技術宝箱

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特 許27. 大面積で均一な処理ができるマイクロ波プラズマ装置1. 特許第4793662号 登録平成23年8月5日(出願平成20年3月28日)・出願人 独立行政法人産業技術総合研究所・発明の名称 マイクロ波プラズマ処理装置・要約 マイクロ波電力を供給して処理室にプラズマを発生させるプラズマ処理装置にあって、マイクロ波電力を供給するために配設された導波管と、導波管の管軸方向に沿って配設された複数個のマイクロ波結合孔と、導波管の管軸方向に沿って、かつマイクロ波結合孔の下方に配設された1枚板からなるマイクロ波が透過可能な誘電体部材と、複数個のマイクロ波結合孔と誘電体部材との間に設けられた隙間と、誘電体部材を冷却するための冷却手段と、を具備するマイクロ波プラズマ処理装置であり、また、好ましくはマイクロ波結合孔として、環状形状をしたマイクロ波結合孔を用いる。 ◆背景 半導体又はマイクロマシン等を製造するプロセスにおいて、反応ガスに外部からエネルギーを与えた際に発生するプラズマが広く用いられている。ここで、放電容器にマイクロ波電力が導入されて発生する表面波によりプラズマを発生・維持させるプラズマ処理装置が、外部磁界の印加が不要なことなどの特性を有してことから注目されている。そして、高速プロセスを可能にするためには、高いプラズマ密度と高いラジカル密度が提供できるプラズマ処理装置が要る。そのためには、高い電力で運転できるプラズマ装置が望ましい。しかしながら、従来のマイクロ波プラズマ処理装置では、マイクロ波電力が強くなると、誘電体窓が破壊するという問題があり、誘電体窓とマイクロ波結合孔との間に隙間を設け、該隙間に空気を流す構造とすることにより、高速プロセスを行うために大パワーのマイクロ波を投入しても少量の冷却ガスの供給により解決する手段がとられていた。しかしながら、大電力運転、かつ長時間運転においては、誘電体窓を冷却してもマイクロ波電力や熱の局所的な集中により、誘電体窓の温度勾配が大きくなり、誘電体窓が割れることがあった。 ◆発明が解決しようとする課題 大量、かつ高速プロセスを行うために密度の高い均一性と高密度のプラズマを発生すること、大面積のプラズマを発生すること、大電力で運転、かつ、長時間運転しても誘電体窓の熱破壊を防止すること、が可能なマイクロ波プラズマ処理装置を提供する。 ◆課題を解決するための手段 導波管の管軸方向に沿って、かつマイクロ波結合孔の下方に配設された1枚板からなるマイクロ波が透過可能な誘電体窓を用いる。また、より望ましくは、環状形状とすることが望ましいことを見いだした。さらに、誘電体窓が周りの金属製壁と接しないように隙間を設け、導波管又はその隙間を囲まれた装置の壁に適切にガス供給口および排気口を設け、冷却ガスを流す等の冷却手段を備える。請求項1マイクロ波電力を供給して処理室にプラズマを発生させるプラズマ処理装置にあって、 マイクロ波電166中小企業のための技術宝箱特許情報

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