JPH08106993A - プラズマ発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロ波導入距離を調節し、プラズマを安
定させ、基板の処理状態を最適なものとする。 【構成】 基板処理室３におけるプラズマの生成状態を
最適にするために、プラズマ発生予備室１２の上部に導
波板３７を設け、該導波板３７の外周部にマイクロ波を
シールドするシールド材５０を取付けてプラズマ発生予
備室１２に摺動可能とし、基板処理室３へのマイクロ波
導入距離を調整できる構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波を利用した
プラズマ処理装置における、プラズマを発生させるため
の装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】回路基板製造設備の１つにプラズマによ
り基板の表面処理を行うものがあり、又プラズマ発生
を、マイクロ波を基板処理室内に導入して行うものがあ
る。図３は、従来のプラズマ発生装置の全体を示す説明
図、図４はその要部の断面図である。架体１の上部にマ
イクロ波発生ユニット２が設けられ、該マイクロ波発生
ユニット２の下方に基板処理室３が設けられている。前
記マイクロ波発生ユニット２で発生したマイクロ波は、
導波管ユニット４により、プラズマ発生予備室１２を介
して前記基板処理室３に導かれるようになっている。前
記導波管ユニット４は、矩形の断面形状を有する導波管
５、整合器６から成っている。

【０００３】基板処理室３の上蓋２２には開口部８が設
けられ、該開口部８には落下防止策を講じて多孔反射板
９が設けられ、前記基板処理室３の上面には胴環１０が
設けられ、該胴環１０には石英放電板１１が取付けられ
ている。又、該胴環１０の上端には、プラズマ発生予備
室１２が取付けられている。更に該プラズマ発生予備室
１２の上面には矩形に開設されたマイクロ波導入口１３
に一致させて、導波管ユニット４が取付けられている。
前記基板処理室３と胴環１０との接合部、石英放電板１
１と胴環１０との接合部及びプラズマ発生予備室１２と
胴環１０との接合部等の接合部には、耐熱性のＯリング
１４、１５、１６が設けられ、前記基板処理室３の内部
は気密となっている。又、前記胴環１０の周囲には、所
要数の反応ガス導入孔１７が穿設され、図示しない反応
ガス供給源より反応ガスが供給される様になっている。

【０００４】前記基板処理室３内には基板置台１８が設
けられ、該基板置台１８には処理される基板１９が載置
される。マイクロ波発生ユニット２で発生したマイクロ
波は、前記導波管ユニット４を経て、前記基板処理室３
の内部へ導かれる。導入されたマイクロ波は、前記多孔
反射板９で反射され、前記石英放電板１１と多孔反射板
９間のプラズマ発生域２０の反応ガスを励起し、プラズ
マを発生する。この発生したプラズマによって、前記基
板１９の表面処理が行われる。

【０００５】基板１９の処理は、多孔反射板９の孔を通
過したプラズマ中のイオンのアシスト効果と、同じく孔
を通過したプラズマ中のラジカル（中性活性種）により
行われる。これら、イオンやラジカルの供給状況は基板
の処理特性に大きな影響を与えるため、該イオンやラジ
カルの処理基板への安定した供給は重要である。このこ
とは、取りも直さずプラズマ発生域２０における安定し
たプラズマの発生が重要であることを意味している。

【０００６】プラズマ発生の安定化に影響を与える大き
な要因にマイクロ波導入経路の長さがあり、反応ガスの
種類、処理室３の圧力、マイクロ波電力等、各々の処理
条件に於いて最適と思われる長さに調整しなければなら
ない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した従
来のプラズマ発生装置では、導波管ユニット４やプラズ
マ発生予備室１２がマイクロ波経路を調整できる構造に
なっていないので、処理の条件に合わせてマイクロ波導
入経路を最適な長さに調整するには、導波管５やプラズ
マ発生予備室１２を取り外して、寸法の適切なものと交
換すると共に、マイクロ波発生ユニット２の位置を変え
るなどを必要とし調整には多くの困難を伴うという課題
があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明装置は、上記の課
題を解決し、マイクロ波導入経路の長さを容易に変更で
きるようにするため、図１に示すようにマイクロ波を利
用したプラズマ処理装置において、基板処理室３におけ
るプラズマの生成状態を最適にするために、プラズマ発
生予備室１２内壁に導波板３７を嵌装し、かつ該導波板
３７の外周部にマイクロ波をシールドするシールド材５
０を取付けてプラズマ発生予備室１２に摺動可能とし、
基板処理室３へのマイクロ波導入距離を可変とした構造
を有することを特徴とするものである。

【０００９】

【作 用】プラズマ発生予備室１２の導波板３７位置を
選択することで、マイクロ波発生ユニット２と多孔反射
板９との距離が変り、従って、処理条件に合せてマイク
ロ波導入経路を最適な長さに調整することができ、プラ
ズマ安定化の最適とする条件での基板処理を可能とす
る。

【００１０】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の１実施例を説明
する。図１は本発明装置の１実施例の構成を示す断面
図、図２はその１部の断面図である。図１中では、基板
置台は省略してある。処理容器２１の上端にはドーナツ
盤状の上蓋２２を気密に取付け、該上蓋２２の上面に該
上蓋２２と同心に、胴環１０を気密に固着する。前記上
蓋２２の開口部は、前記胴環１０の内径より若干大き
く、下面が前記胴環１０の内径と同一径となる鍔２３を
有する形状となっている。該鍔２３に多孔反射板９を設
け、生じた隙間には前記胴環１０と同一内径のスペーサ
リング２４を設けることにより前記多孔反射板９を挟設
する。

【００１１】前記胴環１０の内径側には石英放電板１１
保持用の段差部２５を形成し、更に該段差部２５の底面
には溝２６を刻設する。前記胴環１０の底面に環溝２７
を刻設し、該環溝２７と胴環１０の内周面とを連通する
連通孔５１を、半径方向に沿って所要数穿設する。又該
環溝２７には胴環１０の外周面側より穿設した導孔２８
を連通させており、該導孔２８は供給管２９を介して図
示しない反応ガス供給源に接続している。前記上蓋２２
の上面に、前記環溝２７に対して、内径側と外径側にそ
れぞれＯリング３０、３０を設け、環溝２７を気密にシ
ールする。前記石英放電板１１は、その周端を前記段差
部２５に嵌込まれ、前記胴環１０の上面に固着される押
えプレート３１と、胴環１０との間で鋏持される。又、
前記溝２６にはシール用のＯリング３２、石英放電板鋏
持用の合成樹脂製のクッションリング３３を埋設し、又
石英放電板１１の上周縁と前記押さえプレート３１との
間にクッションリング３４を介在させる。

【００１２】前記プラズマ発生予備室１２は、フランジ
３５を有する円筒管３６と天井導波板３７から成り、円
筒管３６のフランジ３５の部分は前記押えプレート３１
に取付けられている。又前記天井導波板３７は円盤状を
なし、その中心部には矩形の開口部３８が設けられ、該
開口部３８を一致させて前記導波管ユニット４の矩形の
断面形状を有する導波管５が取付けられている。更に導
波管ユニット４の他端にはマイクロ波発生ユニット２が
取付けられ、又該マイクロ波発生ユニット２は架体１の
上部に位置している。

【００１３】該架体１のフレーム３９の上面には、昇降
ユニットベース４０が取付けられ、該昇降ユニットベー
ス４０の上面には、マイクロ波発生ユニット２の取付け
ベース４１を介して、昇降ユニット４２が前記マイクロ
波発生ユニット２を昇降可能な位置に設けられている。
前記昇降ユニット４２には、ロッド４３に取付けられた
ハンドル４４がカップリング４５を介してアクションジ
ャッキ４６に取付けられている。該アクションジャッキ
４６の昇降アーム４７の上端にはフローティングジョイ
ント４８が設けられている。又前記天井板３７の外周側
面には、図２に図示した様に２重の溝４９を刻設し、該
溝４９にはベリリウム銅製のマイクロ波シールド材５０
が設けられている。

【００１４】以下、本実施例の作用を説明する。マイク
ロ波発生ユニット２で発生させた２．４５ＧＨｚのマイ
クロ波は、導波管ユニット４に導かれて、プラズマ発生
予備室１２に入り、石英放電板１１を通過して基板処理
室３に導かれる。又該基板処理室３には前記供給管２
９、導孔２８、環溝２７、連通孔５１を経て基板処理室
３内に反応ガスを供給する。一方、基板処理室３は図示
しない排気系により、やはり図示しない圧力制御系によ
り、圧力を制御しつつ排気されている。基板処理室３に
導かれた前記マイクロ波は多孔反射板９で反射され、石
英放電板１１と多孔反射板９の間の反応ガスを励起して
プラズマ発生域２０にプラズマを発生させる。このプラ
ズマによって基板（図示せず）が処理される。

【００１５】プラズマを発生させるにあたり、最適なマ
イクロ波の導入経路の長さを選ぶことは安定したプラズ
マを得るために重要であることを先に述べた。この場合
ハンドル４４を回すことによりアクションジャッキ４６
を動作させると、該アクションジャッキ４６の昇降アー
ム４７が上下方向に移動し、取付けベース４１に設けら
れたマイクロ波発生ユニット２が上下する。該マイクロ
波発生ユニット２には導波管ユニット４が取付けられて
おり、マイクロ波発生ユニット２の昇降に伴って導波管
ユニット４が上下する。又該導波管ユニット４の下端に
は、その外周面にベリリウム銅のシールド材５０を取付
けた天井導波板３７が取付けられており、円筒管３６内
を、マイクロ波をシールドしつつ上下する。面して、マ
イクロ波発生ユニット２と基板処理室３の間のマイクロ
波導入経路の長さが調整される。

【００１６】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、プラズ
マ発生予備室１２の導波板３７の位置を調節し、マイク
ロ波導入経路を容易に最適な長さとすることができ、プ
ラズマ発生域２０におけるプラズマを安定させることが
でき、このため基板の処理特性の最適化を容易に図れる
ことができると共に作業性を大幅に向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の１実施例の構成を示す断面図であ
る。

【図２】その１部の断面図である。

【図３】従来装置の全体を示す説明図である。

【図４】その要部の断面図である。

【符号の説明】

２ マイクロ波発生ユニット ３ 基板処理室 ４ 導波管ユニット ９ 多孔反射板 １１ 石英放電板 １２ プラズマ発生予備室 １８ 基板置台 １９ 基板 ２０ プラズマ発生域 ３７ 天井導波板 ４２ 昇降ユニット ５０ マイクロ波シールド材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロ波を利用したプラズマ処理装置
   におけるプラズマ発生装置において、基板処理室におけ
   るプラズマの生成状態を最適にするために、プラズマ発
   生予備室内壁に導波板を嵌装し、かつ該導波板の外周部
   に、マイクロ波をシールドするシールド材を取付けてプ
   ラズマ発生予備室に摺動可能とし、前記基板処理室への
   マイクロ波導入距離を可変とした構造を有することを特
   徴とするプラズマ発生装置。
2. 【請求項２】 プラズマ発生予備室の導波板に連結され
   る装置を移動するための移動ユニットを有する請求項１
   のプラズマ発生装置。