この場合、ウェハ寸法の大口径化に対応して効率よく
エッチング処理するにはマイクロ波の出力をアップさせ
ることが必要であるが、プラズマ反応時の発熱によって
該マイクロ波の出力が制限されることからその解決が望
まれている。
エッチング処理するにはマイクロ波の出力をアップさせ
ることが必要であるが、プラズマ反応時の発熱によって
該マイクロ波の出力が制限されることからその解決が望
まれている。
［従来の技術］ 第３図は従来のマイクロ波処理装置の主要部を示す原
理図である。
理図である。
図で、例えばステンレスの如く化学的に安定した材料
で形成された貫通孔1aを持つ筐体１の該貫通孔1aの片側
フランジ面には、１×10-3Torr程度の高真空度を保つた
めのパッキング２を介してアルミナよりなる径が120mm
程度，厚さが12mm位のマイクロ波透過窓（以下略して透
過窓とする）３が固定されており、また該貫通孔1aの他
方の載置台４上の所定位置には半導体ウェハの如き所要
サイズの試料５が配設されている。
で形成された貫通孔1aを持つ筐体１の該貫通孔1aの片側
フランジ面には、１×10-3Torr程度の高真空度を保つた
めのパッキング２を介してアルミナよりなる径が120mm
程度，厚さが12mm位のマイクロ波透過窓（以下略して透
過窓とする）３が固定されており、また該貫通孔1aの他
方の載置台４上の所定位置には半導体ウェハの如き所要
サイズの試料５が配設されている。
また上記貫通孔1a部分の２か所には該貫通孔1aを横断
する形に反応ガスを流すための細い貫通孔1bを設けてい
る。
する形に反応ガスを流すための細い貫通孔1bを設けてい
る。
ここで大気側領域Ａから例えば周波数2.45GHzのマイ
クロ波を図示矢印Ｌの如く照射すると、該マイクロ波は
透過窓３を通って高真空度領域Ｂに入り試料５の方向に
進む。
クロ波を図示矢印Ｌの如く照射すると、該マイクロ波は
透過窓３を通って高真空度領域Ｂに入り試料５の方向に
進む。
この際上記貫通孔1bの例えば図示1b′側から例えば四
弗化炭素（CF4）の如きガス体を注入すると、該ガス体
は上記透過窓３と試料５に挟まれた領域Ｂで上記マイク
ロ波と相互に反応してプラズマ状となり、試料５の表面
に所要のエッチング処理を施すようになっている。
弗化炭素（CF4）の如きガス体を注入すると、該ガス体
は上記透過窓３と試料５に挟まれた領域Ｂで上記マイク
ロ波と相互に反応してプラズマ状となり、試料５の表面
に所要のエッチング処理を施すようになっている。
この場合、マイクロ波の出力を大きくするとガス体の
プラズマ化する比率が大きくなってエッチング効率を向
上させることができることから、通常できるだけ大きい
出力のマイクロ波を導入するようにしている。
プラズマ化する比率が大きくなってエッチング効率を向
上させることができることから、通常できるだけ大きい
出力のマイクロ波を導入するようにしている。
一方マイクロ波とガス体の反応時には通常相当量の発
熱を伴うのが普通であり、上記透過窓３は例えば500℃
程度位まで加熱される。
熱を伴うのが普通であり、上記透過窓３は例えば500℃
程度位まで加熱される。
この場合の発熱量はマイクロ波の出力に左右される
が、特に発熱量が多い場合には上記透過窓３に熱応力が
加わって歪みが生じたりクラックが発生する。
が、特に発熱量が多い場合には上記透過窓３に熱応力が
加わって歪みが生じたりクラックが発生する。
例えばマイクロ波の出力が750W程度では発熱量が少な
く透過窓３に歪みやクラック等を発生させることはなく
特に問題とならない。
く透過窓３に歪みやクラック等を発生させることはなく
特に問題とならない。
しかしエッチング効率を向上させるため例えばマイク
ロ波の出力を1.5KW程度まで大きくすると、発熱量が多
くなって透過窓３が約1000℃位まで加熱されることから
該透過窓３に熱応力が発生し該透過窓３に歪みや破壊が
生ずる。
ロ波の出力を1.5KW程度まで大きくすると、発熱量が多
くなって透過窓３が約1000℃位まで加熱されることから
該透過窓３に熱応力が発生し該透過窓３に歪みや破壊が
生ずる。
従ってマイクロ波の出力を上げることができず、延い
てはエッチング効率を向上させるのに制約があった。
てはエッチング効率を向上させるのに制約があった。
従来の構成になるマイクロ波処理装置では出力の大き
いマイクロ波が導入できないため、エッチング効率を向
上させることができないと言う問題があった。
いマイクロ波が導入できないため、エッチング効率を向
上させることができないと言う問題があった。
上記問題点は、大気圧領域で発しマイクロ波透過窓を
通過して高真空度領域に入射するマイクロ波と該高真空
度領域に噴出するガス体を反応させてプラズマを形成
し、該高真空度領域内の所定位置に位置する試料表面に
所定のエッチング処理を行うマイクロ波処理装置であっ
て、前記マイクロ波透過窓が、その周辺を焼き嵌め域と
する焼き嵌め枠と一体化構成されてなり、該マイクロ波
透過窓と焼き嵌め枠の境界近傍の双方に跨がる領域の少
なくとも片面上に、冷却水路が形成されてなるマイクロ
波処理装置によって解決される。
通過して高真空度領域に入射するマイクロ波と該高真空
度領域に噴出するガス体を反応させてプラズマを形成
し、該高真空度領域内の所定位置に位置する試料表面に
所定のエッチング処理を行うマイクロ波処理装置であっ
て、前記マイクロ波透過窓が、その周辺を焼き嵌め域と
する焼き嵌め枠と一体化構成されてなり、該マイクロ波
透過窓と焼き嵌め枠の境界近傍の双方に跨がる領域の少
なくとも片面上に、冷却水路が形成されてなるマイクロ
波処理装置によって解決される。
マイクロ波透過窓の熱耐力を上げれば出力の大きいマ
イクロ波を導入することが可能となり、ひいてはエッチ
ング効率を向上させることができる。
イクロ波を導入することが可能となり、ひいてはエッチ
ング効率を向上させることができる。
本発明では、透過窓の周囲を金属枠で焼き嵌め固定し
て該透過窓自体の熱耐力をあげると共に、該透過窓と焼
き嵌め枠の境界近傍の双方に跨がる領域の少なくとも片
面上に、冷却水路を形成してマイクロ波処理装置を構成
している。
て該透過窓自体の熱耐力をあげると共に、該透過窓と焼
き嵌め枠の境界近傍の双方に跨がる領域の少なくとも片
面上に、冷却水路を形成してマイクロ波処理装置を構成
している。
従って出力の大きいマイクロ波の導入が可能となり、
結果的に効率の良いエッチング作業を実現させることが
できる。
結果的に効率の良いエッチング作業を実現させることが
できる。
第１図は本発明になるマイクロ波処理装置の構成例を
示す図であり、第２図は他の実施例を示す図である。
示す図であり、第２図は他の実施例を示す図である。
第１図で、例えばステンレスの如く化学的に安定した
材料で形成され第３図と同様の貫通孔10aを持つ筐体10
の該貫通孔10aのマイクロ波照射側のフランジ面に第３
図同様のパッキング２を介して装着されているマイクロ
波透過窓（以下透過窓とする）11は、例えば第３図にお
ける透過窓３の周囲に鋼（S45C）よりなるリング状の焼
き嵌め枠12を焼き嵌めして固定したものである。
材料で形成され第３図と同様の貫通孔10aを持つ筐体10
の該貫通孔10aのマイクロ波照射側のフランジ面に第３
図同様のパッキング２を介して装着されているマイクロ
波透過窓（以下透過窓とする）11は、例えば第３図にお
ける透過窓３の周囲に鋼（S45C）よりなるリング状の焼
き嵌め枠12を焼き嵌めして固定したものである。
また該透過窓完成体11を固定するための抑えリング板
13には、該透過窓完成体11と対向する面に２個の同心円
状のパッキング溝13a,13bを上記焼き嵌め枠12の内径部
分を挟む両側に形成すると共に、該２個のパッキング溝
13a,13bの間のほぼ直径方向２か所には該抑えリング板1
3を貫通し且つ上記筐体10の外部に貫通しているパイプ1
4を装着している。
13には、該透過窓完成体11と対向する面に２個の同心円
状のパッキング溝13a,13bを上記焼き嵌め枠12の内径部
分を挟む両側に形成すると共に、該２個のパッキング溝
13a,13bの間のほぼ直径方向２か所には該抑えリング板1
3を貫通し且つ上記筐体10の外部に貫通しているパイプ1
4を装着している。
なお15a,15bは上記パッキング溝13a,13bにそれぞれ嵌
合するリング状のパッキングを示している。
合するリング状のパッキングを示している。
また上記筐体10の貫通孔10aの他のフランジ面側に
は、載置台４上の所定位置に所要サイズの試料５が配設
されており、更に該貫通孔10a部分の２箇所に該貫通孔1
0aを横断する形に反応ガスを流すための細い貫通孔10b
が設けられていることは第３図の場合と同様である。
は、載置台４上の所定位置に所要サイズの試料５が配設
されており、更に該貫通孔10a部分の２箇所に該貫通孔1
0aを横断する形に反応ガスを流すための細い貫通孔10b
が設けられていることは第３図の場合と同様である。
ここで上記パイプ14の片側例えば筐体10の外側にある
図の14aから冷却水を注入すると、該冷却水は抑えリン
グ板13と透過窓完成体11およびパッキング15a,15bに囲
まれた領域を循環して図の14bから該筐体10の外に排出
される。
図の14aから冷却水を注入すると、該冷却水は抑えリン
グ板13と透過窓完成体11およびパッキング15a,15bに囲
まれた領域を循環して図の14bから該筐体10の外に排出
される。
かかる構成になるマイクロ波処理装置で、第３図の場
合と同様に大気側領域Ａから例えば周波数2.45GHzのマ
イクロ波を照射し、更に上記貫通孔10bの例えば図示10
b′側から所要のガス体を注入すると、該ガス体は上記
透過窓完成体11と試料５に挟まれた領域Ｂで上記マイク
ロ波と相互に反応してプラズマ状となり、試料５の表面
に所要のエッチング処理を施すことは前述の通りであ
る。
合と同様に大気側領域Ａから例えば周波数2.45GHzのマ
イクロ波を照射し、更に上記貫通孔10bの例えば図示10
b′側から所要のガス体を注入すると、該ガス体は上記
透過窓完成体11と試料５に挟まれた領域Ｂで上記マイク
ロ波と相互に反応してプラズマ状となり、試料５の表面
に所要のエッチング処理を施すことは前述の通りであ
る。
この際、上記の透過窓完成体11自身に約5Kg/mm2以上
の残留圧縮応力を付与すると、焼き嵌め枠12部分での冷
却効果とあいまって該透過窓完成体11の熱耐力を大幅に
アップさせることができるため歪みやクラック等の発生
がなくなり、マイクロ波の導入出力を大きくしてエッチ
ング処理効率を上げることができる。
の残留圧縮応力を付与すると、焼き嵌め枠12部分での冷
却効果とあいまって該透過窓完成体11の熱耐力を大幅に
アップさせることができるため歪みやクラック等の発生
がなくなり、マイクロ波の導入出力を大きくしてエッチ
ング処理効率を上げることができる。
例えば、透過窓３の周囲に焼き嵌め枠12を焼き嵌め固
定した透過窓完成体11の該透過窓３の外周部と焼き嵌め
枠12の間に生ずる半径方向の接触圧力をP0とすると、P0
は一般に で示すことができる。ここで ν１はマイクロ波透過窓３のポアソン比、 ν２は焼き嵌め枠12のポアソン比、 E1はマイクロ波透過窓３のヤング率、 E2は焼き嵌め枠12のヤング率、 r1はマイクロ波透過窓３の外半径、 r2は焼き嵌め枠12の内半径、 Ｒは焼き嵌め枠12の外半径、 δは焼き嵌め代、 をそれぞれ表わしている。
定した透過窓完成体11の該透過窓３の外周部と焼き嵌め
枠12の間に生ずる半径方向の接触圧力をP0とすると、P0
は一般に で示すことができる。ここで ν１はマイクロ波透過窓３のポアソン比、 ν２は焼き嵌め枠12のポアソン比、 E1はマイクロ波透過窓３のヤング率、 E2は焼き嵌め枠12のヤング率、 r1はマイクロ波透過窓３の外半径、 r2は焼き嵌め枠12の内半径、 Ｒは焼き嵌め枠12の外半径、 δは焼き嵌め代、 をそれぞれ表わしている。
この場合、ν1,ν２を共に0.3とし、またE1を４×104
Kg/mm2,E2を2.1×104Kg/mm2と設定した時、r1,r2を60m
m,Rを100mmのときに焼き嵌め代δを約0.13mmとすると、
上記P0に5Kg/mm2の接触圧力を生じさせることができ
る。
Kg/mm2,E2を2.1×104Kg/mm2と設定した時、r1,r2を60m
m,Rを100mmのときに焼き嵌め代δを約0.13mmとすると、
上記P0に5Kg/mm2の接触圧力を生じさせることができ
る。
なお、プラズマ発生時の熱で焼き嵌め枠12が膨張して
透過窓３に加わる残留圧縮応力が減少することが考えら
れるが、これを防止するため上記パイプ14に常時冷却水
を流し該焼き嵌め枠12の焼き嵌め部分を例えば30℃以下
程度に抑えるようにしている。
透過窓３に加わる残留圧縮応力が減少することが考えら
れるが、これを防止するため上記パイプ14に常時冷却水
を流し該焼き嵌め枠12の焼き嵌め部分を例えば30℃以下
程度に抑えるようにしている。
そこでマイクロ波処理装置をかかる構成にすると、例
えば1.5KW程度の出力の大きいマイクロ波を導入するこ
とが可能となり、効率のよいエッチング作業を実施する
ことができる。
えば1.5KW程度の出力の大きいマイクロ波を導入するこ
とが可能となり、効率のよいエッチング作業を実施する
ことができる。
他の実施例を示す第２図は、第１図における透過窓完
成体11をスペーサリング16を介して２個重ねて使用した
場合を示したもので、冷却水が該２個の透過窓完成体11
の間を循環するように該冷却水の流路となる２個の貫通
孔10cをガス体用の貫通孔10b同様に筐体10に直接設けて
構成している。
成体11をスペーサリング16を介して２個重ねて使用した
場合を示したもので、冷却水が該２個の透過窓完成体11
の間を循環するように該冷却水の流路となる２個の貫通
孔10cをガス体用の貫通孔10b同様に筐体10に直接設けて
構成している。
この場合には該透過窓完成体11を固定する抑えリング
板13′および筐体10の構成が簡略になると共に透過窓完
成体11の冷却効率を向上させることができるため、更に
安価で且つ効率のよいエッチング処理作業を実施するこ
とができる。
板13′および筐体10の構成が簡略になると共に透過窓完
成体11の冷却効率を向上させることができるため、更に
安価で且つ効率のよいエッチング処理作業を実施するこ
とができる。
上述の如く本発明により、大きい出力のマイクロ波を
導入して効率のよいエッチング処理作業が実施できるマ
イクロ波処理装置を容易に提供することができる。
導入して効率のよいエッチング処理作業が実施できるマ
イクロ波処理装置を容易に提供することができる。
第１図は本発明になるマイクロ波処理装置の構成例を示
す図である。 第２図は他の実施例を示す図である。 第３図は従来のマイクロ波処理装置の主要部を示す原理
図である。 〔符号の説明〕 ２はパッキング ３はマイクロ波透過窓 ４は載置台 ５は試料 10は筐体 10a,10b,10cは貫通孔 11はマイクロ波透過窓完成体 12は焼き嵌め枠 13,13′は抑えリング板 13a,13bはパッキング溝 14はパイプ 15a,15bはパッキング 16はスペーサリング
す図である。 第２図は他の実施例を示す図である。 第３図は従来のマイクロ波処理装置の主要部を示す原理
図である。 〔符号の説明〕 ２はパッキング ３はマイクロ波透過窓 ４は載置台 ５は試料 10は筐体 10a,10b,10cは貫通孔 11はマイクロ波透過窓完成体 12は焼き嵌め枠 13,13′は抑えリング板 13a,13bはパッキング溝 14はパイプ 15a,15bはパッキング 16はスペーサリング
Claims (1)
- 【請求項１】大気圧領域で発しマイクロ波透過窓を通過
して高真空度領域に入射するマイクロ波と該高真空度領
域に噴出するガス体を反応させてプラズマを形成し、該
高真空度領域内の所定位置に位置する試料表面に所定の
エッチング処理を行うマイクロ波処理装置であって、 前記マイクロ波透過窓が、その周辺を焼き嵌め域とする
焼き嵌め枠と一体化構成されてなり、 該マイクロ波透過窓と焼き嵌め枠の境界近傍の双方に跨
がる領域の少なくとも片面上に、冷却水路が形成されて
なることを特徴としたマイクロ波処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63287061A JP2551125B2 (ja) | 1988-11-14 | 1988-11-14 | マイクロ波処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63287061A JP2551125B2 (ja) | 1988-11-14 | 1988-11-14 | マイクロ波処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02132826A JPH02132826A (ja) | 1990-05-22 |
| JP2551125B2 true JP2551125B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=17712546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63287061A Expired - Fee Related JP2551125B2 (ja) | 1988-11-14 | 1988-11-14 | マイクロ波処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2551125B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59100536A (ja) * | 1982-11-30 | 1984-06-09 | Fujitsu Ltd | マイクロ波処理装置 |
| JPS62182174A (ja) * | 1986-02-05 | 1987-08-10 | 日本碍子株式会社 | セラミツクス・金属複合体 |
| JPH0620058B2 (ja) * | 1987-03-10 | 1994-03-16 | 富士通株式会社 | 乾式薄膜加工装置 |
-
1988
- 1988-11-14 JP JP63287061A patent/JP2551125B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02132826A (ja) | 1990-05-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |