JP7464237B2 - プラズマ逆流を阻止する分離式吸気構造 - Google Patents

Description

本発明は半導体集積回路製造の分野に関し、特にプラズマ逆流を阻止する分離式吸気構造である。

半導体集積回路製造プロセスにおいて、エッチングはその中で最も重要な工程であり、プラズマエッチングは一般的なエッチング方式の１つであり、通常、エッチングは真空の反応キャビティ内に発生する。真空の反応キャビティ内には静電吸着チャックが含まれ、ウェハの担持吸着、高周波負荷及びウェハの冷却等に用いられる。現在、半導体デバイス等の製造過程において、一般的に静電吸着チャックを反応キャビティの中央部のベースに置き、ウェハは静電吸着チャックの上面に位置し、ベースの頂部の電極に高周波を印加し、反応キャビティ内に導入された反応ガスにプラズマを形成させてウェハに対して加工処理を行う。

いくつかの不揮発性金属材料のエッチングを行う過程において、プラズマはバイアス電圧の作用で加速して金属材料の表面に到達し、エッチング材料の表面からスパッタリングされた金属粒子はキャビティ内壁及びキャビティ頂部の結合窓を含むキャビティ内のすべての露出した表面に付着し、汚染を引き起こし、汚染を解決するために、反応キャビティの内部に洗浄ガスを導入し、頂部に高周波電力を印加して洗浄ガスを電離し、これらの汚染粒子を連れ去り、全体の洗浄過程においてキャビティが接地するが、頂部の結合窓が絶縁材質であるため、洗浄過程において頂部高周波が高周波電力を印加してプラズマを励起し、活性化されたプラズマは接地されたキャビティを洗浄するが、媒体窓に対する洗浄効果がほとんどなく、時間の経過に伴って汚染物質の重畳がさらに深刻になり、堆積物が脱落してウェハを汚染する現象が発生する。

結合窓を完全に洗浄するために、静電シールドを用いることができ、ファラデーシールドはプラズマ処理キャビティに用いられてプラズマがキャビティ材料に対する侵食を減少することができ、現在、従来の技術では中部セラミック吸気ノズルをファラデーに接続するとともに、高周波をする。このように、洗浄プロセスにより、結合窓と中部セラミック吸気ノズルはいずれも完全に洗浄することができる。しかしながら、高周波電力が徐々に印加される時、洗浄ガスは吸気通路を通過してキャビティに入り、高周波電源の作用でキャビティの内部に電離し、プラズマ流を形成し、プラズマ流は同時に吸気孔を通過して吸気通路内に戻り、吸気通路は高周波電力点からの距離が近すぎるため、吸気通路内の点火を引き起こし、吸気案内体を損傷し、使用できない。

図１に示すように、静電吸着チャック２は反応キャビティ１の中央位置に位置し、ウェハ３はその上面に位置し、キャビティ蓋４は反応キャビティ１の直上に位置し、結合窓５はキャビティ蓋４に配置され、その中央領域は空であり、中央吸気装置が取り付けられる。

現在の従来技術では、図２に示すように、中央吸気装置は吸気ノズル５０、中央吸気案内体５１及び吸気フランジ５２を含み、ここで、吸気フランジ５２は金属材質であり、上部の高周波整合器８に連結される。中央吸気案内体５１の構造は、図３に示すように、空気案内通路５１１、５１２及び５１３を有し、空気案内通路５１１、５１２及び５１３は上から下へ互いに順次連通する上縦孔、中央部径方向孔及び下縦孔である。

中央吸気装置の外部の結合窓に位置する上面にコイル６が配置され、コイル６も高周波整合器８に接続される。

反応キャビティがエッチングプロセスを行う時に、高周波整合器のコイルに接続された線路が導通し、プロセスガスが吸気フランジ５２を経て入り、中央吸気案内体５１のガス案内通路５１１、５１２及び５１３を通過して吸気ノズル５０の内部に到達し、さらに排気口を通過して反応キャビティの内部に入り、プラズマを形成し、ウェハ３に対してエッチングを行う。

洗浄プロセスを行う必要がある場合、高周波整合器８は接続コイル６を閉じ、吸気フランジ５２に接続された通路を開き、同時に洗浄ガスは吸気フランジ５２を通過して入り、同様に方向１００に沿って反応キャビティの内部に入り、反応キャビティの内部に電離された洗浄プラズマ気流を形成し、反応キャビティの内部及び上部領域を洗浄する。しかしながら、吸気フランジ５２が高出力の洗浄高周波に接続され、中央吸気案内体５１のガス案内通路５１３が垂直方向であるため、反応キャビティの内部に形成されたプラズマは吸気ノズル５０の底部の排気口を通過してガス案内通路５１３の内部に戻り、吸気フランジ５２は中央吸気案内体５１の上部に密着され、ガス案内通路５１３と吸気フランジ５２を導通させ、ガスはこの領域内で放電し、ガス案内通路５１３の内部に高電荷を形成し、吸気案内体を焼損する。

従来技術の該問題に対する解決手段として、図４に示すように、吸気通路８０１、８０２を中央吸気案内体８０の内部に移行し、この構造の設計は一定の程度でプラズマ逆流を解決し、ガスが吸気通路内に放電し、吸気通路の内部に高電荷を形成し、吸気案内体を焼損する。しかしながら、このような構造には次のような欠点がある。
１、中央吸気案内体は吸気ノズルの内部に配置され、吸気通路８０２の上方に位置する中央吸気案内体の外壁面と吸気ノズルの内壁面との間に組立隙間を有し、しかしながら、吸気通路８０３によって逆流されたプラズマ逆流ガスは、この組立隙間を通過して吸気フランジに接触し、それにより、組立隙間内で放電して中央吸気案内体を焼損する。そのため、この組立隙間は小さいほどよいことが求められ、中央吸気案内体や吸気ノズルにより高い加工要件が出されている。
２、中央吸気案内体の材質はプラスチックを選択すると、プラズマ逆流、特に強酸化性、強還元性のプラズマ逆流の場合、中央吸気案内体が強酸化性、強還元性のプラズマ環境に曝されることになり、プラスチック材質自体が絶えず侵食され、粒子を放出し、反応キャビティを汚染し、それによりプロセスを破壊する。
３、中央吸気案内体の材質はセラミックを選択すると、中央吸気案内体と吸気ノズルとの組立隙間が小さいほどよいことが求められるが、セラミックの中央吸気案内体は高温環境で膨張するため、吸気ノズルの膨張を引き起こす。具体的には、以下のとおりである。アルミナセラミックが加熱された後の線形長さの計算近似式はＬ２＝Ｌ１^＊Ｔ^＊σであり、ここで、膨張係数はσ＝７Ｅ－６／Ｋであり、Ｔは温度であり、Ｌ１は常温サイズであり、Ｌ２は熱膨張後のサイズである。４００ｋの環境では、直径４０ｍｍのセラミックスは膨張後のサイズが０.１ｍｍ程度増加する。吸気ノズルと中央吸気案内体との間の組立隙間が０.０５ｍｍよりも大きい場合、電子は該隙間を介して高周波に直接対向し、それによりプラズマ逆流を引き起こし、吸気ノズルを焼損する。組立隙間が０.０５ｍｍよりも小さい場合、熱膨張により吸気口が破壊されるおそれがある。

本発明が解決しようとする技術的課題は上記従来技術の欠点に対し、従来の中央吸気案内体を捨て、セラミック材質の吸気ノズルを分離式の２つの部分に設け、取り付け、加工及びメンテナンスしやすいとともに、従来技術におけるプラズマ逆流によってガスが吸気通路内に放電し、吸気通路の内部に高電荷を形成し、吸気案内体を焼損するという技術的課題を効果的に解決することができるプラズマ逆流を阻止する分離式吸気構造を提供することである。

上記技術的問題を解決するために、本発明が採用する技術的解決手段は以下のとおりである。

プラズマ逆流を阻止する分離式吸気構造であって、吸気フランジ、いずれもセラミックス材質である上部吸気ノズルと下部吸気ノズルを含み、
上部吸気ノズルの頂部は吸気フランジの底部に伸び、上部吸気ノズルは同軸に嵌設され又は同軸に下部吸気ノズルの頂部に重ねられ、上部吸気ノズルと下部吸気ノズルの頂部はいずれも結合窓にスプライスされ、
上部吸気ノズル及び下部吸気ノズル内に折れ線型の吸気通路が設けられ、吸気通路は上軸方向通路、径方向通路、下軸方向通路及び排気口を含み、
上軸方向通路の頂部は吸気フランジにおける吸気通路に連通し、底部は径方向通路に連通し、
径方向通路又は下軸方向通路は上部吸気ノズルと下部吸気ノズルの取り付け嵌合部位に位置し、
下軸方向通路の頂部は径方向通路に連通し、上部吸気ノズルの底部壁面を向き、下軸方向通路の底部は排気口に連通し、排気口は真空の反応キャビティを向くように傾斜している。

上部吸気ノズルは下部吸気ノズルの頂部に同軸に嵌設され、
下部吸気ノズルの底部辺縁に複数の前記排気口が周方向に沿って設けられ、
下軸方向通路は複数の軸方向辺縁溝であり、下部吸気ノズルと嵌合する上部吸気ノズルの底部外壁面に設けられ、径方向通路は軸方向辺縁溝の数に等しい径方向孔であり、すべての径方向孔は周方向に沿って上部吸気ノズルの中央部に内蔵され、各径方向孔はいずれも上部吸気ノズルの径方向に沿って配置され、各径方向孔の外側端は対応する下軸方向通路の頂部に連通し、
上軸方向通路は軸方向辺縁溝の数に等しい軸方向非貫通ストレート孔であり、各軸方向非貫通ストレート孔の底端は対応する径方向孔の内側端に連通し、各軸方向非貫通ストレート孔の頂端は吸気フランジにおける吸気通路に連通する。

下軸方向通路はガス均一化通路を介して排気口に連通し、ガス均一化通路は下軸方向通路の下方に位置する下部吸気ノズルの外壁面に設けられる。

上部吸気ノズルと下部吸気ノズルとの間の嵌設隙間は０.１ｍｍよりも大きい。

上部吸気ノズルはシールリングを介してそれぞれ吸気フランジの底部と結合窓の側壁面に密封接続される。

上部吸気ノズルは下部吸気ノズルの頂部に同軸に重ねられ、
上部吸気ノズルの中央に上部吸気ノズルの軸心周方向に沿って均一に配置された複数の軸方向貫通孔である上軸方向通路が設けられ、
径方向通路は下部吸気ノズルの頂部中央に設けられ、
排気口は周方向に沿って下部吸気ノズルの底部辺縁に設けられ、
下軸方向通路は排気口の数に等しい軸方向非貫通ストレート孔を含み、すべての軸方向非貫通ストレート孔は周方向に沿って下部吸気ノズルの辺縁に内蔵され、径方向通路と排気口を連通することに用いられる。

径方向通路は円形の径方向ガス均一化通路である。

上部吸気ノズルはシールリングを介してそれぞれ吸気フランジの底部と結合窓の側壁面に密封接続される。

上部吸気ノズルと下部吸気ノズルの頂部にいずれも結合窓にスプライスされるスプライス突縁が設けられ、径方向通路の高さは下部吸気ノズルの頂部のスプライス突縁よりも低い。

本発明は以下の有益な効果を有する。

１、本発明は、従来の中央吸気案内体を捨て、セラミック材質の吸気ノズルを創造的に上部吸気ノズルと下部吸気ノズルである分離式の２つの部分に設けることにより、取り付け、加工及びメンテナンスしやすいとともに、従来技術におけるプラズマ逆流によってガスが吸気通路内に放電し、吸気通路の内部に高電荷を形成し、吸気案内体を焼損するという技術的問題を効果的に解決することができる。
２、上部吸気ノズル及び下部吸気ノズルにおける折れ線型吸気通路の設計は、吸気通路と高周波部材とが近距離連通することを回避することができ、同時に垂直方向における通路距離が電子運動点火に十分な距離になることを回避する。
３、下軸方向通路の頂部は上部吸気ノズルの底部壁面を向き、すなわち実体閉塞を形成し、そのため、反応キャビティの内部のプラズマ気流は排気口を通して還流する時、下軸方向通路を通過した後、下軸方向通路上部の上部吸気ノズル底部の実体壁に衝突し、電子は衝突エネルギーに従って徐々に消失し、すなわち高周波電力付きの吸気フランジに最も近い領域は絶縁で帯電せず、高電力部材と導通する経路を形成できず、それにより上部吸気ノズルを高熱高周波の損傷から保護する。さらに、上部吸気ノズル及び下部吸気ノズルがいずれもセラミック材質を採用するため、強酸化性、強還元性プラズマに侵食されず、それにより粒子の発生、ウェハの汚染を回避する。
４、吸気ノズルが分離式構造を採用し、また、径方向通路又は下軸方向通路が上部吸気ノズルと下部吸気ノズルの取り付け嵌合部位に位置し、そのため、上部吸気ノズルと下部吸気ノズルとの嵌合隙間を大きくすることができ、それによりプラズマ逆流時に発生した熱が上部吸気ノズルを膨張させて下部吸気ノズルを破壊することを回避する。また、吸気ノズルに対する加工要件が高くなく、広く活用されやすい。
５、径方向通路の高さは下部吸気ノズル頂部のスプライス突縁よりも低く、スプライス突縁は径方向通路の気流に対してシールを形成することができ、また、反応キャビティの内部のプラズマ気流は排気口を通して還流する時、下軸方向通路を通過した後、上部吸気ノズルと下部吸気ノズルの取り付け嵌合部位に接触することがない。

従来技術のプラズマエッチングシステムの構造概略図を示す。 従来技術のプラズマエッチングシステムにおける中央吸気装置の構造概略図を示す。 従来技術のプラズマエッチングシステムにおける中央吸気案内体の構造概略図を示す。 従来技術では図３における中央吸気案内体を改良した後の構造概略図を示す。 本発明のプラズマ逆流を阻止する分離式吸気構造の第１実施例の図を示す。 本発明における上部吸気ノズルの第１実施例の図を示す。 本発明における下部吸気ノズルの第１実施例の図を示す。 本発明のプラズマ逆流を阻止する分離式吸気構造の第２実施例の図を示す。 本発明における上部吸気ノズルの第２実施例の図を示す。 本発明における下部吸気ノズルの第２実施例の図を示す。 第２実施例の吸気ノズルの軸方向貫通孔と軸方向非貫通ストレート孔の配置位置の概略図を示す。

図１～図４には、
１、反応キャビティ、２、静電吸着チャック、３、ウェハ、４、キャビティ蓋、５、結合窓、６、コイル７、シールドケース、８、高周波整合器、５０、吸気ノズル、５１、８０、中央吸気案内体、５１１、８０１、上縦孔、５１２、８０２、中央部径方向孔、５１３、８０３、下縦孔、５２、吸気フランジを有する。
図５～図７には、
６０、上部吸気ノズル、６０１、軸方向非貫通ストレート孔、６０２、径方向孔、６０３、軸方向辺縁溝、６０４、シール溝６０５、ガス均一化通路、６１、下部吸気ノズル、６１１、排気口を有する。
図８～図１１には、
９０、上部吸気ノズル、９０１、軸方向非貫通ストレート孔、９０２、シール溝９１、下部吸気ノズル、９１１、径方向ガス均一化通路、９１２、軸方向非貫通ストレート孔、９１３、排気口、９１４、軸方向貫通孔分布円環、９１５、軸方向非貫通ストレート孔分布円環を有する。

以下、図面及び特定の好適な実施形態を参照して本発明をさらに詳細に説明する。

なお、本発明の説明において、「左側」、「右側」、「上部」、「下部」等の用語により示される方位又は位置関係は図面に示される方位又は位置関係に基づくものであり、本発明を説明しやすく説明を簡略化するために過ぎず、係る装置又は要素が必ず特定の方位を有したり、特定の方位で構造、操作されたりすることを指示又は示唆するものではなく、「第１」、「第２」等は部材の重要性を示すものではなく、そのため本発明を限定するものとすべきではない。

本発明は以下の２種の好ましい実施例を用いて詳細に説明し、実施例に用いられる具体的なサイズ又は数量等は単に技術的解決手段を例示するためのものであり、本発明の特許範囲を限定するものではない。

図５に示すように、プラズマ逆流を阻止する分離式吸気構造であって、吸気フランジ５２と、いずれもセラミックス材質である上部吸気ノズル６０と、下部吸気ノズル６１とを含む。

好ましくは、上部吸気ノズルの頂部に上ボスが設けられ、底部に下ボスが設けられる。上ボスは吸気フランジの底部に伸びる。上ボスの設計は、上部吸気ノズル自体の構造を利用して吸気通路と吸気フランジ５２とを高周波で絶縁するものである。

上部吸気ノズルは下部吸気ノズルに同軸に嵌設される。上部吸気ノズルと下部吸気ノズルの頂部にいずれも結合窓にスプライスされるスプライス突縁が設けられる。

上部吸気ノズルはシールリングを介してそれぞれ吸気フランジの底部と結合窓の側壁面に密封接続される。具体的には、上部吸気ノズルのスプライス突縁の上面及びスプライス突縁の下方に位置する上部吸気ノズルの外壁面に図６に示される１つのシール溝６０４がそれぞれ設けられ、各シール溝内に１つのシールリングが嵌設されるように設けられることが好ましい。

上部吸気ノズル及び下部吸気ノズル内に折れ線型の吸気通路が設けられる。吸気通路を折れ線型にする設計は、吸気通路と高周波部材とが近距離連通することを回避するとともに、垂直方向における通路距離が電子運動点火に十分な距離になることを回避するためのものである。

吸気通路は上軸方向通路、径方向通路、下軸方向通路及び排気口を含む。

図７に示すように、好ましくは、排気口６１１は下部吸気ノズル６１の底部辺縁に沿って周方向に設けられ、各排気口は傾斜状態である。

好ましくは、上軸方向通路は上部吸気ノズルの軸方向に沿って設けられ、上軸方向通路の頂部は吸気フランジにおける吸気通路に連通し、底部は径方向通路に連通する。

図５及び図６に示すように、好ましくは、上軸方向通路は軸方向辺縁溝の数に等しい軸方向非貫通ストレート孔６０１であり、各軸方向非貫通ストレート孔の底端は対応する径方向孔の内側端に連通し、各軸方向非貫通ストレート孔の先端は吸気フランジにおける吸気通路に連通する。

径方向通路の高さは下部吸気ノズル頂部のスプライス突縁よりも低く、スプライス突縁は径方向通路の気流に対してシールを形成することができ、また、反応キャビティの内部のプラズマ気流は排気口を通して還流する時、下軸方向通路を通過した後、上部吸気ノズルと下部吸気ノズルの取付嵌合部位に接触することがない。

好ましくは、径方向通路は軸方向辺縁溝の数に等しい径方向孔６０２であり、すべての径方向孔は周方向に沿って上部吸気ノズルの中央部に内蔵され、各径方向孔はいずれも上部吸気ノズルの径方向に沿って配置され、各径方向孔の外側端は対応する下軸方向通路の頂部に連通する。

下軸方向通路は上部吸気ノズルと下部吸気ノズルの取り付け嵌合部位に位置する。

好ましくは、下軸方向通路は下部吸気ノズルの軸方向に沿って設けられ、下軸方向通路の頂部は径方向通路に連通し、上部吸気ノズルの底部壁面を向く。下軸方向通路の底部は排気口に連通し、排気口は真空の反応キャビティを向くように傾斜している。

好ましくは、下軸方向通路は複数の軸方向辺縁溝６０３であり、下部吸気ノズルと嵌合する上部吸気ノズルの底部外壁面（すなわち下ボス外壁面）に設けられる。好ましくは、下軸方向通路はガス均一化通路６０５を介して排気口に連通し、ガス均一化通路は下軸方向通路の下方に位置する下部吸気ノズルの外壁面に設けられる。

上部吸気ノズルと下部吸気ノズルとの間の嵌設隙間は０.１ｍｍよりも大きくてもよく、従来技術におけるプラズマ逆流によってガスが吸気通路内に放電し、吸気通路の内部に高電荷を形成し、吸気案内体を焼損するという技術的問題を効果的に解決するとともに、プラズマ逆流時に発生する熱により上部吸気ノズルが膨張して下部吸気ノズルを破壊することを回避する。また、吸気ノズルに対する加工要件が高くなく、広く活用されやすい。

さらに、軸方向辺縁溝６０３の直径と軸方向非貫通ストレート孔６０１の直径は異なることが好ましく、両者は垂直方向に直接対向し、具体的には実施例２を参照する。

洗浄動作原理：システムが洗浄フローを行う時、洗浄ガスは吸気フランジ５２から導入され、上部吸気ノズル６０の気孔６０１、６０２及び６０３を流れ、６０５によってガスが均一化された後、最終的に下部吸気ノズル６１底部の排気口６１１から排出される。反応キャビティの内部のプラズマ気流が排気口を通して還流する時、吸気通路を通過して軸方向辺縁溝６０３に入り、軸方向辺縁溝６０３の上部が実体で閉塞されるため、プラズマ気流は該位置で軸方向辺縁溝６０３上部の実体壁に衝突し、電子は衝突エネルギーに従って徐々に消失し、すなわち高周波電力付きの吸気フランジ５２に最も近い領域は絶縁で帯電せず、高電力部材と導通する経路を形成することができず、それにより上部吸気ノズル６０を高熱高周波の損傷から保護し、上部吸気ノズル６０及び下部吸気ノズル６１がいずれもセラミック材質を採用するため、強酸化性、強還元性プラズマに侵食されず、それにより粒子の発生、ウェハの汚染を回避する。上部吸気ノズル６０の構造及び材質の設計により、軸方向縁溝６０３の位置と下部吸気ノズル６１との間の嵌合隙間を拡大することができ、それによりプラズマ逆流時に発生する熱により上部吸気ノズルが膨張して下部吸気ノズル６１を破壊することを回避する。

図８に示すように、プラズマ逆流を阻止する分離式吸気構造であって、吸気フランジ５２、いずれもセラミックス材質である上部吸気ノズル９０及び下部吸気ノズル９１を含む。

上部吸気ノズルの頂部に上ボスが設けられることが好ましく、上ボスは吸気フランジの底部に伸びる。上ボスの設計は、上部吸気ノズル自体の構造を利用して吸気通路と吸気フランジ５２とを高周波で絶縁するものである。

上部吸気ノズルの底部は平面であり、好ましくは、下部吸気ノズルの頂部に同軸に重ねられる。

上部吸気ノズルと下部吸気ノズルの頂部にいずれも結合窓にスプライスされるスプライス突縁が設けられる。

上部吸気ノズルはシールリングを介してそれぞれ吸気フランジの底部と結合窓の側壁面に密封接続される。具体的には、上部吸気ノズルのスプライス突縁の上面及びスプライス突縁の下方に位置する上部吸気ノズルの外壁面に図９に示される１つのシール溝９０２がそれぞれ設けられ、各シール溝内に１つのシールリングが嵌設されるように設けられることが好ましい。

上部吸気ノズル及び下部吸気ノズル内に折れ線型の吸気通路が設けられ、その折れ線型の設計原理も同様である。

吸気通路は上軸方向通路、径方向通路、下軸方向通路及び排気口を含む。

図８及び図９に示すように、上部吸気ノズルの中央に上軸方向通路が設けられ、好ましくは、上軸方向通路は上部吸気ノズルの軸心周方向に沿って均一に配置された複数の軸方向貫通孔９０１であり、各方向貫通孔９０１はいずれも上部吸気ノズルの軸方向に沿って貫通するように設けられる。

図１０に示すように、径方向通路は、下部吸気ノズルの頂部中央に設けられ、好ましくは、円形の径方向ガス均一化通路９１１である。すなわち、径方向通路は上部吸気ノズルと下部吸気ノズルとの嵌合部位に位置する。

さらに、径方向通路の高さは下部吸気ノズル頂部のスプライス突縁よりも低いことが好ましく、設計原理は実施例１０と同じである。

排気口９１３は、下部吸気ノズルの底部辺縁に周方向に沿って設けられる。

下軸方向通路は排気口の数に等しい軸方向非貫通ストレート孔９１２を含み、すべての軸方向非貫通ストレート孔は周方向に沿って下部吸気ノズルの辺縁に内蔵され、径方向通路と排気口を連通することに用いられる。軸方向非貫通ストレート孔９１２の頂部は上部吸気ノズルの底部壁面を向く。

図１１に示すように、好ましくは、軸方向非貫通ストレート孔９１２と上部吸気ノズル９０の軸方向貫通孔９０１の分布直径は異なり、すなわち軸方向非貫通ストレート孔分布円環９１５の直径と軸方向貫通孔分布円環９１４の直径は異なり、両者が同じである場合、垂直方向に直接対向し、電子の垂直方向運動が阻害されず、それにより電子が衝突エネルギーに従って徐々に消失せず、逆に垂直大空間の存在により電子運動が激しくなり、吸気通路内にプラズマを励起し、吸気ノズルを破壊する。

さらに、好ましくは、軸方向非貫通ストレート孔分布円環９１５と軸方向貫通孔分布円環９１４との半径の差は軸方向非貫通ストレート孔９１２と軸方向貫通孔９０１の両方の直径のうち最大値以上であり、それにより軸方向非貫通ストレート孔９１２と軸方向貫通孔９０１は垂直方向に直接対向しない。

洗浄動作原理：システムが洗浄フローを行う時、洗浄ガスは吸気フランジ５２から導入され、上部吸気ノズル９０の軸方向貫通孔９０１を流れ、下部吸気ノズル９１とともに構成される径方向ガス均一化通路９１１によってガス均一化された後、最終的に軸方向非貫通ストレート孔９１２及び底部の排気口９１３から排出される。

反応キャビティの内部のプラズマ気流が排気口を通して還流する時、吸気通路を通過して軸方向非貫通ストレート孔９１２に入り、軸方向非貫通ストレート孔９１２の上部が実体で閉塞されるため、プラズマ気流は該位置で軸方向非貫通ストレート孔９１２上部の実体壁に衝突し、電子は衝突エネルギーに従って徐々に消失し、すなわち高周波電力付きの吸気フランジ５２に最も近い領域は絶縁で帯電せず、高電力部材と導通する経路を形成できず、それにより上部吸気ノズル９０及び下部吸気ノズル９１を高熱高周波の損傷から保護し、上部吸気ノズル９０及び下部吸気ノズル９１がいずれもセラミック材質を採用するため、強酸化性、強還元性プラズマに侵食されず、それにより粒子の発生、ウェハの汚染を回避する。吸気ノズルは上下２つの部分の中間に嵌合隙間がないため、それによりプラズマ逆流時に発生する熱により上部吸気ノズル９０が膨張して下部吸気ノズル９１を破壊することを回避する。

本発明は吸気ノズルを上下２つの部分構造に設計し、吸気通路を折れ線型又は弓形に設計することにより、キャビティ内のプラズマ還流を低減させること、及び還流ガスが高出力高周波部材に接触することを阻止し、ガス通路と高周波部材とが近距離連通することを回避し、垂直方向におけるガス通路の距離が電子運動点火に十分な距離になり、吸気構造を損傷することを回避し、強酸化性、強還元性プラズマが吸気装置を侵食して粒子を生成し、ウェハを汚染することを回避する。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態における具体的な詳細に限定されるものではなく、本発明の技術的解決手段に対して種々の同等変換を行うことができ、これらの同等変換はすべて本発明の特許範囲に属する。

Claims (9)

1. プラズマ逆流を阻止する分離式吸気構造であって、吸気フランジ、いずれもセラミックス材質である上部吸気ノズルと下部吸気ノズルを含み、
   上部吸気ノズルの頂部は吸気フランジの底部に伸び、上部吸気ノズルは下部吸気ノズルの頂部に同軸に嵌設され、上部吸気ノズルと下部吸気ノズルの頂部はいずれも結合窓にスプライスされ、
   上部吸気ノズル及び下部吸気ノズル内に折れ線型の吸気通路が設けられ、吸気通路は上軸方向通路、径方向通路、下軸方向通路及び排気口を含み、
   上軸方向通路の頂部は吸気フランジにおける吸気通路に連通し、底部は径方向通路に連通し、
   径方向通路は上部吸気ノズルに形成され、下軸方向通路は上部吸気ノズルの下部外壁面に形成され、
   下軸方向通路の頂部は径方向通路に連通し、上部吸気ノズルの底部壁面を向き、下軸方向通路の底部は排気口に連通し、排気口は真空の反応キャビティを向くように傾斜していることを特徴とするプラズマ逆流を阻止する分離式吸気構造。
2. 下部吸気ノズルの底部辺縁に複数の前記排気口が周方向に沿って設けられ、
   下軸方向通路は複数の軸方向辺縁溝であり、下部吸気ノズルと嵌合する上部吸気ノズルの底部外壁面に設けられ、
   径方向通路は軸方向辺縁溝の数に等しい径方向孔であり、すべての径方向孔は周方向に沿って上部吸気ノズルの中央部に内蔵され、各径方向孔はいずれも上部吸気ノズルの径方向に沿って配置され、各径方向孔の外側端は対応する下軸方向通路の頂部に連通し、
   上軸方向通路は軸方向辺縁溝の数に等しい軸方向非貫通ストレート孔であり、各軸方向非貫通ストレート孔の底端は対応する径方向孔の内側端に連通し、各軸方向非貫通ストレート孔の頂端は吸気フランジにおける吸気通路に連通することを特徴とする請求項１に記載のプラズマ逆流を阻止する分離式吸気構造。
3. 下軸方向通路はガス均一化通路を介して排気口に連通し、ガス均一化通路は下軸方向通路の下方に位置する下部吸気ノズルの外壁面に設けられることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ逆流を阻止する分離式吸気構造。
4. 上部吸気ノズルと下部吸気ノズルとの間の嵌設隙間は０.１ｍｍよりも大きいことを特徴とする請求項２に記載のプラズマ逆流を阻止する分離式吸気構造。
5. 上部吸気ノズルはシールリングを介してそれぞれ吸気フランジの底部と結合窓の側壁面に密封接続されることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ逆流を阻止する分離式吸気構造。
6. 上部吸気ノズルは下部吸気ノズルの頂部に同軸に重ねられ、
   上部吸気ノズルの中央に上部吸気ノズルの軸心周方向に沿って均一に配置された複数の軸方向貫通孔である上軸方向通路が設けられ、
   径方向通路は下部吸気ノズルの頂部中央に設けられ、
   排気口は周方向に沿って下部吸気ノズルの底部辺縁に設けられ、
   下軸方向通路は排気口の数に等しい軸方向非貫通ストレート孔を含み、すべての軸方向非貫通ストレート孔は周方向に沿って下部吸気ノズルの辺縁に内蔵され、径方向通路と排気口を連通することに用いられることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ逆流を阻止する分離式吸気構造。
7. 径方向通路は円形の径方向ガス均一化通路であることを特徴とする請求項６に記載のプラズマ逆流を阻止する分離式吸気構造。
8. 上部吸気ノズルはシールリングを介してそれぞれ吸気フランジの底部と結合窓の側壁面に密封接続されることを特徴とする請求項６に記載のプラズマ逆流を阻止する分離式吸気構造。
9. 上部吸気ノズルと下部吸気ノズルの頂部にいずれも結合窓にスプライスされるスプライス突縁が設けられ、径方向通路の高さは下部吸気ノズルの頂部のスプライス突縁よりも低いことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ逆流を阻止する分離式吸気構造。

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