JPH05504168A - マイクロ波により生成され、ガス支援下のプラズマ中での基板処理装置 - 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】 マイクロ波により生成され、ガス支援下のプラズマ中での基板処理装置 従来の技術 ＤＥ−Ｏ３２６２５４４８から、例えば光学的反射器、有利にはアルミニウム蒸 着前照灯反射器を、プラズマポリマー層により腐食から保護することが公知であ る。そのために反射器は真空槽で、有機化合物、有利には有機珪素物質の千ツマ ー蒸気に曝され、保護層が重合により蒸気相から、タングステン白熱フィラメン トを使用した非自続型グロー放電からのビームを用いて析出される。この手段に より得られる析出率は、高められた復水耐久性に対して必要な最小層厚を得るに はしばしば十分でない。さらに、最小層厚が析出されるようにするだけでなく、 所定の露出個所、例えば反射器の平坦表面において最大層厚を越えることがない ように注意すべきである。約７０ｎｍの限界層厚からは通常、障害となる干渉色 の形成が生じ得る。というのは青光の破壊的干渉に対する位相条件が満たされる からである（保護層の屈折率　ｎ″＝１．５）、従って反射器は品質要求を満た すことができない。そのため、比較的に大きい保護層厚、例えば前表面の平坦個 所と、最小厚、例えばランプ頚部領域との関係は、深絞りされた反射器の場合で も最大で約２．８：ｌを越えてはならない。それ以外には、数百時間にわたる所 要の復水耐久性を多色の干渉色による光学的損失なしには達成することができな い。

この条件は前記の手段（タングステン白熱フィラメント−非自続型グロー放電） によってはしばしば満たすことができない。多（の場合に許容されない層厚分布 が生じる原因は、層の経済的な析出に必要なプロセス圧が比較的に高いことにあ る。このプロセス圧は１０−３〜１０−”ｍｂａｒのオーダにあり、この圧力の 場合、反応種の自由行程長が被覆すべき反射器の深さ寸法よりも小さい。この手 段の別の欠点は、タングステン白熱フィラメントを消費するためコストが比較的 高いことである。

刊行物から、特に作用効率の高いプラズマ形成法が公知である。この手段では基 本的にｆｌｌｏ−’ｍｂａｒまでの圧力低減が許容される。これには、励起周波 数がＧＨｚ領域の電子サイクロトロン共振プラズマ発生法（ＥＣＲ）が含まれる 。反応種の自由行程長はこのようにプロセス圧が低い場合、被覆すべき部材の深 さ寸法よりも格段に大きい。そのため、反射器の保護層分布の驚異的な改善が期 待される。

ＤＥ−Ｏ３３０５６６６から、プラズマを形成し、その中の基板を処理するため の装置が公知である。マイクロ波により生成されたプラズマは、基板を被覆する だめに用いられる。基板は排気可能なケーシング内に存在する。被覆すべき物質 の近傍に設けられた永久磁石によって、ケーシング内に電子サイクロトロン共振 を形成することが可能である。この共振によりプラズマを場所的に目標とする個 所で点弧することが可能である（ＤＥ−Ｏ３３７０５６６６には電子サイクロト ロン共振の基本が詳細に取り扱われているので、ここでは述べない）。マイクロ 波を入力結合するために、ケーシングの側壁には、ケーシングの縦方向に延在す る大きな方形の窓が設けられている。この窓は石英ガラス板によって気密に閉鎖 されている。そのためケーシングはそのほぼ全長にわたって分割されねばならな い。窓の後方には、被覆すべき基板に対して非常に小さな間隔で、その個所にＥ ＣＲプラズマを形成するためにそれ自体閉鎖された磁石構造体が設けられている 。

この装置はきわだった３次元の対象物を被覆するのにも適する。

発明の利点 請求項１の特徴部分の構成を有する本発明の装置はこれに対し、槽がマイクロ波 窓として用いられる割れ目によって顕著な弱体化を受けないという利点を有する 。なぜなら窓を比較的小さく保持することができるからである。本発明により例 えば、マイクロ波窓を既に存在している鐘に後から容易に組み込むことができる 。マイクロ波送出器により形成されたマイクロ波工ネルギはマイクロ波アンテナ により陣内で分配される。

鐘は内部で石英ガラス等により覆われた窓に続いている。この構成により陣内に 存在する空間を被覆すべき物質を収容するために最適に利用することができる。

これは例えば、公知のようにドラム状の装填キャリッジの遊星かごに挿入される 物質に対してもあてはまる。

遊星かごは扉をとおって鍔内に搬入される。この場合被覆源は、被覆さるべき基 板から比較的大きな間隔を置いて配置される。このことは深絞りされた基板上で の有利な層厚分布に対して同様に利点である。さらに被覆は大きな立体角内で実 行することができる。このことにより装填毎に必要な被覆時間が同じプロセス圧 の下で著しく短縮される。

従属請求項に記載された手段により請求項１に記載の装置の有利な実施例および 発展形態が可能である。

特に有利には、鐘の内部で窓に続くマイクロ波アンテナを中空導波体として構成 する。中空導波体はスペースを節約するように真空鐘の縦軸方向に延在する。

真空窓におけるマイクロ波出力密度を低減するために、その個所においてマイク ロ波導波体の横断面を変形し、これを拡大した横断面と結合すると有利である。

この中空導波体は同時に、基板が金属蒸気、例えばアルミニウム蒸気のプラズマ ポリマー被覆に曝されるときに、真空窓の内側を汚れから保護する。マイクロ波 アンテナに対して平行に延在するマグネットパンクを使用することにより、位置 的に制限された電子サイクロトロン共振が可能である。この電子サイクロトロン 共振は非常に低いプロセス圧の際に、真空鐘の全縦軸線にわたってプラズマの特 に均質な分布に作用する。

このマグネットバンクは有利には永久磁石から組成され、隣接する磁石列は交互 の極性を有する。

特に有利には、窓は端面壁の開口部へ続く取外し可能な覆いに設ける＠鐘自体に はこのようにしてマイクロ波窓のための割れ目がない。覆いは有利には端面壁の 中央に配置する。従い被覆源も鐘の中央または中央付近に、被覆すべき基板から 十分な距離をおいて設けることができる。

図面 本発明の詳細および別の特徴は図面および以下の説明から得られる。ここで図面 には本発明の実施例が示されている。図１は前照灯反射器を処理するための装置 を模式的に縦断面図で示す。図２は図１の装！の横断面を示す。

実施例の説明 図１には１により真空鐘が示されている。真空鐘は長く延びた円筒状のケーシン グ２を有しており、ケーシングは正面側でそれぞれ１つの壁３ないし４により閉 鎮されている。端面壁４は気密に閉鎖可能な扉として構成され、扉は開放位置で 、処理すべき基板による［１への装填を可能にする。ケーシング２はスリーブ５ を介して排気することができる。スリーブ５５は図示しないポンプと接続されて いる。基板の被覆はモノマー蒸気を用いて行う。この蒸気は入口スリーブ６を介 してケーシング２に導入され、そこでイオン化される。モノマーないしモノマー 混合気は有利には有利には、ＤＥ−Ｏ８２６５４４８に記載された、シロキサン 群およびシラン群からの化学化合物である。

ケーシング２の他方の端面壁３にはマイクロ波エネルギに対する通過窓７が設け られている。この窓は、マイクロ波ビームに対して透過性の材料、例えば石英ガ ラス製のプレート８により閉鎖されている。窓７は取外し可能な覆い９に設けら れている。覆いはケーシング内部への接近開口部１０を閉鎮する。開口部１０は 実施例では端面壁３の中央に、窓７は覆い９の中央に配置されている。

マイクロ波発生器１１により形成されたビームはプレート８および窓７をとおり マイクロ波アンテナ１２を介して入力結合される。原則的にマイクロ波アンテナ に対しては多数の実施形態が考えられる６例えば、ホーン型アンテナ、スリット 型アンテナまたは結合ビンを有するアンテナである。マイクロ波アンテナは図１ かられかるように中央に配置された管として構成されている。管はケーシング２ の縦軸線方向に延在している。キャップ状に構成されたその端部を以て、マイク ロ波アンテナ１２は覆い９の内側に片便で固定されている。その際覆いは中空導 波体１３、窓７およびプレート８を完全に覆う。これは、プレートに沈澱物が形 成されるのを阻止する。沈澱物は供給されるマイクロ波を反射し、そのため出力 に悪影響を与える。プレートのこのような保護は、被覆すべき基板が特に同じ陣 内で金属層、例えばアルミニウム層により蒸着されるような場合に特に重要であ り、例えば前照灯反射器に対しては必要かつ通常のことである。このような蒸着 装置に所属する蒸着ワイヤは図面に１４で示されている。蒸着ワイヤは鐘の外に ある電流源と接続されている。蒸着ワイヤ１４に対する電流供給線路１４ａは窓 ７およびプレート８の外で覆い９を通して通過案内される。

マイクロ波アンテナ１２に対して平行に、これに対して僅かな間隔でロッド状の マグネットバンク１５が配置されている。このマグネットパンクによって、電子 サイクロトロン共振条件を満たす適切な磁界が形成される。その際、マイクロ波 フィールド内のモノマー分子のイオン化により形成された電子はロレンツの力の ため磁力線を中心に螺旋状の軌道を強要される。それによりガス分子に対するイ オン化確率が、目標とする低プロセス圧の下でも高められる。マグネットパンク １５は次に説明する装填キャリッジに固定される。

詳細にはマグネットバンクはロッド状の支持体を有し、この支持体は軟磁性材料 からなり、相互に対向する平行な平面を有している。この平面には実施例では、 それぞれ３つの個別磁石列が相互に等間隔で配置されている。それらの磁極端は その極性に関しそれぞれ隣接する個別磁石列の磁極端と異なる極性を有している 。

ＥＣＲ条件（マイクロ波周波数ｆ＝２．４５ＧＨｚの際に磁束密度Ｂ＝８７．５ ｍＴ）が満たされると、２つのハツチングで示した領域１６にプラズマが点弧さ れる。例えばヘキサメチルダイシロキサンのようなポリマー化できるモノマー（ ＨＭＤＳ　（０））が導入されると、これによりグローポリマー保護層を析出す ることができる。

従い原則的には、タングステン白熱フィラメントの代わりに適切なマグネットバ ンクを真空鐘に組み込むことである。これにより加熱および高電圧供給のために これまで必要であった電気的接触接続が省略される。

それ自体公知のマイクロ波放射要素を介してこの装置へマイクロ波エネルギが供 給され、従い“潜在的“に存在する。その際、プロセス圧は、パッシェンの法則 に基づき、プラズマ点弧が通常の衝突なだれプロセスを介しては行われないよう に低く調整する。サイクロトロン共振条件が満たされるマグネットパンク近傍で のみ、“共振プラズマ放電°が行われる。従って装置全長にわたるプラズマ分布 は、実際には非常に実現の困難なマイクロ波フィールド分布により形成されるの ではなく、適切な磁界により形成される。プロセス圧特表平５−５０４１６８　 （４） に関してこのコンセプトは、装置を１０−’ｍｂａｒよりも小さな圧力ｐで駆動 すべきことを意味する。予想したとおり、低いプロセス圧により、深い反射器上 のグローポリマー保護層の１厚分布を改善することができる。前平坦面個所とラ ンプ頚部領域との層厚比に対する指数は２１以下である。

被覆すべき物質は例えば前照灯反射器１７である。

それらのそれぞれ複数が公知のように、円筒状輪郭を有する遊星かご１８に押入 される。遊星かごはそれぞれそれぞれ円形状の中央切欠部１９を有する２つのデ ィスク２０の間に回転可能に支承されている。ディスク２０は図示されないフレ ームに回転可能に設けられている。フレームには相互に対角線で対向する回転装 置２１が設けられている。各回転装置にはケーシング２の内側に設けられたガイ ドレールが配属されている。

このレール上を、部材１８と２０を有する装填キャリッジがローラ２１により片 持ちされてケーシング２内へ装填され、ここから出てくる。

２つのディスクの駆動はシャフト２３に座したそれぞれ１つのローラ（または歯 車）２４により行われる。

ローラはディスクの外周に係合する。ディスク２０の回転運動により篭１８の駆 動も開始することができる。

シャフト２３の駆動はクラッチ２６を介してモータシャフト２５により行う。

図面かられかるように、装置は被覆源１２．１５を収容するためにいずれにしろ 備えられている装填キャリッジ内部の自由空間を利用する。そのため部材１２． １５に対してケーシング２内の付加的なスペースが必要ない。図２かられかるよ うに、被覆５１２．１５により形成されたプラズマ１６は約１８０６の立体角を 網羅する。それにより少なくとも２列の反射器を同時に被覆することができる。

このことは被覆時間を明らかに短縮する。付加的な絞り等によりアルミニウム蒸 気からディスク８を保護することは省略される。なぜならマイクロ波中空導波体 がディスクを覆っているからである。被覆源の前記の構成により、既に存在して いる装置にも問題なく　ＥＣＲ法を再装備することができる。

要　約　書 マイクロ波により生成され、ガス支援下のプラズマ中での基板処理装置 マイクロ波により生成され、ガス支援下のプラズマ中での基板処理のための装置 、例えば光学的反射器の表面に保護層を被覆する装置であって、ドラム状に構成 され、ガス入口部（６）を有する真空鐘を処理すべき基板（１７）の収容のため に有し、該真空鐘は石英ガラス（８）等により閉鎮された通過窓（７）を、当該 ｌ１（１，２）の外部に配置された発生器（１１）により形成されたマイクロ波 エネルギに対して有する基板処理装置が取り扱われる。マイクロ波エネルギは、 窓（７）に続くマイクロ波アンテナ（１２）により鐘（１，２）の内部へ供給さ れる。

国際調査報告 国際調査報告 ＤＥ　９１０００１８ Ｓ＾　４３１２６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．マイクロ波により生成され、ガス支援下のプラズマ中での基板処理のための 装置、例えば光学的反射器の表面に保護層を被覆する装置であって、ドラム状に 構成され、ガス入口部を有する真空鐘を処理すべき基板の収容のために有し、該 真空鐘は石英ガラス等により閉鎖された通過窓を、当該鐘の外部に配置された発 生器により形成されたマイクロ波エネルギに対して有する基板処理装置において 、 マイクロ波エネルギは、窓（７）に続くマイクロ波アンテナ（１２）により鐘の 内部へ供給されることを特徴とする、マイクロ波により生成され、ガス支援下の プラズマ中での基板処理装置。 ２．マイクロ波アンテナ（１２）は中空導波体からなり、該中空導波体は真空鐘 （１、２）の縦軸線方向に延在する請求項１記載の装置。 ３．マイクロ波アンテナ（１２）はその端部を以て真空鐘（１、２）の内側に取 付固定されている請求項１または２記載の装置。 ４．マイクロ波アンテナ（１２）は中空導波体部材（１３）を有し、該中空導波 体部材は真空鐘（１、２）内に形成された窓（７）を内部から覆う請求項１から ３までのいずれか１記載の装置。 ５．マイクロ波アンテナは、真空鐘（１、２）の内部に配置され、ロッド状のマ グネットバンク（１５）を有し、該マグネットバンクは局所的に電子サイクロト ロン共振を形成するためのものであり、かつ当該マグネットバンクはマイクロ波 アンテナ（１２）に対して平行に延在する請求項１から４までのいずれか１記載 の装置。 ６．マグネットバンク（１５）は永久磁石系からなり、該永久磁石系は軟磁性材 料からなるロッド状の支持体を有し、該支持体には相互に対抗する２つの平行な 平坦面を備えており、当該平坦面にはそれぞれ個別磁石列が相互に等間隔で配置 されており、該個別磁石列の磁極端は極性に関しそれぞれ隣接する個別磁石列の 磁極端の極性と異なる請求項５記載の装置。 ７．マイクロ波エネルギの鐘（１、２）内部への通過を許容する窓（７）が鐘の 端面壁に設けられている請求項１から６までのいずれか１記載の装置。 ８．窓（７）は端面壁（３）の中央領域に配置されている請求項７記載の装置。 ９．窓（７）は、端面壁（３）の開口部（１０）を閉鎖し、取外し可能な覆い（ ９）に設けられている請求項７または８記載の装置。 １０．真空鐘（１、２）には、少なくとも１つの電気的に加熱される蒸着ワイヤ （１４）が配置されており、該蒸着ワイヤは被覆すべき物質の一次金属蒸気に対 するものであり、当該ワイヤの電流供給線路（１４ａ）は、窓（７）を含む鐘の 端面壁（３）を通過案内される請求項１から９までのいずれか１記載の装置。 １１．電流供給線路（１４ａ）に対する通過案内孔は、窓（７）を有する覆い（ ９）の内部に設けられている請求項１０記載の装置。