JPS6013740B2 - 活性化ガス発生装置 - Google Patents
活性化ガス発生装置Info
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- JPS6013740B2 JPS6013740B2 JP13622676A JP13622676A JPS6013740B2 JP S6013740 B2 JPS6013740 B2 JP S6013740B2 JP 13622676 A JP13622676 A JP 13622676A JP 13622676 A JP13622676 A JP 13622676A JP S6013740 B2 JPS6013740 B2 JP S6013740B2
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- Japan
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- gas
- cooling liquid
- activation chamber
- cooling
- passage area
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- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は減圧下のガスにマイクロ波電力を照射して活性
化されたガスを発生する装置に関する。
化されたガスを発生する装置に関する。
減圧下におかれたガスを高周波を用いて放電させ、この
時生成される活性化されたガスを利用して、シリコンウ
エーハーのエッチングやフオトレジストの灰化、フィル
ムの親水性、接着性の改善等、化学反応を用いて処理す
る装置が開発されつつある。この種の装置ではガスの活
性化過程、特性等にまだ解明されてない点が多いが放電
に利用するエネルギーが従来の高周波（主に周波数１３
５８ＭＨＺ）からマイクロ波（周波数３００ＭＨＺ以上
、主に２４５０ＭＨ２）に移行しつつあり高効率の活性
化ガス発生装置が開発されている。マイクロ波電力が照
射され放電し活性化ガスを発生するガス活性室壁は実験
により一定条件において３００００以上にも達すること
が明らかになった。
時生成される活性化されたガスを利用して、シリコンウ
エーハーのエッチングやフオトレジストの灰化、フィル
ムの親水性、接着性の改善等、化学反応を用いて処理す
る装置が開発されつつある。この種の装置ではガスの活
性化過程、特性等にまだ解明されてない点が多いが放電
に利用するエネルギーが従来の高周波（主に周波数１３
５８ＭＨＺ）からマイクロ波（周波数３００ＭＨＺ以上
、主に２４５０ＭＨ２）に移行しつつあり高効率の活性
化ガス発生装置が開発されている。マイクロ波電力が照
射され放電し活性化ガスを発生するガス活性室壁は実験
により一定条件において３００００以上にも達すること
が明らかになった。
しかも一般にガス活性化室を構成する壁に用いられる誘
電体は温度上昇に伴って誘導体損失が増大し、これに伴
ってマイクロ波電力の吸収量が増加し更に温度が上昇す
るという過程（昇温→誘電体損失増加→マイクロ波電力
吸収→昇温）を繰り返すことになる。ガス活性化室壁が
高温になると、取扱いが煩雑になるばかりでなく誘電体
製のガス活性化室壁はある種の活性化ガスでは温度上昇
に伴ってガス活性化室壁自体が侵される度合が指数関数
的に増加する。こうしてこの活性化ガスによる侵食によ
りガス活性化室壁の寿命が著しく短かくなってしまう。
第１図は一般にガス活性化室材料として使用される石英
が活性化されたフレオンガスにより侵される温度特性の
一例を示したものであり、縦軸は石英が削られる速度（
エッチング速度）を示している。
電体は温度上昇に伴って誘導体損失が増大し、これに伴
ってマイクロ波電力の吸収量が増加し更に温度が上昇す
るという過程（昇温→誘電体損失増加→マイクロ波電力
吸収→昇温）を繰り返すことになる。ガス活性化室壁が
高温になると、取扱いが煩雑になるばかりでなく誘電体
製のガス活性化室壁はある種の活性化ガスでは温度上昇
に伴ってガス活性化室壁自体が侵される度合が指数関数
的に増加する。こうしてこの活性化ガスによる侵食によ
りガス活性化室壁の寿命が著しく短かくなってしまう。
第１図は一般にガス活性化室材料として使用される石英
が活性化されたフレオンガスにより侵される温度特性の
一例を示したものであり、縦軸は石英が削られる速度（
エッチング速度）を示している。
石英のエッチングされる速度は常温に較べ３００００で
は１ぴ〜１ぴも速くなる。従って、マイクロ波を用いて
ガスの活性化を行なう場合、取扱いの上からも、ガス活
性化室をエッチングによる損傷、破損から防止するため
にも十分低い温度に抑える必要がある。この冷却に関し
ては外部から冷風を当てる強制気体冷却方式が考えられ
るが、気体による冷却では熱伝導が非常に悪く十分とは
言えない。
は１ぴ〜１ぴも速くなる。従って、マイクロ波を用いて
ガスの活性化を行なう場合、取扱いの上からも、ガス活
性化室をエッチングによる損傷、破損から防止するため
にも十分低い温度に抑える必要がある。この冷却に関し
ては外部から冷風を当てる強制気体冷却方式が考えられ
るが、気体による冷却では熱伝導が非常に悪く十分とは
言えない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、マイク
ロ波電力発生装置と、このマイクロ波電力発生装置から
のマイクロ波電力が供給される照射炉と、この照射炉内
に備えられたガス活性化室と、このガス活性化室へ原料
ガスを供給する手段とを備えた活性化ガス発生装置にお
いて、上記ガス活性化室を形成する壁に冷却液体通過城
としうる冷却手段を密着して取り付け、この冷却液体通
過城に冷却用液体を供給する手段を具備し、上記冷却手
段は上記冷却液体通過域においてマイクロ波が通る方向
の厚さを冷却液体の電波の半減深度より短く構成したこ
とを特徴とする活性化ガス発生装置によりガス活性化室
壁を効率よく冷却し、マイクロ波電力の照射に対しては
影響の極めて少ない冷却構造を有する活性化ガス発生装
置を提供する。
ロ波電力発生装置と、このマイクロ波電力発生装置から
のマイクロ波電力が供給される照射炉と、この照射炉内
に備えられたガス活性化室と、このガス活性化室へ原料
ガスを供給する手段とを備えた活性化ガス発生装置にお
いて、上記ガス活性化室を形成する壁に冷却液体通過城
としうる冷却手段を密着して取り付け、この冷却液体通
過城に冷却用液体を供給する手段を具備し、上記冷却手
段は上記冷却液体通過域においてマイクロ波が通る方向
の厚さを冷却液体の電波の半減深度より短く構成したこ
とを特徴とする活性化ガス発生装置によりガス活性化室
壁を効率よく冷却し、マイクロ波電力の照射に対しては
影響の極めて少ない冷却構造を有する活性化ガス発生装
置を提供する。
以下図面によりその実施例を説明する。
第２図および第３図は本発明のマイクロ波電力を用いた
活性化ガス発生装置の実施例を示す図である。
活性化ガス発生装置の実施例を示す図である。
マグネトロン等のマイクロ波発振管を具備したマイクロ
波電力発生装置１からのマイクロ波電力は、矩形導波管
２へＴＥｏ，波で給電され、アィソレータ３、反射電力
を監視するパワーモニター４、整合器５を通過し照射炉
６へ送られる。照射炉６には整合を容易にするための可
動短絡板７が短絡面を移動可能に具備している。壁が石
英製のガス活性化室８は二重円筒構造としてあり、内側
円筒９内には原料ガス（例えば、酸素、窒素、アルゴン
、水素フレオン等やそれらの混合気体）が原料ガスタン
ク（図示せず）から送られ、真空度は１０‐２〜ｌＯＴ
ｏｒｒ程度に設定される。このガス活性化室８はＴＥの
波が給電されている照射炉６の磁界面壁の中央に設けた
（必らずしも中央でなくとも良い）電波漏洩防止管１１
，１２内を貫通して装着されている。二重構造のガス活
性化室１の内側円筒９と外側円筒１０との間の冷却液体
通過城の間隙１３には冷却液体がタンク１４Ｌ弁１６、
送り管１６を通り供給されるようになっており、内側円
管９を冷却した液体は排出管１７から排出されるように
なっている。本構造では冷却液体（水、油、液化ガス等
〉が直接内側円筒壁に接触して冷却を行なうためきわめ
て効率の良い冷却を行なうことができる。この構造では
また、マイクロ波電力が照射される照射炉６内に冷却液
体が挿入されるため、冷却液体自身がマイクロ波電力を
吸収して昇温し本来の冷却目的からはずれることもあり
得るが、本発明では冷却液体の層厚Ｄがマイクロ波吸収
が十分少なくなるよう次式を満足する方法にしてある。
波電力発生装置１からのマイクロ波電力は、矩形導波管
２へＴＥｏ，波で給電され、アィソレータ３、反射電力
を監視するパワーモニター４、整合器５を通過し照射炉
６へ送られる。照射炉６には整合を容易にするための可
動短絡板７が短絡面を移動可能に具備している。壁が石
英製のガス活性化室８は二重円筒構造としてあり、内側
円筒９内には原料ガス（例えば、酸素、窒素、アルゴン
、水素フレオン等やそれらの混合気体）が原料ガスタン
ク（図示せず）から送られ、真空度は１０‐２〜ｌＯＴ
ｏｒｒ程度に設定される。このガス活性化室８はＴＥの
波が給電されている照射炉６の磁界面壁の中央に設けた
（必らずしも中央でなくとも良い）電波漏洩防止管１１
，１２内を貫通して装着されている。二重構造のガス活
性化室１の内側円筒９と外側円筒１０との間の冷却液体
通過城の間隙１３には冷却液体がタンク１４Ｌ弁１６、
送り管１６を通り供給されるようになっており、内側円
管９を冷却した液体は排出管１７から排出されるように
なっている。本構造では冷却液体（水、油、液化ガス等
〉が直接内側円筒壁に接触して冷却を行なうためきわめ
て効率の良い冷却を行なうことができる。この構造では
また、マイクロ波電力が照射される照射炉６内に冷却液
体が挿入されるため、冷却液体自身がマイクロ波電力を
吸収して昇温し本来の冷却目的からはずれることもあり
得るが、本発明では冷却液体の層厚Ｄがマイクロ波吸収
が十分少なくなるよう次式を満足する方法にしてある。
Ｄ＜（冷却液体の電波の電力半減深度）（電波の電力半
減深度とは、ある物質に電波が垂直に当った場合、照射
された電力が半分に減衰する深さ、つまり半分の電力を
吸収する厚さをさす。
減深度とは、ある物質に電波が垂直に当った場合、照射
された電力が半分に減衰する深さ、つまり半分の電力を
吸収する厚さをさす。
）例えば周波数２４５０ＭＨＺの場合、例として示す４
種の液体の電力半減深度は表１の通りである。表１．液
体の電力半減深度 従って、内側円筒９と外側円筒１０との間隙Ｄを十分小
さくし、冷却液体へのマイクロ波吸収を極力少なくし、
活性化ガスへ効率良くマイクロ波を吸収させることがで
きる。
種の液体の電力半減深度は表１の通りである。表１．液
体の電力半減深度 従って、内側円筒９と外側円筒１０との間隙Ｄを十分小
さくし、冷却液体へのマイクロ波吸収を極力少なくし、
活性化ガスへ効率良くマイクロ波を吸収させることがで
きる。
第２図、第３図はガス活性化室へマイクロ波電力を照射
する照射炉力汀Ｅｏ，液という特定の揃った電波が供給
される場合を示したものであるが、照射炉としては第４
図に示すように内容積のあるマルチモードキャビィティ
を用いた照射炉２１でもよい。
する照射炉力汀Ｅｏ，液という特定の揃った電波が供給
される場合を示したものであるが、照射炉としては第４
図に示すように内容積のあるマルチモードキャビィティ
を用いた照射炉２１でもよい。
この場合マイクロ波電力は給電口２２から照射炉２１内
へ供給される。原料ガスは内側円筒２３内を通過し、照
射炉内でマイクロ波電力を吸収して活性化される。内側
円筒２３は照射炉内で外側円筒２４と組合せ二重構造と
し冷却液体通過城を形成しこの両円筒間隙に冷却液体が
通される。第５図は別の実施例を示したもので原料ガス
が供総合され、マイクロ波電力を吸収して活性化させる
ガス活性化室を構成する筒壁９に冷却用パイプ３２がら
せん状にまかれて密着させられたものである。
へ供給される。原料ガスは内側円筒２３内を通過し、照
射炉内でマイクロ波電力を吸収して活性化される。内側
円筒２３は照射炉内で外側円筒２４と組合せ二重構造と
し冷却液体通過城を形成しこの両円筒間隙に冷却液体が
通される。第５図は別の実施例を示したもので原料ガス
が供総合され、マイクロ波電力を吸収して活性化させる
ガス活性化室を構成する筒壁９に冷却用パイプ３２がら
せん状にまかれて密着させられたものである。
これは部分的に密着させられているため、照射炉内へ挿
入される冷却液体量が少なくてよく、従って冷却液体の
マイクロ波吸収を少なくできる。又この構造では照射炉
内の電界Ｅの方向と冷却液体（らせん内）との方向ａと
が直角に近いため冷却液体のマイクロ波吸収をさらに低
く抑えることができる。第６図は更に別の実施例を示し
たもので、原料ガスが供給され、マイクロ波電力を吸収
して活性化させるガス活性化室８の壁の一部をマイクロ
波照射炉６壁自体がその一部分を構成するようにしたも
ので、接続フランジ部分３５に大気と気密に遮断する遮
断壁（マイクロ波吸収の少ない材料で、石英、アルミナ
磁器、ベリリア、テフロン等）３６，３７が微少間隙を
へだてて組み込まれており、微少間隙１３に冷却液体が
挿入口３８から供給される。
入される冷却液体量が少なくてよく、従って冷却液体の
マイクロ波吸収を少なくできる。又この構造では照射炉
内の電界Ｅの方向と冷却液体（らせん内）との方向ａと
が直角に近いため冷却液体のマイクロ波吸収をさらに低
く抑えることができる。第６図は更に別の実施例を示し
たもので、原料ガスが供給され、マイクロ波電力を吸収
して活性化させるガス活性化室８の壁の一部をマイクロ
波照射炉６壁自体がその一部分を構成するようにしたも
ので、接続フランジ部分３５に大気と気密に遮断する遮
断壁（マイクロ波吸収の少ない材料で、石英、アルミナ
磁器、ベリリア、テフロン等）３６，３７が微少間隙を
へだてて組み込まれており、微少間隙１３に冷却液体が
挿入口３８から供給される。
尚この装置ではマイクロ波照射炉壁が活性化ガスにさら
されることになる為、材料としてステンレス等が良く、
又内面にテフロンコートなどの誘電体による内面処理を
行なうとよい。
されることになる為、材料としてステンレス等が良く、
又内面にテフロンコートなどの誘電体による内面処理を
行なうとよい。
この装置も、ガス活性化室を構成し且つマイクロ波が通
過する壁の部分を液袷するので、活性化室壁の侵食を有
効に防止することができる。
過する壁の部分を液袷するので、活性化室壁の侵食を有
効に防止することができる。
第７図に示す実施例の装置は、二重円筒構造をなすガス
活性化室８の内側円筒９と外側円筒１０との間に冷却液
体を流しうるようになっており、しかも導波管照射炉６
の外側に連結した電波漏洩防止管１１，１２のさらに外
側に水槽７１，７２を形成したものである。この水槽７
１，７２はガスが通る内側円筒９に沿って延びており、
冷却水は矢印の如く一方の水槽に入ったのちガス活性室
の部分を通り他方の水槽に入ってから排出される。この
水槽を設けたことにより第２図及び第３図に示したもの
と同様に内側円筒壁を有効に冷却でき、さらに導波管照
射炉からガスを通す円筒に沿って外部へ出ようとするマ
イクロ波を有効に吸収でき、安全な動作を得ることがで
きる。また水槽の部分は第８図に示すようにガスを通す
円筒を多数の細管８１，８１・・・に分岐して水槽内の
冷却水と確実に熱的及び高周波的に作用しあうようにし
てもよい。
活性化室８の内側円筒９と外側円筒１０との間に冷却液
体を流しうるようになっており、しかも導波管照射炉６
の外側に連結した電波漏洩防止管１１，１２のさらに外
側に水槽７１，７２を形成したものである。この水槽７
１，７２はガスが通る内側円筒９に沿って延びており、
冷却水は矢印の如く一方の水槽に入ったのちガス活性室
の部分を通り他方の水槽に入ってから排出される。この
水槽を設けたことにより第２図及び第３図に示したもの
と同様に内側円筒壁を有効に冷却でき、さらに導波管照
射炉からガスを通す円筒に沿って外部へ出ようとするマ
イクロ波を有効に吸収でき、安全な動作を得ることがで
きる。また水槽の部分は第８図に示すようにガスを通す
円筒を多数の細管８１，８１・・・に分岐して水槽内の
冷却水と確実に熱的及び高周波的に作用しあうようにし
てもよい。
これによって一層確実にガス流通用の円筒の冷却と、水
槽の部分でマイクロ波の遮断作用を得ることができる。
以上述べたように本発明の装置ではマイクロ波電力が照
射されて原料ガスが活性化されるガス活性化室壁を有効
に、しかもマイクロ波電力の効率を極力低下させずに冷
却する装置を提供することができる。
槽の部分でマイクロ波の遮断作用を得ることができる。
以上述べたように本発明の装置ではマイクロ波電力が照
射されて原料ガスが活性化されるガス活性化室壁を有効
に、しかもマイクロ波電力の効率を極力低下させずに冷
却する装置を提供することができる。
本発明によれば、ガス活性化室壁の寿命を、冷却しない
場合（フレオンガスでは約１０〜１虫時間）にくらべて
、１００〜１００併音も長くすることができる。
場合（フレオンガスでは約１０〜１虫時間）にくらべて
、１００〜１００併音も長くすることができる。
第１図は本発明を説明するための図、第２図は本発明の
一実施例を図す概略図、第３図Ａは第２図の要部を拡大
して示す縦断面図、第３図Ｂは第３図ＡのＢ−Ｂにおけ
る横断面図第４図は本発明の他の実施例を示す要部拡大
図、第５図、第６図、第７図、第８図は各々更に他の実
施例を示す要部拡大図である。 １・・・・・・マイクロ波電力発生装置、６・・・・・
・照射炉、８・・・・・・ガス活性化室、９・・・・・
・内側円筒、１０・・・・・・外側円筒、１３・・・・
・・液冷間隙、３２・・・・・・冷却パイプ。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図
一実施例を図す概略図、第３図Ａは第２図の要部を拡大
して示す縦断面図、第３図Ｂは第３図ＡのＢ−Ｂにおけ
る横断面図第４図は本発明の他の実施例を示す要部拡大
図、第５図、第６図、第７図、第８図は各々更に他の実
施例を示す要部拡大図である。 １・・・・・・マイクロ波電力発生装置、６・・・・・
・照射炉、８・・・・・・ガス活性化室、９・・・・・
・内側円筒、１０・・・・・・外側円筒、１３・・・・
・・液冷間隙、３２・・・・・・冷却パイプ。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ マイクロ波電力発生装置と、このマイクロ波電力発
生装置からのマイクロ波電力が供給される照射炉と、こ
の照射炉内に備えられたガス活性化室と、このガス活性
化室へ原料ガスを供給する手段とを備えた活性化ガス発
生装置において、上記ガス活性化室を形成する壁に冷却
液体通過域としうる冷却手段を密着して取り付け、この
冷却液体通過域に冷却用液体を供給する手段を具備し、
上記冷却手段は上記冷却液体通過域においてマイクロ波
が通る方向の厚さを冷却液体の電波の半減深度より短く
構成したことを特徴とする活性化ガス発生装置。 ２ ガス活性化室を二重筒構造とし、内側筒をガス通過
域、内側筒と外側筒との間隙を冷却液体通過域とした特
許請求の範囲第１項記載の活性化ガス発生装置。 ３ 照射炉をＴＥ＿０＿１波の給電される導波管構造と
し、この導波管の幅広面からガス活性化室が出入りする
ように構成した特許請求の範囲第１項記載の活性化ガス
発生装置。 ４ ガス活性化室壁にらせん状に冷却液体通過域を設け
た特許請求の範囲第１項記載の活性化ガス発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13622676A JPS6013740B2 (ja) | 1976-11-15 | 1976-11-15 | 活性化ガス発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13622676A JPS6013740B2 (ja) | 1976-11-15 | 1976-11-15 | 活性化ガス発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5360882A JPS5360882A (en) | 1978-05-31 |
| JPS6013740B2 true JPS6013740B2 (ja) | 1985-04-09 |
Family
ID=15170230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13622676A Expired JPS6013740B2 (ja) | 1976-11-15 | 1976-11-15 | 活性化ガス発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6013740B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0252417A (ja) * | 1988-08-17 | 1990-02-22 | Fujitsu Ltd | 電子ビーム露光装置用ウエハホルダ装置 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57178316A (en) * | 1981-04-27 | 1982-11-02 | Hitachi Ltd | Manufacture of semiconductor element and device therefor |
| JPS5984526A (ja) * | 1982-11-08 | 1984-05-16 | Fujitsu Ltd | マイクロ波処理装置 |
| JPS59219470A (ja) * | 1983-05-25 | 1984-12-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | プラズマ表面処理方法 |
| JPH08222397A (ja) * | 1995-02-16 | 1996-08-30 | Applied Sci & Technol Inc | マイクロ波プラズマ・システム用の液体冷却マイクロ波プラズマ・アプリケータおよび液体冷却誘電体窓 |
| JP4735095B2 (ja) * | 2005-07-15 | 2011-07-27 | 東京エレクトロン株式会社 | リモートプラズマ発生ユニットの電界分布測定装置、リモートプラズマ発生ユニット、処理装置及びリモートプラズマ発生ユニットの特性調整方法 |
| JP5891481B2 (ja) * | 2014-06-20 | 2016-03-23 | 株式会社サイダ・Ｆｄｓ | マイクロ波装置 |
-
1976
- 1976-11-15 JP JP13622676A patent/JPS6013740B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0252417A (ja) * | 1988-08-17 | 1990-02-22 | Fujitsu Ltd | 電子ビーム露光装置用ウエハホルダ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5360882A (en) | 1978-05-31 |
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