JPH0337492A - ガス管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 強電界が存在する雰囲気中に配置されるガス管に関し、 管内の放電をなくして管の破損を防止することを目的と
し、 ガス通過用の空隙を有する絶縁物を、樹脂性の管内に取
付けたことを含み構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ガス管に関し、より詳しくは、強電界が存在
する雰囲気中に配置されるガス管に関する。

〔従来の技術〕

エツチング装置、例えば反応性イオンエッヂング装置に
おいては、第４図に示すように、高周波電源Ｒｆを接続
する電極ＩＯの表面及びその中のバイパス流路１３にヘ
リウム等の冷却用ガスを流し、電極１０に載置したウェ
ハＷと冷却用ガスとの間で熱交換を行わせ、ウェハＷを
冷却してウェハＷの熱的損傷をなくすようにしている。

この場合、電極ｌＯに加えられた電圧のリークを防止す
る必要上、冷却用ガスを供給するためのガス管Ｇには、
第５図（ａ）に示すように、テフロン等の絶縁材により
形成した空洞の管を使用している。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、電極１０の上面に冷却用ガスを供給する場合
には、電極ｌＯを収容するチャンバ１７内の圧力が高く
なるのを防止するために、ガス管Ｇ内を数Ｔｏｒｒ程度
に減圧してガスを送るようにしている。しかも、電極１
０には数百ワット、数百ボルトの高周波電源を接続して
いるために、その外側に配置されるガス管Ｇは強い電界
中に置かれることになる。

このため、第５図（ｂ）に示すように、真空のガス管Ｇ
内でガス分子ｍが電離し、その電子ｅが電界により加速
されて他のガス分子ｍと衝突し、ガス分子がイオン化さ
れて二次電子ｅを放出さセ、これにより雪崩的にイオン
化が進み放電が生しる。

この結果、放電時の熱によってガス管Ｇに孔がおいてガ
ス漏れが生しるといった問題が発生する。

特に、電界が集中する箇所、例えば電極Ｇとその周囲に
あるビス１９との間で発生し易いことが確認されている
。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、管内の放電をなくして管の破損を防ＩＬすることが
できるガス管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〕

上記した課題は、ガス通過用の空隙を有する絶縁物を、
樹脂性の管内に取付けたことを特徴とするガス管により
解決する。

〔作　用〕 本発明において、ガス通過用の空隙を有する絶縁物を管
内に設けるようにしている。

ガス通過用の空隙を有する絶縁物としては、例えば石英
や樹脂材よりなる繊維状の複数の絶縁物を平行に、ある
いは相互に絡み合わせたものや、或いは、ガスを透過し
得る多孔性の絶縁物を石英や樹脂材により形成したもの
がある。

このため、高電界中に置かれたガス管を通るガスの分子
が電離し、そのうちの電子が電界によって加速されたと
しても、この電子は主に絶縁物に衝突することになるた
めに、その電子が他の分子に衝突する確率を低くするこ
とができ、電離したガス分子の雪崩的な発生を抑制し、
ガス管内における放電の発生を防止することができる。

これにより、管本体の放電熱による破損を防止して、ガ
ス漏れをなくすことができる。

〔実施例〕

そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

（ａ）本発明の一実施例の説明 第１図は、本発明の一実施例を示す装置の斜視図であっ
て、図中符号ｌは、ヘリウムや四フッ化炭素等のガスを
流すガス管で、テフロン等の樹脂材よりなる数ｍｍ径の
管本体２の中には、石英や樹脂材よりなる数μｍ程度の
径の絶縁性ファイバ３が複数本互いに絡み合った状態で
取付けられていて、例えばファイバ３によって形成され
る間隙がガス分子の平均自由行程よりも小さくなるよう
に構成されている。

第４図は、上記したガス管を取付けた反応性イオンエツ
チング装置を示す断面図であって、図中符号１０は、高
周波電源Ｒｆに接続された電極で、この電極１０のウェ
ハ載置面１１には、冷却ガスを導入するガス孔１３が設
けられる一方、その内部には環状のバイパス路１２が形
成され、また、これらのガス孔１３及びバイパス路１２
には上記ガス管１が接続されていて、数Ｔｏｒｒの減圧
下で冷却用ガスが供給されるように構成されている。こ
の場合の冷却用ガスとしては、例えばエツチングガス（
ＣＦ４、ＣＣ１，等）と同種のガス又はヘリウムガス等
がある。

１４は、電極ｌＯ側部の周りに設けられた環状のインシ
ュレータで、このインシュレータ１４の内側には、ガス
管１を通すための管路が設けられ、また、インシュレー
タ１４の数カ所にはこれを固定するためのビス１９が取
付けられており、ビス１９と電極１０との間に発生する
高い電界の近傍をガス管１が通るように構成されている
。

１６は、チャンバ１７内で電極１０に対向して設けられ
た接地電極で、チャンバ１７の反応ガス供給口１８から
導入されたＣＦ、等のエチャントが、接地電極１６と電
極１０との間でプラズマ化するように構成されている。

なお、図中符号２０は、バイパス路１２とガス管ｌの接
続部に形成されたオリフィスを示している。

次に、上記した実施例の作用を説明する。

上記した実施例において、エツチング対象となる膜を有
するウェハＷを電極１０の上に置き、チャンバ１７内を
１０−２〜数Ｔｏｒｒに減圧するとともに、反応ガス供
給口１８からエッチャントを供給する。

そして、電極１０に高周波電圧を印加してエツチングを
行うが、エツチングの際にウェハＷの温度が上昇するの
を抑えるために、電極１０の下にあるガス管１内を数Ｔ
ｏｒｒにして冷却用ガス（例えばＣＦａ　）　１０ＳＣ
ＣＭの流量で流すと、電極１０のガス孔１３からウェハ
載置面１１に冷却用ガスが供給され、ウェハ載置面１１
とウェハＷとの間に形成される僅かな隙間において、冷
却用ガスとウェハＷとの間で熱交換が行われることにな
る。また、冷却ガスは電極ＩＯ中のバイパス路１２を通
るために、電極１０も併せて冷却するため、ウェハ載置
面１１と接触する箇所でウェハＷが冷却されることにな
る。

この場合、電極１０とその外周にあるビス１９との間に
高周波の電界Ｅが局部的に集中することになるため、第
１図（ｂ）に示すように、この強電界Ｅの近傍にあるガ
ス管１内では分子が電離して電子が飛び出すことがある
、ガス管１内にはファイバ３が平均自由行程以下の間隔
で設けられているため、電子が電界Ｅにより加速されて
、他の分子を電離させるエネルギーを得る前にファイバ
３と衝突することになり、他の分子と衝突する確率が少
なくなり、雪崩現象による放電が生しなくなる。

このため、樹脂材によって管本体２が形成されても、放
電の際の熱によって管本体２に孔があくことがなくなる
。

なお、この実施例では、ファイバ３相互間を平均自由行
程以下とした場合について説明したが、それ以上の間隔
にしても電子が分子に衝突する確率を減らすことが可能
であり、放電の発生を抑制することができる。

（ｂ）本発明のその他の実施例の説明 上記した実施例では、管本体２内で複数本のファイバ３
を絡み合わせ、その隙間を通して冷却用のガスを流すよ
うにしたが、第２図に示すように、複数本のファイバ４
を管本体５内で互いにほぼ平行となるように取付け、電
子と分子との衝突確率を低くして放電を防止するように
することもできる。この場合、ファイバ４は環状のスペ
ーサ６を使用して互いに接触しないようにすることも可
能であり、あるいは、径の大きなファイバを使用してこ
れらを複数本束ね、ファイバ間に形成される間隙にガス
を通すようにすることもできる。

また、第３図に示すように、石英、樹脂材等より形成し
た多孔性の棒状絶縁物７を管本体８に挿入して、放電を
抑制することもできる。

なお、上記した実施例では冷却ガスを供給する場合につ
いて説明したが、その他のガスを強電界中で供給する場
合においても、上記したガス管を適用することができる
。

〔発明の効果〕

本発明において、ガス通過用の空隙を有する絶縁物を管
内に設けるようにしているので、加速された電子を絶縁
物に衝突させて他の分子に衝突する確率を低くすること
が可能になり、電離したガス分子の雪崩的な発生を抑制
することができ、ガス管内で生しる放電を防止すること
ができる。

これにより、管本体の放電熱による破損を防止して、ガ
ス漏れをなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）は、本発明の第１の実施例を
示す装置の斜視断面図及び側断面図、 第２図（ａ）　、　（ｂ）は、本発明の第２の実施例を
示す装置の斜視断面図及び側断面図、 第３図は、本発明の第３の実施例を示す装置の斜視断面
図、 第４図（ａ）　、　（ｂ）は、ガス管を取付けるエツチ
ング装置の一例を示す断面図及び平面図、第５図（ａ）
　、　（ｂ）は、従来装置の一例を示す斜視断面図及び
側断面図である。 ０ （符号の説明） １・・・ガス管、 ２．５．８・・・管本体、 ３．４・・・ファイバ、 ６・・・スペーサ、 ７・・・絶縁物、 Ｇ・・・ガス管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガス通過用の空隙を有する絶縁物を、樹脂性の管内に取
   付けたことを特徴とするガス管。