(57)【要約】【課題】広い面積の基板を処理できる安価な装置を提供する。【解決手段】  真空槽１０の貫通孔２０に、イットリウム酸化物薄膜から成る保護膜が形成された窓２１を配置し、フッ素原子を化学構造中に有する反応ガスを含む処理ガスのプラズマを形成して基板１４表面にテクスチャーを形成する。イットリウム酸化物はフッ素と反応しないので、窓２１はエッチングされない。窓２１の長手方向が異なる方向に向けられているので、真空槽１０内での電波干渉が無く、安定してプラズマを生成できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空槽と、
前記真空槽に取り付けられた複数の窓と、
前記窓に一端が取り付けられた導波管と、
前記導波管の他端に取り付けられ、０．３ＧＨｚ以上３ＴＨｚ以下の周波数の電波であるマイクロ波を放出するマグネトロン発振器と、
前記真空槽には、前記真空槽内にフッ素原子を化学構造に含む処理ガスを導入するガス導入系と、前記真空槽内を真空排気する真空排気系が接続され、
前記導波管には、前記導波管内部に金属棒を長さ可変に挿入する反射波消去装置が設けられ、
前記窓の前記真空槽内に露出する表面には、イットリウム酸化物薄膜が形成された真空処理装置。
【請求項２】
前記各窓は長方形に形成され、その長手方向は、互いに異なる方向に向くように配置された請求項１記載の真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は真空処理技術に係り、特に、フッ素原子を化学構造中に有する処理ガスをマイクロ波で励起させる真空処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板表面にテクスチャ(凹凸)を形成したテクスチャ付き基板は、その凹凸パターンによって屈折率や光学特性を自由に制御することが可能であり、太陽電池基板や反射板等の光学部材に広く用いられている。
テクスチャ付き基板の製造方法としてウェットエッチング法が用いられているが、ウェットエッチング法で０．３〜０．５μｍの微細な凹凸パターンを形成するのは困難である。
ＲＩＥによって基板をドライエッチングし、テクスチャを形成する方法もあり、ＲＩＥでは、シリコン基板のように組成が明確な基板はドライエッチング制御が容易であるが、ガラス基板のように金属成分が多く含まれ、且つ、その組成が不明確なものはエッチング制御が困難である。
特に、アルカリガラスは、アルミナ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ等の成分を含んでおり、これらの成分はＳｉＯ2と比べてエッチング速度が遅いため、ＲＩＥ法で０．３〜０．５μｍエッチングするためには、１００〜２００分もの長いエッチング時間を必要とする。そのため、エッチング工程中にアルカリガラス基板が高温になり、変形してしまう場合がある。また、アルカリガラス基板が長時間プラズマに曝されるため、プラズマダメージを受ける原因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３０８０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記要求に応えるために創作されたものであり、広い面積の基板を処理できる安価な真空処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、真空槽と、前記真空槽に取り付けられた複数の窓と、前記窓に一端が取り付けられた導波管と、前記導波管の他端に取り付けられ、０．３ＧＨｚ以上３ＴＨｚ以下の周波数の電波であるマイクロ波を放出するマグネトロン発振器と、前記真空槽には、前記真空槽内にフッ素原子を化学構造に含む処理ガスを導入するガス導入系と、前記真空槽内を真空排気する真空排気系が接続され、前記導波管には、前記導波管内部に金属棒を長さ可変に挿入する反射波消去装置が設けられ、前記窓の前記真空槽内に露出する表面には、イットリウム酸化物薄膜が形成された真空処理装置である。
また、本発明は、前記各窓は長方形に形成され、その長手方向は、互いに異なる方向に向くように配置された真空処理装置である。
【発明の効果】
【０００６】
処理ガスと反応する石英から成る窓本体表面に、処理ガスと反応しないイットリウム酸化物（Ｙ2Ｏ3)の薄膜が形成されており、処理ガスは窓本体には接触しないようにされているので、低コストの電波導入窓を設けることができる。
同じ形状をした複数の窓が同一面上で異なる方向に向けられているので、真空槽内に各窓から導入されるマイクロ波の振動面の方向が異なっており、マイクロ波同士の相互影響がない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の真空処理装置の一例
【図２】スタブ構造の説明
【図３】電波導入窓の向きの説明
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１の符号１は、本発明の真空処理装置を示している。
この真空処理装置１は、真空槽１０を有しており、真空槽１０内に処理対象物を配置する載置台１１が配置されている。
真空槽１０の天井には、貫通孔２０が複数形成されており、各貫通孔２０には、窓２１がそれぞれ配置されている。
窓２１はマイクロ波が透過可能であり、透明な窓本体と、窓本体の表面に形成された保護膜とで構成されている。ここでは、窓本体は石英で構成されており、保護膜は、窓本体の表面にＣＶＤ法によって形成された膜厚１μｍのイットリウム酸化物（Ｙ2Ｏ3)薄膜で構成されている。
窓２１は保護膜が真空槽１０の内部に露出する向きで貫通孔２０に固定されており、窓本体が真空槽１０の内部雰囲気には接触しないようになっている。
各窓２１の真空槽１０の外側の位置には、導波管２２を介してマグネトロン発振器２３がそれぞれ設けられている。
【０００９】
各マグネトロン発振器２３にはそれぞれ高周波電源２６が接続されている。各マグネトロン発振器２３は、高周波電源２６から電圧を印加されるとマイクロ波（周波数３００ＭＨｚ〜３ＴＨｚの電波、ここでは、２．４５ＧＨｚ)を発生させ、発生したマイクロ波は導波管２２を通って窓２１に到達し、窓２１から真空槽１０内に導入される。
導波管２２は断面が長方形であり、その側面には反射波消去装置が設けられている。図２に示すように、この反射波消去装置３０は、導波管２２の長方形の長辺となる幅広の側面に設けられた複数個の孔２９(ここでは３個)と、各孔２９にそれぞれ一本ずつ挿入されたネジ２４で構成されている。
各ネジ２４の先端部分は金属棒であり、導波管２２の内部に位置している。ネジ２４の先端とは反対側のネジ頭２５は導波管２２の外部に出されており、ネジ頭２５を回転させることで、導波管２２の内部に挿入されるネジ２４の先端部分の長さを調節できるようにされている(スタブ構造)。
【００１０】
マグネトロン発振器２３から放射され、導波管２２内部を進行するマイクロ波は、その一部が各ネジ２４の先端部分で反射されてスタブ構造の反射波が生成される。他方、マイクロ波のうち、各ネジ２４を通過して進行する部分は、導波管２２の終端の窓２１の位置で、その一部が反射されて導波管２２端部での反射波となる。
導波管２２端部での反射波がスタブ構造による反射波によって打ち消されるように各ネジ２４の挿入長さを調節すると、導波管２２端部の反射波による定在波が導波管２２内で発生せず、真空槽１０内に導入されるマイクロ波のエネルギーが増大する。
【００１１】
真空槽１０には真空排気系(真空排気装置)１８とガス導入系(ガス導入装置)３４が接続されている。ガス導入系３４は、処理ガスが配置されたガス源３１に接続されており、真空槽１０内を真空排気し、真空雰囲気を維持しながら処理対象物を真空槽１０内に搬入し、載置台１１上に乗せ、ガス導入系３４から真空槽１０内に処理ガスを導入する。
その状態で各マグネトロン発振器２３からマイクロ波を放出させると、各窓２１部を透過したマイクロ波が、真空槽１０内に導入された処理ガスに照射され、処理ガスのプラズマが生成される。
【００１２】
各窓２１の形状は、導波管２２の断面(マイクロ波進行方向に対して直角な面)と同じ形状であり、各窓２１は、図３に示すように、長方形に形成されており、その長辺(長手方向)が伸びる方向が互いに異なる方向に向けられている。
例えば、複数の窓２１のうち、一つの窓２１を基準にした場合、他の窓２１は、基準の窓２１に対して、５°以上１７５°以下のそれぞれ異なる角度で配置されている。
このように、窓の長辺が互いに平行にならないように、角度が調整されており、マグネトロン発振器２３から導波管２２と窓２１を介して真空槽１０内に導入されるマイクロ波は振動面が重ならないので、干渉が発生せずに均一なプラズマが形成され、また、異常放電が生じないようになっている。
ここでは、処理ガスはフッ素化合物を含むガスであり、例えば、Ｃ3Ｆ8ガスとＳＦ6ガスとＡｒガスとで構成され、処理ガス中の少なくとも一種の反応ガスは、化学構造中にフッ素原子を有している。
【００１３】
真空槽１０内は、Ｃ3Ｆ8ガスを２５０ＳＣＣＭ、ＳＦ6ガスを３５０ＳＣＣＭ、Ａｒガスを３００ＳＣＣＭを導入し、６０Ｐａ程度の圧力になるように真空排気されている。
反応性ガスであるＣＦ4のイオンやラジカルは、フッ素原子を含むため水晶やガラス等のＳｉＯ2成分と反応し、ＳｉＯ2成分を気化させ、真空排気によって除去するが、Ｙ2Ｏ3やＡｌＮとは反応せず、除去されない。ＡｌＮの場合は、窓２１全体をＡｌＮで構成するためコストが高いが、本発明は、窓本体は石英で構成し、真空槽１０の内側にＹ2Ｏ3膜の保護膜を配置し、窓本体と処理ガスとが接触しないようにしているので、窓２１は反応性ガスとは反応しない。
真空槽１０内部の、窓２１及び処理ガスの導入位置と、載置台１１の間には、真空槽１０と共に接地電位に置かれた網３７が配置されている。処理ガスのプラズマは、網３７と天井の間で生成され、プラズマ中で発生した処理ガスのイオンやラジカルは、網３７を通って載置台１１方向に移動する。
【００１４】
載置台１１は、電極１２と、電極１２上に配置された絶縁板１３とを有しており、絶縁板１３上には処理対象物である基板１４が配置されている。
この基板１４は３００ｍｍ×２８０ｍｍの大きさのアルカリガラスの基板である。
電極１２は交流電源２７に接続されており、電極１２に１３．５６ＭＨｚ程度の交流電圧を印加し、イオン入射を促進するように構成されている。
アルカリガラスの成分は、シリカ(Ｓｉ)、及びその酸化物、ＣａＯ、アルミナ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯであるが、基板１４中のＳｉやＳｉＯ2がエッチングされると、残渣のＣａ、Ａｌ2Ｏ3、Ｍｇ等がマスク剤となり、膜厚方向にある程度エッチングされると、エッチングの進行は停止する。
【００１５】
本発明では、Ａｒで残渣物がスパッタリングされて除去される。また、負性ガスの作用により、クーロン力によるマスク材の集塵によりテクスチャーの形成が行われる。
つまり、Ｃ3Ｆ8ガスとＳＦ6ガスが解離し、生成されたＦマイナスイオンからの電荷移動により、一部脱離したアルミニウム原子の負チャージと、その他の正にチャージされたマスク材が集塵し、新たなマスク材を形成するが、マスク材が希薄になった部分は直ぐにエッチングされ、他方、マスク材自体も僅かにエッチングされ、このマスク材のスパッタエッチングレートとＳｉＯ2のエッチングレートの選択比により、テクスチャー形状はコントロールされ、微細凹凸パターン付きの基板１４を作成することができる。
【００１６】
基板１４と反応ガスが反応して生成されたガスは、真空排気によって除去される。
基板１４表面にテクスチャーが形成された後、基板１４は真空槽１０の外部に搬出される。  
なお、上記実施例では基板１４はアルカリガラスであったが、本発明装置には、無アルカリガラス、石英基板、Ｓｉ基板を使用してテクスチャーを形成することもできる。処理ガスの組成を変えることで、形成される微細凹凸パターンの屈折率を変化させることができる。
また、基板１４表面に形成された有機薄膜等のアッシングにももちいることができる。
【００１７】
装置について説明したが、本発明は、部分的に露出した薄膜を除去するエッチング装置であってもよい。
【符号の説明】
【００１８】
１……真空処理装置
１０……真空槽
２１……窓
２２……導波管
２３……マグネトロン発振器
３０……反射波消去装置
【図１】
2010171041.tif 000003
【図２】
2010171041.tif 000004
【図３】
2010171041.tif 000005