JPH0791656B2 - Microwave plasma processing equipment - Google Patents
Microwave plasma processing equipmentInfo
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- JPH0791656B2 JPH0791656B2 JP3129080A JP12908091A JPH0791656B2 JP H0791656 B2 JPH0791656 B2 JP H0791656B2 JP 3129080 A JP3129080 A JP 3129080A JP 12908091 A JP12908091 A JP 12908091A JP H0791656 B2 JPH0791656 B2 JP H0791656B2
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波放電プラズ
マを利用し、プラズマ化学蒸着、プラズマエッチング処
理、スパッタリング成膜処理等を行なうマイクロ波プラ
ズマ処理装置に関し、特に真空室内の少なくとも一部に
電子サイクロトロン共鳴条件以上の磁場を形成し、マイ
クロ波の電子サイクロトロン共鳴吸収によってプラズマ
放電を生成させる構成とした電子サイクロトロン共鳴マ
イクロ波プラズマ処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave plasma processing apparatus utilizing microwave discharge plasma for performing plasma chemical vapor deposition, plasma etching processing, sputtering film forming processing, etc. The present invention relates to an electron cyclotron resonance microwave plasma processing apparatus configured to generate a magnetic field above a cyclotron resonance condition and generate plasma discharge by electron cyclotron resonance absorption of microwaves.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般にプラズマ処理装置等の真空装置
は、複数の構成部材をゴム状リングを介して接合して真
空シ−ルを行ない真空室を構成している。マイクロ波を
プラズマの生成に用いるマイクロ波プラズマ処理装置の
場合も一般にはこの構成で真空室が構成されており、電
子サイクロトロン共鳴マイクロ波プラズマ処理装置の場
合にも同様である。しかしながらこの構成はマイクロ波
の漏洩に対する配慮が為されていないという問題があ
る。このマイクロ波の漏洩防止は安全性の面で重要であ
り、少なくとも２ｍＷ／ｃｍ2以下に維持する必要があ
る。このマイクロ波の漏洩はアルミニウムや銅等の良導
電性金属を密着させる場合には問題が少ないが、一般に
真空室の構成部材は強度の面から導電性の悪いステンレ
スによって作成されており、マイクロ波の漏洩の危険が
大きいという問題があった。これはマイクロ波の伝播が
導体表面を流れる誘導電流を介するものであって、導電
性の悪い金属を接合した場合、この誘導電流が接合位置
で真空室内面に確実に伝わらず、むしろ各接合部材の接
合部表面に沿って、接合界面から外部に漏洩しやすいた
めである。マイクロ波の漏洩を完全に防止するためには
全周に亘る確実な電気的接続の形成が必要であるが、単
なる面接触の場合には全周に亘る確実な電気的接続の形
成は困難であり、比較的長い非接触部を生じやすく、こ
の部分からのマイクロ波漏洩の危険が大きい。またプラ
ズマ処理装置等の真空装置は分解再組立ての機会が多
く、その際に接合部の電気的接続が不確実となる可能性
が大きいという問題もある。特に真空室内の少なくとも
一部に電子サイクロトロン共鳴条件以上の磁場を形成
し、マイクロ波の電子サイクロトロン共鳴吸収によって
プラズマ放電を生成させる構成とした電子サイクロトロ
ン共鳴マイクロ波プラズマ処理装置の場合、１００Ｗ以
上数ｋＷのマイクロ波を真空室内に導入するものであ
り、安全基準以上のマイクロ波漏洩の危険が大きいとい
う問題がある。2. Description of the Related Art Generally, a vacuum apparatus such as a plasma processing apparatus constitutes a vacuum chamber by joining a plurality of constituent members through a rubber ring to perform a vacuum seal. In the case of a microwave plasma processing apparatus that uses microwaves to generate plasma, the vacuum chamber is generally configured with this configuration, and the same applies to the electron cyclotron resonance microwave plasma processing apparatus. However, this configuration has a problem that no consideration is given to leakage of microwaves. This prevention of microwave leakage is important from the viewpoint of safety, and it is necessary to keep it at least 2 mW / cm 2 or less. Although this microwave leakage is less problematic when a good conductive metal such as aluminum or copper is adhered, the constituent members of the vacuum chamber are generally made of stainless steel, which has poor conductivity from the viewpoint of strength. There was a problem that there was a great risk of leakage. This is because the propagation of microwaves is through an induced current flowing on the conductor surface, and when a metal with poor conductivity is joined, this induced current is not reliably transmitted to the inside of the vacuum chamber at the joining position, but rather each joining member. This is because it is easy to leak from the bonding interface to the outside along the surface of the bonding part. It is necessary to form a reliable electrical connection over the entire circumference to completely prevent microwave leakage, but it is difficult to form a reliable electrical connection over the entire circumference in the case of simple surface contact. However, a relatively long non-contact portion is likely to occur, and there is a great risk of microwave leakage from this portion. There is also a problem that a vacuum apparatus such as a plasma processing apparatus is often disassembled and reassembled, and at that time, electrical connection of a joint portion is likely to be uncertain. Particularly, in the case of an electron cyclotron resonance microwave plasma processing apparatus configured to generate a plasma discharge by absorbing the electron cyclotron resonance of microwaves in at least a part of the vacuum chamber, a magnetic field of 100 W or more and several kW or more are used. The above microwave is introduced into the vacuum chamber, and there is a problem that there is a great risk of microwave leakage above the safety standard.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、真空
室内からのマイクロ波漏洩の危険が少なく、かつ、真空
室内の真空シールもきちんとできるマイクロ波プラズマ
処理装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to create a vacuum.
There is less risk of microwave leakage from the room and the vacuum
Microwave plasma that can properly vacuum seal the room
It is to provide a processing device.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、金属部
材を用いて構成された真空室と、前記真空室内にマイク
ロ波電力を供給する手段、放電ガスを導入する手段およ
び被処理物を保持する手段とを有するマイクロ波プラズ
マ処理装置において、前記真空室を構成する容器は共に
ステンレス材よりなる第一および第二の構成部材を有
し、前記第一構成部材と前記第二の構成部材との接合部
には両者を接合するための第一および第二のフランジ部
が設けられ、前記第一のフランジ部には二重のリング形
状の溝が形成され、内側の前記溝にはゴム状リングの真
空シール材が嵌め込まれ、外側の前記溝にはゴム状線材
全体を金属メッシュで被覆してリング状とした電磁シー
ル材が嵌め込まれ、前記第一および第二のフランジ部を
複数個のボルトおよびナットで締めつけることにより前
記接合部を前記真空シール材によりその全周に渡って真
空シールすると共に前記接合部を前記電磁シール材によ
りその全周に渡って電磁シールするように構成されたこ
とを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置にある。 The gist of the present invention is to provide a metal part.
A vacuum chamber made of material and a microphone inside the vacuum chamber.
Means for supplying microwave power, means for introducing discharge gas and
And a means for holding an object to be processed
In the processing apparatus, the containers that make up the vacuum chamber are
Has first and second components made of stainless steel
Then, a joint portion between the first constituent member and the second constituent member
The first and second flanges for joining the two
Is provided, and the first flange portion has a double ring shape.
-Shaped groove is formed, and the inside of the groove is a true rubber ring.
An empty seal material is fitted and a rubber wire is placed in the groove on the outside.
A ring-shaped electromagnetic shield that is entirely covered with a metal mesh.
The first flange and the second flange,
By tightening with multiple bolts and nuts
The vacuum seal material is used to keep
The air-sealing is performed, and the joint is formed by the electromagnetic seal material.
Is designed to electromagnetically seal the entire circumference of
And a microwave plasma processing apparatus characterized by the following.
【０００５】[0005]
【作用】真空シールと電磁シールを一つのシール材で行
うことは特開平１−１９３４６３号公報で公知である。
この方法では真空シールはうまくいくが、電磁シールは
うまくいかない。その理由は以下の通りである。真空シ
ールを行うためにはシール材に粘性の高いグリースを塗
った上で構成部材どうしをボルト、ナットで締め付ける
のが通常である。所要の気密性を確保するためである。
一方、この構成では真空シール材に同時に電磁シール機
能をも持たせようとしている。ところが、グリースは絶
縁物であり、それを塗布したシール材を用いてシールし
てもシール材と構成部材とが十分に密着しないので電磁
シールが不十分となる。シール材と構成部材との間に挟
まったグリースの部分から電磁波が漏れる。この公知例
ではプラズマ放電を利用した高周波真空加工装置を対象
としており、その動作周波数は一般にＲＦバイアスの１
３．５６ＭＨｚである。マイクロ波に比べれば低いこの
程度の周波数では波長が比較的長いので、小さな隙間
（グリースで電磁シールが不十分となっている部分を
「隙間」と称することにする）から漏れる電磁波は少な
い。ところが本発明のようにマイクロ波（２．４５ＧＨ
ｚ）の場合は波長が１２ｃｍ程度であり、１ｃｍ位の隙
間があれば電磁波は十分に漏れる。従って、この公知例
の構成はマイクロ波プラズマ処理装置のシールには適さ
ない。また、この公知例には真空シール材には弾力性を
有するＯリングを用い、電磁シール材には別途、金属メ
ッシュリングを用いることも記載されている。この金属
メッシュリングはバネ状の金属あるいはそれを巻き廻し
たものと思われる。金属メッシュの内部にゴムのような
弾性体を内蔵したものではない。このような構成におい
ても、真空シールはうまくいくが、電磁シールはうまく
いかない。この金属メッシュリング自体は弾性に富んだ
ものではないから、接合部にこれらシール材を挟んでボ
ルト、ナットで締めても、やはり「隙間」ができ、電磁
波が漏れるからである。これに対して本発明において
は、真空シールと電磁シールとを別個に行うと共に、電
磁シール材には「ゴム状線材全体を金属メッシュで被覆
してリング状とした」ものを用いる。これにより真空シ
ールは本来的にその機能を果たす。電磁シールも隙間な
く行うことができるので、マイクロ波プラズマ処理装置
におい ても電磁波の漏れを十分小さくできる。 [Operation] Vacuum seal and electromagnetic seal are made with one sealing material
This is known from Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-193463.
Vacuum sealing works well with this method, but electromagnetic sealing does
It doesn't work. The reason is as follows. Vacuum
To prevent this, apply a highly viscous grease to the sealant.
And then tighten the components with bolts and nuts.
Is normal. This is to ensure the required airtightness.
On the other hand, in this configuration, the vacuum sealing material is simultaneously applied to the electromagnetic sealing
I am trying to have Noh. However, the grease is not
It is a fringe and is sealed with a sealant coated with it.
However, since the sealing material and the components do not adhere sufficiently,
Insufficient sealing. Insert it between the sealing material and the
The electromagnetic wave leaks from the grease part that got stuck. This publicly known example
Targets high-frequency vacuum processing equipment that uses plasma discharge
The operating frequency is generally 1 of RF bias.
It is 3.56 MHz. This is lower than microwave
Since the wavelength is relatively long at a moderate frequency, a small gap
(Remove the part where the electromagnetic seal is insufficient with grease.
There are few electromagnetic waves that leak from the "gap")
Yes. However, as in the present invention, the microwave (2.45 GH
In the case of z), the wavelength is about 12 cm, and the gap is about 1 cm.
If there is a gap, electromagnetic waves leak sufficiently. Therefore, this known example
Is suitable for sealing microwave plasma processing equipment
Absent. Also, in this known example, the vacuum sealing material has elasticity.
Use the O-ring that you have, and use a metal
The use of shrings is also described. This metal
The mesh ring is a spring-shaped metal or it is wound around
It seems to have been Like rubber inside a metal mesh
It does not have a built-in elastic body. Smell like this
However, the vacuum seal works well, but the electromagnetic seal works well.
do not go. This metal mesh ring itself is highly elastic
Since it is not a thing, sandwich these sealing materials at the joint and
Even if you tighten it with a nut or a nut, there is still a gap,
Because the waves leak. On the other hand, in the present invention,
Separates the vacuum seal and electromagnetic seal, and
For the magnetic seal material, "The entire rubber wire is covered with a metal mesh.
And made into a ring shape. This allows the vacuum
Naturally fulfill its function. No electromagnetic seal
Microwave plasma processing equipment
Even smell leakage of electromagnetic waves can be sufficiently reduced.
【０００６】[0006]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１および図２に
よって説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【０００７】図１は本発明のマイクロ波プラズマ処理装
置の真空室を構成する金属部材の接合部の構成を示す断
面図であって、１，２はそれぞれ真空室を構成する金属
部材であり、３，４は接合のためのフランジである。５
は真空シ−ルを行なうために設置するゴム状リング６を
固定するための溝である。７，８はフランジ３，４を密
着するためにボルトを通す通し穴であり、ボルトナット
で締め付けてゴム状リング６を押し潰すことによって真
空シ−ルが達成される。９はゴム状リング６を固定する
ために設けられた溝５の外周に環状に設けられた溝であ
って、ここにゴム状線材に金属メッシュを被覆させた線
材１０を設置する。マイクロ波の漏洩は主としてフラン
ジ３，４の密着によって防止されるが、完全ではない。
溝９に設置されたゴム状線材に金属メッシュを被覆させ
た線材１０はフランジ３，４を密着させた場合に押し潰
され、金属メッシュがフランジ３，４に密着し全周に亘
り確実に電気的接続を形成する。これによりマイクロ波
の漏洩を大幅に低減することができる。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of a joint portion of metal members constituting a vacuum chamber of a microwave plasma processing apparatus of the present invention, wherein reference numerals 1 and 2 denote metal members constituting the vacuum chamber, respectively. Reference numerals 3 and 4 are flanges for joining. 5
Is a groove for fixing the rubber-like ring 6 installed for performing vacuum sealing. Numerals 7 and 8 are through holes through which the bolts are passed in order to closely attach the flanges 3 and 4, and the vacuum seal is achieved by squeezing the rubber-like ring 6 by tightening with bolt nuts. Reference numeral 9 denotes an annular groove provided on the outer periphery of the groove 5 provided for fixing the rubber ring 6, in which the wire material 10 in which the rubber wire material is covered with a metal mesh is installed. Microwave leakage is mainly prevented by the close contact of the flanges 3 and 4, but is not perfect.
The rubber-like wire rod installed in the groove 9 is covered with a metal mesh, and the wire rod 10 is crushed when the flanges 3 and 4 are in close contact with each other. Form a dynamic connection. This makes it possible to significantly reduce microwave leakage.
【０００８】図２は本発明に用いるゴム状線材に金属メ
ッシュを被覆させた線材１０の模式図であり、金属メッ
シュ１１がゴム状線材１２に被覆されている。この線材
１０は環状である必要は無く、両端部で金属メッシュ１
１のみが互いに接触するように溝９に設置することによ
ってフランジの全周に亘り確実に電気的接続を形成する
ことが可能である。このような構成とすることによって
マイクロ波の漏洩は１／５０以下に低減可能であること
が確認されている。FIG. 2 is a schematic view of a wire rod 10 in which a rubber-like wire rod used in the present invention is covered with a metal mesh. A metal mesh 11 is covered with a rubber-like wire rod 12. This wire rod 10 does not need to be annular, and the metal mesh 1 at both ends.
By installing in the groove 9 so that only one contacts each other, it is possible to reliably form an electrical connection over the entire circumference of the flange. It has been confirmed that with such a configuration, microwave leakage can be reduced to 1/50 or less.
【０００９】一般にマイクロ波漏洩量が多いのはプラズ
マ生成域に対してマイクロ波の導入側であるが、プラズ
マ生成域の後方でも、特にマイクロ波を導入してもプラ
ズマ放電が発生しないような場合に比較的大きいマイク
ロ波漏洩が起こることがあり、本発明のような構成とす
ることが安全上望ましい。特に真空室内の少なくとも一
部に電子サイクロトロン共鳴条件以上の磁場を形成し、
マイクロ波の電子サイクロトロン共鳴吸収によってプラ
ズマ放電を生成させる構成とした電子サイクロトロン共
鳴マイクロ波プラズマ処理装置の場合、１００Ｗ以上数
ｋＷのマイクロ波を真空室内に導入するものであり、本
発明のような構成とすることが安全上望ましいことが確
認されている。Generally, the amount of microwave leakage is large on the microwave introduction side with respect to the plasma generation region, but in the case where plasma discharge does not occur even after the plasma generation region, especially when microwaves are introduced. Since a relatively large microwave leakage may occur in the device, it is desirable from a safety point of view to employ the configuration of the present invention. In particular, a magnetic field above the electron cyclotron resonance condition is formed in at least a part of the vacuum chamber,
In the case of an electron cyclotron resonance microwave plasma processing apparatus configured to generate a plasma discharge by electron cyclotron resonance absorption of microwaves, microwaves of 100 W or more and several kW are introduced into the vacuum chamber, and the structure as in the present invention is adopted. It has been confirmed that the following is desirable for safety.
【００１０】[0010]
【発明の効果】本発明によれば、真空室内からのマイク
ロ波漏洩の危険が少なく、かつ、真空室内の真空シール
もきちんとできるマイクロ波プラズマ処理装置を提供す
ることができる。 According to the present invention, the microphone from the vacuum chamber
There is little risk of wave leakage, and a vacuum seal inside the vacuum chamber
Providing a microwave plasma processing device that can properly perform
You can
【図１】本発明のマイクロ波プラズマ処理装置の真空室
を構成する金属部材の接合部の構成を模式的に示す断面
図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a joint portion of a metal member that constitutes a vacuum chamber of a microwave plasma processing apparatus of the present invention.
【図２】本発明に用いるゴム状線材に金属メッシュを被
覆させた線材の模式図である。FIG. 2 is a schematic view of a wire rod in which a rubber-like wire rod used in the present invention is covered with a metal mesh.
１，２…真空室の構成部材 ３，４…接合フラン
ジ ５…溝 ６…真空シ−ル用ゴム状リング ７，８…ボルト通し
穴 ９…溝 １０…金属メッシュ被覆ゴム状線材 １１…金属メッシュ １２…ゴム状芯材。1, 2 ... Constituent members of vacuum chamber 3, 4 ... Joining flange 5 ... Groove 6 ... Rubber ring for vacuum seal 7, 8 ... Bolt through hole 9 ... Groove 10 ... Metal mesh coated rubber wire 11 ... Metal mesh 12 ... Rubber-like core material.
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/3065 21/31 Ｃ (72)発明者 村松 信一 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 平１−193463（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−89670（ＪＰ，Ａ)Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical indication location H01L 21/3065 21/31 C (72) Inventor Shinichi Muramatsu 1-280, Higashi Koigokubo, Kokubunji, Tokyo Hitachi Ltd. (56) References Japanese Patent Laid-Open No. 1-193463 (JP, A) Japanese Patent Laid-Open No. 63-89670 (JP, A)
Claims (1)
記真空室内にマイクロ波電力を供給する手段、放電ガス
を導入する手段および被処理物を保持する手段とを有す
るマイクロ波プラズマ処理装置において、 前記真空室を構成する容器は共にステンレス材よりなる
第一および第二の構成部材を有し、 前記第一構成部材と前記第二の構成部材との接合部には
両者を接合するための第一および第二のフランジ部が設
けられ、 前記第一のフランジ部には二重のリング形状の溝が形成
され、内側の前記溝にはゴム状リングの真空シール材が
嵌め込まれ、外側の前記溝にはゴム状線材全体を金属メ
ッシュで被覆してリング状とした電磁シール材が嵌め込
まれ、前記第一および第二のフランジ部を複数個のボル
トおよびナットで締めつけることにより前記接合部を前
記真空シール材によりその全周に渡って真空シールする
と共に前記接合部を前記電磁シール材によりその全周に
渡って電磁シールするように構成されたことを特徴とす
るマイクロ波プラズマ処理装置。 1. A vacuum chamber formed by using a metal member, and
Means for supplying microwave power to the vacuum chamber, discharge gas
And means for holding the object to be processed.
In the microwave plasma processing apparatus according to the above, both of the containers forming the vacuum chamber are made of stainless steel material.
Having first and second constituent members, the joint between the first constituent member and the second constituent member
There are first and second flanges to connect the two.
A double ring-shaped groove is formed on the first flange.
The inside of the groove has a rubber ring vacuum sealant.
The entire rubber wire is fitted into the groove on the outside.
Ring-shaped electromagnetic seal material covered with ash is fitted
Rarely, the first and second flanges are replaced by a plurality of bolts.
Front of the joint by tightening the
Vacuum seal the entire circumference with the vacuum seal material.
Along with the electromagnetic sealing material,
Characterized by being configured to electromagnetically seal across
Microwave plasma processing equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3129080A JPH0791656B2 (en) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | Microwave plasma processing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3129080A JPH0791656B2 (en) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | Microwave plasma processing equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04354876A JPH04354876A (en) | 1992-12-09 |
| JPH0791656B2 true JPH0791656B2 (en) | 1995-10-04 |
Family
ID=15000587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3129080A Expired - Fee Related JPH0791656B2 (en) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | Microwave plasma processing equipment |
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-
1991
- 1991-05-31 JP JP3129080A patent/JPH0791656B2/en not_active Expired - Fee Related
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