JPS625600A - マイクロ波プラズマ処理装置 - Google Patents
マイクロ波プラズマ処理装置Info
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- JPS625600A JPS625600A JP14303685A JP14303685A JPS625600A JP S625600 A JPS625600 A JP S625600A JP 14303685 A JP14303685 A JP 14303685A JP 14303685 A JP14303685 A JP 14303685A JP S625600 A JPS625600 A JP S625600A
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- Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、マイクロ波プラズマ処理装置の改良に関する
ものである。
ものである。
（従来の技術およびその問題点）
低圧ガスの放電によって生成した低温プラズマは、系全
体が低温でありながら化学反応を促進するなめ、無機材
料と有機材料のいずれにも適用でき、極めて応用範囲が
広い。しかして、このプラズマを発生させるなめに、従
来の研究開発・実用機では主にラジオ波（１３，６ＭＨ
２）が用いられていたが、マイクロ波を用いる方が効率
・装置の点で有利であることが指摘とれている（広瀬二
マイクロ波放電プラズマとその装置、塗装技術、１９゜
■、（１９８０）、１００〜１０５頁〕。
体が低温でありながら化学反応を促進するなめ、無機材
料と有機材料のいずれにも適用でき、極めて応用範囲が
広い。しかして、このプラズマを発生させるなめに、従
来の研究開発・実用機では主にラジオ波（１３，６ＭＨ
２）が用いられていたが、マイクロ波を用いる方が効率
・装置の点で有利であることが指摘とれている（広瀬二
マイクロ波放電プラズマとその装置、塗装技術、１９゜
■、（１９８０）、１００〜１０５頁〕。
有利な点を以下に示す。
■電子巴度Ｔｏとガス温度ＴｇＯ比Ｔ ｅ ／Ｔ ｇが
大きく、より低温のプラズマが得られる。
大きく、より低温のプラズマが得られる。
■−極を必要としないので、電極からの汚染を防ぐこと
ができる。
ができる。
■マイクロ波の電力を局所的に注入でき、外部を間への
不用な放射損失がなく、高密度のプラズマが生成できる
。
不用な放射損失がなく、高密度のプラズマが生成できる
。
■発振器が簡単である。
■導波管でマイクロ波を伝送するため放射損失がなく、
整合が簡単な構造でできる。
整合が簡単な構造でできる。
ところで、従来のマイクロ波プラズマ発生装置のうち、
導波管に対して石英管を貫通させた生成部・処理室分離
方式（前記文献〕や、マイクロ波の伝搬方向に磁場を形
成し共鳴を利用し北電子サイクロトロン共鳴方式（松尾
、木内、高橋二］ＩｃＯＲプラズマａｖｎ、４気学会電
子デバイス研究会。
導波管に対して石英管を貫通させた生成部・処理室分離
方式（前記文献〕や、マイクロ波の伝搬方向に磁場を形
成し共鳴を利用し北電子サイクロトロン共鳴方式（松尾
、木内、高橋二］ＩｃＯＲプラズマａｖｎ、４気学会電
子デバイス研究会。
ＫＤＤ−８４−５５１（１９８４） 、 １７〜２３頁
、特公昭５８−３７６８０）については高周波を用いた
装置に比べて処理面積が小さいという問題がある。
、特公昭５８−３７６８０）については高周波を用いた
装置に比べて処理面積が小さいという問題がある。
また、比較的広い処理面積をもつ装３としては、■マイ
クロ波をアンテナを用いて広いプラズマ発生室に導入す
る装置（％公昭５７−５３８５８、特開昭５７−９８６
８、特開昭５６−４１３８２ ）や、■周期構造を利用
し九装置（Ｒ，Ｇ、 Ｂｏｇｉａｉｏ。
クロ波をアンテナを用いて広いプラズマ発生室に導入す
る装置（％公昭５７−５３８５８、特開昭５７−９８６
８、特開昭５６−４１３８２ ）や、■周期構造を利用
し九装置（Ｒ，Ｇ、 Ｂｏｇｉａｉｏ。
０、Ｆ、 Ｗｅｉｓｓｆｌｏａｈ、Ｍ、 Ｒ，Ｗｅｒｔ
ｈｅｉｍｅｒ： Ｔｈｅ Ｌａｒｇｏ Ｖｏｌｕｍｅ
Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｐｌａｓｍａ （）ｅｎｅｒ＆ｔ
ｏｒ。
ｈｅｉｍｅｒ： Ｔｈｅ Ｌａｒｇｏ Ｖｏｌｕｍｅ
Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｐｌａｓｍａ （）ｅｎｅｒ＆ｔ
ｏｒ。
工、 Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｐｏｗｅｒ、７（４） 、
１９７２ ）がある。
１９７２ ）がある。
しかしながら、前記■についてはアンテナとの整合がむ
ずかしく、プラズマが不均一になフやすい為、その改善
のための装置が複雑になる。また、■については細長い
プラズマしか発生できない（前記文献によれば外径１９
ｍの石英ガラス管内でプラズマを発生させている）とい
う問屋がある。
ずかしく、プラズマが不均一になフやすい為、その改善
のための装置が複雑になる。また、■については細長い
プラズマしか発生できない（前記文献によれば外径１９
ｍの石英ガラス管内でプラズマを発生させている）とい
う問屋がある。
本発明は前記問題点に鑑みて成されたものであシ、マイ
クロ波を用いて大面積かつ均一なプラズマを比較的簡単
な構造で安定して発生できるマイクロ波プラズマ処理装
置を提供せんとするものである。
クロ波を用いて大面積かつ均一なプラズマを比較的簡単
な構造で安定して発生できるマイクロ波プラズマ処理装
置を提供せんとするものである。
（問題点全解決するための手段〕
本発明は、マイクロ波発振器と、該マイクロ波発掘器か
らのマイクロ波を伝送する導波管と、該導波管に連通さ
れ排気装置およびガス導入装置を夫々備え念金属裏容器
と、該金属製容器内の所定位置に配置される処理材を所
要温度に加熱するｔめのヒータを具備して成り、前記金
属製容器は誘電損失の小さい耐熱性板によって上部室と
密閉され北上部室とに仕切られていると共に、前記導波
管に連通ずる金属製容器の上部室の天井壁内面および連
通部にはマイクロ波導波路を形成すべく誘電体層が設置
されていることを要旨とするマイクロ波プラズマ処理装
置である。
らのマイクロ波を伝送する導波管と、該導波管に連通さ
れ排気装置およびガス導入装置を夫々備え念金属裏容器
と、該金属製容器内の所定位置に配置される処理材を所
要温度に加熱するｔめのヒータを具備して成り、前記金
属製容器は誘電損失の小さい耐熱性板によって上部室と
密閉され北上部室とに仕切られていると共に、前記導波
管に連通ずる金属製容器の上部室の天井壁内面および連
通部にはマイクロ波導波路を形成すべく誘電体層が設置
されていることを要旨とするマイクロ波プラズマ処理装
置である。
（作用）
本発明装置にあっては、誘電体層の作用によってプラズ
マを広い面積にわたって均一に発生させることができ６
為、処理面積が大きくとれ、かつ、整合も簡単にとれる
。
マを広い面積にわたって均一に発生させることができ６
為、処理面積が大きくとれ、かつ、整合も簡単にとれる
。
（実施例〕
以下本発明を添付図面に基づいて説明する。
図面において、１はマイクロ波発振器であり、ここから
例えば２４５ＧＨｚのマイクロ波が発生され、導波管２
（ＷＲエニー２−１０９．２２ｍＸ５４．６１ ｗｍ
）により伝送１れる。
例えば２４５ＧＨｚのマイクロ波が発生され、導波管２
（ＷＲエニー２−１０９．２２ｍＸ５４．６１ ｗｍ
）により伝送１れる。
３は前記導波管２とその上部に２いて連通された金属製
容器であり、例えば石英ガラス板４のような誘電損失の
小さい耐熱性板によって上下に仕切られ図示例では上下
部室５，７とも高真空を保持できるように密閉構成され
ている。そして前記石英カラス板４によって仕切られた
上部室５の天井壁内ｆおよびこの上部室５と前記導波管
２との連通部にはマイクロ波導波路を形成すべく例えば
テフロン（比誘電率２０Ｂ）を用いて誘電体層６が設け
られている。
容器であり、例えば石英ガラス板４のような誘電損失の
小さい耐熱性板によって上下に仕切られ図示例では上下
部室５，７とも高真空を保持できるように密閉構成され
ている。そして前記石英カラス板４によって仕切られた
上部室５の天井壁内ｆおよびこの上部室５と前記導波管
２との連通部にはマイクロ波導波路を形成すべく例えば
テフロン（比誘電率２０Ｂ）を用いて誘電体層６が設け
られている。
ところで、前記誘電体層６のマイクロ波の進行方向の長
さは、本実施例では誘電体層６０表面波の波長λのｍ／
２倍（ｍ：整数〕とし、金属製容器３を共振器構造とし
たものを示している。例えば長さ１０７５■、幅２００
■、厚さ２０■とする等の如くである。ここで、誘電体
層６の各種寸法のうち、厚さが問題となる。すなわち、
誘電体層６の厚さをどのような値に決定するかは、均一
なプラズマを発生するなめに重大な影響を与えるからで
ある。つまり、この誘電体層６の厚ざは、マイクロ波の
周波数と大きな関連を有し、マイクロ波周波数が１４５
ＧＨｚの場合には２０＋ａ以下とするのがよい。なお、
前記周波数と誘電体層６の各寸法は反比例の関係にある
ため、例えば１０ＧＨｚのマイクロ波を使用した場合に
は厚さはう１以下とする。
さは、本実施例では誘電体層６０表面波の波長λのｍ／
２倍（ｍ：整数〕とし、金属製容器３を共振器構造とし
たものを示している。例えば長さ１０７５■、幅２００
■、厚さ２０■とする等の如くである。ここで、誘電体
層６の各種寸法のうち、厚さが問題となる。すなわち、
誘電体層６の厚さをどのような値に決定するかは、均一
なプラズマを発生するなめに重大な影響を与えるからで
ある。つまり、この誘電体層６の厚ざは、マイクロ波の
周波数と大きな関連を有し、マイクロ波周波数が１４５
ＧＨｚの場合には２０＋ａ以下とするのがよい。なお、
前記周波数と誘電体層６の各寸法は反比例の関係にある
ため、例えば１０ＧＨｚのマイクロ波を使用した場合に
は厚さはう１以下とする。
前記誘電体層６として本実施例はテフロンを用いたもの
を示し次が、これに限られるわけではなく、ポリスチレ
ン（比誘電率ｚ５６）、ボリチシ・ン＾ （比誘電率ｚ３５〕等を用いてもよいことは勿論である
。この場合には、共振器の長さく前記実施例では１０７
５■）が変わるだけである。
を示し次が、これに限られるわけではなく、ポリスチレ
ン（比誘電率ｚ５６）、ボリチシ・ン＾ （比誘電率ｚ３５〕等を用いてもよいことは勿論である
。この場合には、共振器の長さく前記実施例では１０７
５■）が変わるだけである。
本実施例では前記誘電体層６におけるマイクロ波の反射
を小さくするために、前記導波管２と上部室５の連通部
における誘電体層６の形状を、第３図に示アようなテー
パをもった形状としている。
を小さくするために、前記導波管２と上部室５の連通部
における誘電体層６の形状を、第３図に示アようなテー
パをもった形状としている。
例えば該部分の誘電体層６の長ざはテーパ部、直方体部
とも管内波長λｇの１／４とし、上部室５側のテーパ部
の長さはλ／４とする等の如くである。
とも管内波長λｇの１／４とし、上部室５側のテーパ部
の長さはλ／４とする等の如くである。
しかし、この連通部における形状も前記と同様同等限定
されるものでないことは勿論である。
されるものでないことは勿論である。
更に、前記石英ガラス板４によって仕切らルた下部室（
本実施列では、上部室５と略同幅のものを示し念が、誘
１体層６の幅と同幅のほうがより望ましム）７、すなわ
ち、プラズマ発生室（長さ１０００ｍ、幅２００ｍ、高
さ５００ｍ＋％なお、石英ガラス板４と誘電体；：Ｊ６
表面間の距離は１５瓢ン内部には石英ガラス容器８が挿
入され、プラズマによる内部損傷や処理材９の汚染を回
避できるようになっている。また、前記石英ガラス容器
８を挿入する代わりに、下部室７の側壁を外部より水冷
する方法によっても内部損傷、汚染を防止できる。すな
わち、これによって電子材料関係の処理（アモルファス
８１作製、Ｓ１ウヱハーの窒化、酸化等〕を高品質に行
なうことができるのである。
本実施列では、上部室５と略同幅のものを示し念が、誘
１体層６の幅と同幅のほうがより望ましム）７、すなわ
ち、プラズマ発生室（長さ１０００ｍ、幅２００ｍ、高
さ５００ｍ＋％なお、石英ガラス板４と誘電体；：Ｊ６
表面間の距離は１５瓢ン内部には石英ガラス容器８が挿
入され、プラズマによる内部損傷や処理材９の汚染を回
避できるようになっている。また、前記石英ガラス容器
８を挿入する代わりに、下部室７の側壁を外部より水冷
する方法によっても内部損傷、汚染を防止できる。すな
わち、これによって電子材料関係の処理（アモルファス
８１作製、Ｓ１ウヱハーの窒化、酸化等〕を高品質に行
なうことができるのである。
なお、図中１０は前記処理材９全所要温度に加熱すべく
下部室７の底部に配設され九ヒータ、１１はガスボンベ
１２および流量計１３を備えたガス導入装置、１４は排
気装置である。また前記金属製容器３は、マイクロ波が
透過しないものであれば金属製に限るものではなく、金
属製の他導電性膜をコーティングした非金属製、或いは
外壁に水の層を設けた非金ＩＡ製等でもよい。第４図及
び第５図は、誘電体層を設けている上部室５の天井壁の
幅を誘電体層の幅よりも大きくし、且つ、側壁を設けな
い他の実施例を示したものであって、このようにするこ
とによりテフロン上の電界が均一化される。不実施゛列
では、上部室５と下部室７を一体構成したものを示した
が、これらを分離しても同等支障はない。
下部室７の底部に配設され九ヒータ、１１はガスボンベ
１２および流量計１３を備えたガス導入装置、１４は排
気装置である。また前記金属製容器３は、マイクロ波が
透過しないものであれば金属製に限るものではなく、金
属製の他導電性膜をコーティングした非金属製、或いは
外壁に水の層を設けた非金ＩＡ製等でもよい。第４図及
び第５図は、誘電体層を設けている上部室５の天井壁の
幅を誘電体層の幅よりも大きくし、且つ、側壁を設けな
い他の実施例を示したものであって、このようにするこ
とによりテフロン上の電界が均一化される。不実施゛列
では、上部室５と下部室７を一体構成したものを示した
が、これらを分離しても同等支障はない。
（発明の効果） 。
以上説明した如く本発明に係るマイクロ波プラズマ処理
装置は、誘電体層の作用によってプラズマを広い面積に
わたって均一に発生ちせることができる為、大量の処理
材を一度に処理したり、また、大型の処理材を処理する
ことができる。更に本発明装置は整合も簡単にとれる為
、装置の構造を簡単にできる等益するところ大なる効果
を有する。
装置は、誘電体層の作用によってプラズマを広い面積に
わたって均一に発生ちせることができる為、大量の処理
材を一度に処理したり、また、大型の処理材を処理する
ことができる。更に本発明装置は整合も簡単にとれる為
、装置の構造を簡単にできる等益するところ大なる効果
を有する。
図面は本発明に係るマイクロ波プラズマ処理装置の一冥
施１＋ｉｔ ’ｅ示すもので、第１図は正面図中央縦断
面図、第２図は第１図における！−１断面図、第３図は
導波管と上部室間における連通部の誘電体層の形状の一
実施例図、第４図は他の実施列を示す断面図、第５図は
笛４図の■−■断面図である。 １はマイクロ波発振器、２は導波管、３は金属製容器、
４は石英ガラス板、５は上部室、６は誘電体層、９は処
理材、１０はヒータ、１１はガス導入装置、１４は排気
装置。 特許出願人 住友金属工業株式会社 第１図 、、ｌ”ｋｉ蜜 第４図
施１＋ｉｔ ’ｅ示すもので、第１図は正面図中央縦断
面図、第２図は第１図における！−１断面図、第３図は
導波管と上部室間における連通部の誘電体層の形状の一
実施例図、第４図は他の実施列を示す断面図、第５図は
笛４図の■−■断面図である。 １はマイクロ波発振器、２は導波管、３は金属製容器、
４は石英ガラス板、５は上部室、６は誘電体層、９は処
理材、１０はヒータ、１１はガス導入装置、１４は排気
装置。 特許出願人 住友金属工業株式会社 第１図 、、ｌ”ｋｉ蜜 第４図
Claims (1)
- （１）、マイクロ波発振器と該マイクロ波発振器からの
マイクロ波を伝送する導波管と、該導波管に連通され排
気装置およびガス導入装置を夫々備えた金属製容器と、
該金属製容器内の所定位置に配置される処理材を所要温
度に加熱するためのヒータを具備して成り、前記金属製
容器は誘電損失の小さい耐熱性板によって上部室と密閉
された下部室とに仕切られていると共に、前記導波管に
連通する金属製容器の上部室の天井壁内面および連通部
にはマイクロ波導波路を形成すべく誘電体層が設置され
ていることを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14303685A JPS625600A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14303685A JPS625600A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS625600A true JPS625600A (ja) | 1987-01-12 |
| JPH0544798B2 JPH0544798B2 (ja) | 1993-07-07 |
Family
ID=15329410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14303685A Granted JPS625600A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | マイクロ波プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS625600A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996003019A1 (fr) * | 1994-07-14 | 1996-02-01 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Dispositif de traitement au plasma |
| US5611864A (en) * | 1994-03-24 | 1997-03-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Microwave plasma processing apparatus and processing method using the same |
| EP0771017A1 (en) | 1995-10-27 | 1997-05-02 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Plasma processing apparatus |
| US5645644A (en) * | 1995-10-20 | 1997-07-08 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Plasma processing apparatus |
| US6091045A (en) * | 1996-03-28 | 2000-07-18 | Sumitomo Metal Industries, Inc. | Plasma processing apparatus utilizing a microwave window having a thinner inner area |
| US6290807B1 (en) | 1998-04-10 | 2001-09-18 | Tokyo Electron Limited | Apparatus and method for microwave plasma process |
| US6358361B1 (en) | 1998-06-19 | 2002-03-19 | Sumitomo Metal Industries Limited | Plasma processor |
| JP2017034067A (ja) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置およびそれを用いた半導体装置の製造方法並びにそれに用いるプログラム |
-
1985
- 1985-06-28 JP JP14303685A patent/JPS625600A/ja active Granted
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5611864A (en) * | 1994-03-24 | 1997-03-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Microwave plasma processing apparatus and processing method using the same |
| WO1996003019A1 (fr) * | 1994-07-14 | 1996-02-01 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Dispositif de traitement au plasma |
| US5788798A (en) * | 1994-07-14 | 1998-08-04 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Plasma processing apparatus |
| US5645644A (en) * | 1995-10-20 | 1997-07-08 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Plasma processing apparatus |
| EP0771017A1 (en) | 1995-10-27 | 1997-05-02 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Plasma processing apparatus |
| US6091045A (en) * | 1996-03-28 | 2000-07-18 | Sumitomo Metal Industries, Inc. | Plasma processing apparatus utilizing a microwave window having a thinner inner area |
| US6290807B1 (en) | 1998-04-10 | 2001-09-18 | Tokyo Electron Limited | Apparatus and method for microwave plasma process |
| US6358361B1 (en) | 1998-06-19 | 2002-03-19 | Sumitomo Metal Industries Limited | Plasma processor |
| JP2017034067A (ja) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置およびそれを用いた半導体装置の製造方法並びにそれに用いるプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0544798B2 (ja) | 1993-07-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |