(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造に使用される洗浄ガスを解離するための装置であって、
マイクロ波共振器を囲むハウジングと、
マイクロ波エネルギーを前記共振器に印加する発振器と、
前記ハウジング内にあり、中心軸を有し、内部を洗浄ガスが流れ、前記マイクロ波エネルギーによって洗浄ガスが解離されるプラズマチューブであって、前記洗浄ガスが流入および流出する２つの端部を有するプラズマチューブと、
前記プラズマチューブの各端部を熱的に保護するとともに、大気漏洩に対してシールするための第１と第２の構造アセンブリであって、それぞれは金属であり、前記プラズマチューブのそれぞれの端部に対して更にそれぞれの端部のまわりと弾力的に隙間なくしっかり嵌合した内側の弾性部分を有し、かつ、前記プラズマチューブの前記端部から熱を取り去るための熱伝導率を有し、それによって前記装置を熱損傷から保護し、前記装置がより効率的に運転できるようにする第１と第２の構造アセンブリと、
を備え、
前記第１と第２の構造アセンブリの各々は、
前記中心軸方向にテーパが付けられた外面を有する金属リングカラー、および前記プラズマチューブのまわりでその一端の近くにしっかりクランプされた熱伝導性エラストマ材料の薄層と、
フェースリングを介して前記金属リングカラーに隣接して、前記プラズマチューブを囲む耐熱エラストマ材料のシール用Ｏ−リングと、
前記金属リングカラーの前記外面と同様にテーパ加工された円形面を有し、前記金属リングカラーにしっかり嵌合され前記Ｏ−リングをそれ自体と前記プラズマチューブにしっかりクランプする金属エンドボスと、
を備える洗浄ガス解離装置。
【請求項２】
前記金属リングカラーの各々は、噛み合ってエラストマ材料の前記薄層を前記プラズマチューブのまわりに互いにしっかりクランプする二つの半円部品を備え、エラストマ材料の前記薄層は、前記金属リングカラーとエラストマ材料の前記薄層とが中実の金属に近い熱伝導率を提供するように、前記薄層内の微小な空隙や空間を除去するだけしっかりクランプされ、また前記プラズマチューブが、弾力的に取り付けられている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ハウジングは各端部に開口部を有し、前記プラズマチューブの両端部がこれらの開口部を通って突出し、各金属リングカラーの前記部品がこれらの開口部のそれぞれ一つに軸方向に押し込められる、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記金属エンドボスの各々は、前記プラズマチューブを通る洗浄ガスの流れのための内部通路を有し、各エンドボスは、前記ハウジングのそれぞれの端部開口部を跨いで前記ハウジングに取り外し可能に締め付けられることによって、前記装置の部品が容易に組立および分解されるようにした、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記プラズマチューブは、長さが８インチ（２０．３ｃｍ）で直径が２インチ（５．０８ｃｍ）のアルミナのチューブであり、前記共振器に印加される前記マイクロ波電力は、１．５ｋＷである、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
更に、前記装置を空気冷却する送風機と組み合わされる、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
半導体製造用の洗浄ガスをマイクロ波解離する装置であって、
マイクロ波共振器を囲み、マイクロ波エネルギーを受けるように接続されたハウジングと、
マイクロ波放射に対して透過性があり前記共振器内に配置されたチューブ状部材であって、中心軸と２つの端部を有し、前記洗浄ガスが流れてマイクロ波エネルギーによってイオン化されるようにした貫通する通路を画成するチューブ状部材と、
前記中心軸方向にテーパの付いた外面を持ち、それぞれが前記チューブ状部材のまわりでそのそれぞれの端部の近くにクランプされる第１と第２のリングカラーアセンブリであって、前記第１と第２のリングカラーアセンブリのそれぞれは、前記チューブ状部材に直接しっかり押し付けられた熱伝導性エラストマ材料の薄層を含む、第１と第２のリングカラーアセンブリと、
それぞれが前記チューブ状部材のまわりにそのそれぞれの端部を嵌合される第１と第２のシール用Ｏ−リングと、
それぞれが前記第１と第２のリングカラーアセンブリのそれぞれの一つにしっかり係合し、それぞれのＯ−リングを前記チューブ状部材およびそれ自体に押し付ける第１と第２のエンド部材であって、前記エンド部材と前記リングカラーアセンブリが金属の熱伝導率を有し、前記チューブ状部材から熱を取り去るとともに過剰な熱から前記それぞれのＯ−リングを保護するのに役立つ第１と第２のエンド部材と、
を備える装置。
【請求項８】
前記第１と第２のリングカラーアセンブリのぞれぞれは、
前記チューブ状部材を囲んで前記薄層をそれにしっかりクランプする金属の２つの半円形ピースと、
前記チューブ状部材を囲む金属の前記２つの半円形ピースの端部に跨がるフェースリングと、
を備える、請求項７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造に使用される洗浄ガス（例えば、ＮＦ3 ）のマイクロ波プラズマ解離用装置であって、大気漏洩に対するシールに必要なエラストマーＯ−リングの熱保護を大幅に改良した装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の製造では、単結晶シリコン等の半導体材料の薄い基板やウェハ上に絶縁層が化学気相堆積（ＣＶＤ）によって形成される。有機液体の蒸気とオゾン等の一定のガスが互いに混合されると反応して、半導体ウェハの露出面の上に二酸化シリコン等の絶縁材料を堆積させる。残りの反応ガスも、ウェハが処理されるチャンバ内の壁その他の表面に堆積する。従って、そのような集積した化学残留物をチャンバの壁や表面から定期的に洗浄することが必要になる。それは、そうしなければ、さもないと、製造の品質レベルを低下させて、生産される半導体の性能に影響する可能性があるからである。
【０００３】
望ましくない化学残留物をウェハ処理チャンバから洗浄するために現在使用されているシステムのひとつは、容量性高周波（ＲＦ）インシトゥー（in-situ）プラズマ洗浄を使用する。そのシステムに伴う欠点は、温室効果による地球温暖化を増大させる過フッ化化合物（ＰＦＣ）の放出、重要なチャンバ部品に対するＲＦプラズマによる損傷の可能性、および半導体部品の生産能力を結果的に遅らせる比較的遅い洗浄時間を含んでいる。
【０００４】
現在使用される別の洗浄技術は、ウェハチャンバから離れた場所での洗浄ガスのマイクロ波プラズマ解離を使用する。ＮＦ3 等のガスは、マイクロ波エネルギーを透過するアルミナ等の材料製の短いチューブ、つまりアプリケータを通される。チューブはマイクロ波共振器のハウジング内に取り付けられる。チューブを通って流れるガスは、マイクロ波エネルギーが共振器に加えられると、チューブ内の高温プラズマの中で解離され、これが、遠方プラズマソースの下流に設置されるウェハ処理チャンバ内の堆積残さと反応する高度に反応性の核種を形成する。プラズマチューブは、マイクロ波共振器に出入りするその両端で通常、エラストマーＯ−リングによってシールされて、チューブへの大気漏洩を防止する。
【０００５】
プラズマチューブ内のイオン化ガスは極めて高温（例えば、３００℃）になり、この熱の一部はチューブの壁に伝達される。効果的な防止手段を取らない限り、熱損傷や、高温によって加速される化学腐食や、プラズマチューブ両端のＯ−リングの溶融が発生する。これによって、装置の運転停止、ガスのパージ、および新しいＯ−リングの取付けが必要となる。これは、Ｏ−リングの交換時の部品と労力は勿論、失われる生産時間において高価である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、そのようなマイクロ波イオン化装置は、装置に接するか装置内の適当な場所に置かれた金属チューブ内を流れてヒートシンクとして役立つ液体によって、Ｏ−リングを保護するために装置の各部分の冷却が行われた。このシステムの複雑さが装置の総コストをかなり増大させる。従って、はるかに簡単な冷却システムを備えることが望ましい。強制空気のみによる冷却が試みられたが、商業的に実行可能な反応核種を供給できない低パワーのプラズマだけに役立つにすぎなかった。
【０００７】
過剰な熱と、その結果としての損傷からＯ−リングを保護する機械的熱的問題に対する簡単で、安価で、しかも高度に有効な解決策を持つことが望ましい。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半導体製造装置からの大気漏洩に対してプラズマチューブの両端をシールするために使用されるＯ−リングを熱保護するための独特なヒートシンク装置に向けられる。プラズマチューブは、チューブがマイクロ波共振器のハウジングに出入りするその両端でそれぞれの金属クランプリングまたはカラーによって取り付けられている。各カラーは、完全なリングとして合体する２つの同一部品から形成される。各カラーは外面を有するとともに、プラズマチューブを密接に囲んでそれに沿って短く延びる内面を有する。各カラーの外面は軸方向にテーパが付いていて、共振器ハウジングのそれぞれの端部開口部の同様にテーパ加工された表面にはまり込むようになっている。エラストマー材料の薄層が、プラズマチューブの両端のわずかに内側で、その外面にしっかりと巻き付けられている。このエラストマ材料の層は非常に熱伝導率が高く、部品が組み立てられると、それぞれのカラーとチューブの間でしっかり圧縮される。
【０００９】
プラズマチューブが共振器ハウジング内に挿入されると、各カラーはチューブのそれぞれの端部でチューブを囲み、ハウジングの端部開口部の対応するテーパ加工面に軸方向に押し込まれる。ハウジング内での取付けが完了すると、各カラーは、チューブに巻き付けられた特殊なエラストマー材料のそれぞれの層を半径方向にしっかり圧縮する。かくして、チューブは、堅固だがわずかに弾力をもって、ハウジング内に機械的に保持される。これによって、加熱または冷却されるときに、装置の各部の差動的な伸張と収縮が可能になる。特殊なエラストマー材料は熱伝導率が非常に高いので、チューブ壁からの過剰な熱はカラーを通って、これも金属の共振器ハウジングに直ちに導かれる。シール用Ｏ−リングはそれぞれ、入口ブロックと出口ブロックのリングカラーの外側に取り付けられる。この各ブロックは、高い熱伝導率と洗浄ガスに対する化学耐性を有するアルミニウム等のかなり大きな金属片から機械加工される。通路が各ブロック内に形成され、それを通って洗浄ガスがマイクロ波共振器内のプラズマチューブに流入して、それから流出できる。組み立てられると、これらの入口と出口のブロックは、Ｏ−リングとリングカラーとを共振器ハウジングに対して適切な場所にしっかりクランプする。かくして、ブロックはリングカラーと、シール用Ｏ−リングのための機械的クランプとして働く。それらはまた、ヒートシンクとして働いて、プラズマチューブの両端からの熱の伝導に役立つことによって、熱損傷からのＯ−リングの保護に役立つ。マイクロ波装置から望ましくない熱を更に除去するために、強制空気が送風機によって共振器ハウジングに吹き付けられる。
【００１０】
一局面から見て、本発明は、半導体製造に使用される洗浄ガスを解離するための装置に向けられる。装置は、マイクロ波共振器を囲むハウジング、マイクロ波エネルギーを共振器に加えるための発振器、ハウジング内の中空部材、および第１と第２の構造アセンブリを備えている。中空部材の中を洗浄ガスが流れて、マイクロ波エネルギーによって解離される。中空部材は、洗浄ガスが流入および流出する２つの端部を持つ。第１と第２の構造アセンブリは、中空部材の各端部を熱的に保護するとともに大気漏洩に対してシールし、各構造アセンブリは中空部材のそれぞれの端部のまわりにしっかり嵌合するとともに、中空部材の端部から熱を取り去るための高い熱伝導率を持つので、装置を損傷から保護して、装置のより効率的な運転を可能にする。
【００１１】
一局面から見て、本発明は、半導体製造に使用されるような反応性洗浄ガスを発生させる装置に向けられる。装置は、マイクロ波共振器を囲むハウジング、マイクロ波エネルギーを共振器に加える手段、洗浄ガスがマイクロ波エネルギーによって解離される共振器内のプラズマチューブ（つまり、アプリケータ）、プラズマチューブを通して洗浄ガスを流す手段、およびプラズマチューブを共振器内に取り付けるとともにチューブの各端部を大気漏洩に対してシールする手段を備えている。取付けおよびシール手段は金属カラー、シール用Ｏ−リング、およびＯ−リングクランプ手段を備えている。金属カラーはプラズマチューブのまわりでチューブのそれぞれの端部の近くにしっかりクランプされ、カラーはまた、ハウジングの端部開口部内にしっかり嵌合され、カラーとハウジングとは高い熱伝導率を持つとともに、プラズマチューブ内で発生した熱のヒートシンクとして役立つ。シール用Ｏ−リングはカラーに隣接している。クランプ手段はＯ−リングをプラズマチューブにしっかりクランプして、大気漏洩に対してシールする。Ｏ−リングは、取付け手段の各部分によって熱損傷から保護される。
【００１２】
別の局面から見て、本発明は、半導体製造用のＮＦ3 等の洗浄ガスをマイクロ波で解離するための装置に向けられる。装置は、マイクロ波共振器を囲むハウジングで、マイクロ波エネルギーを受けるように接続されたハウジング、チューブ状部材、第１と第２のリングカラーアセンブリ、第１と第２のシール用Ｏ−リング、および第１と第２のエンド部材を備えている。チューブ状部材はマイクロ波の放射に対して透過的であり、共振器内に配置され、２つの端部を有し、貫通する通路を画成して、その中を洗浄ガスが流れてマイクロ波エネルギーによってイオン化される。第１と第２のリングカラーアセンブリはそれぞれ、チューブ状部材のまわりで、その一端の近くにクランプされている。第１と第２の各Ｏ−リングは、チューブ状部材のまわりに、そのそれぞれの端部に嵌合されている。第１と第２の各エンド部材は、それぞれのリングカラーアセンブリと係合し、それぞれのＯ−リングをチューブ状部材とそれ自体に押し付ける。エンド部材とカラーアセンブリとは熱伝導率が高く、チューブ状部材から熱を取り去ってそれぞれのＯ−リングを過剰な熱から保護するのに役立つ。
【００１３】
更に別の局面から見て、本発明は、半導体製造のために使用される装置のシール用Ｏ−リングを保護するヒートシンク装置に向けられる。ヒートシンク装置は、２つの端部を有して高温ガスを流すことができる中空部材、それぞれ中空部材にその一端の近くでクランプされた第１と第２のシール用Ｏ−リング、第１と第２のクランプ用カラー、および第１と第２の金属エンドプレートを備えている。第１と第２のクランプ用カラーは高い熱伝導率を持つ。各カラーは高い熱伝導率のエラストマー材料の薄層を持ち、それぞれのＯ−リングに近い中空部材にしっかりクランプされている。第１と第２の各金属エンドプレートは、中空部材のそれぞれの端部でそれぞれのＯ−リングにクランプされ、それぞれのカラーと共に、ヒートシンクとして働いてＯ−リングに対する熱損傷を防止する。
【００１４】
本発明のより良い理解は、添付の図面に関連して記載される下記の説明と特許請求の範囲を精査することによって、最善の形で獲得されるだろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１について説明すると、本発明によるマイクロ波ガスイオン化装置１０の略平面図を示す。装置１０は、マイクロ波空洞（共振器）を画成する壁を有するハウジング１２、マイクロ波ガイド１４、ハウジング１２内に取り付けられたプラズマチューブ１６（鎖線の外形で示す）、入口ブロック１８、出口ブロック２０、および電気送風機２２を備えている。マイクロ波発振器（例えば、図示しないマグネトロン）は装置１０の運転中、矢印２４で示すように、電力をウェーブガイド１４の端部に加える。例として、マイクロ波発振器チューブは周波数約２．４５ＧＨｚで１．５ｋＷの電力を加える。この電力量は、装置１０の中のイオン化ガスを非常に高い温度まで急速に加熱する。この熱の一部はプラズマチューブ１６の壁に伝達されるので、効率的に取り去って装置１０のシール用Ｏ−リング４６（図２に示す）を保護する必要がある。マイクロ波発振器チューブと、その関連共振器と、ハウジング１２内のプラズマチューブ１６とは当該技術分野で周知である。例として、洗浄ガスは大気圧以下の圧力で約１０００ｓｃｃｍの流量でプラズマチューブ１６の中を流れる。
【００１６】
入口ブロック１８は、ハウジング１２の端部壁２７に恒久的に取り付けられるエンドボス２６に取り外し可能に固定される。下記に更に詳しく説明するように、ボス２６には円形開口部があり、ハウジング１２の端部壁２７には、それを通ってプラズマチューブ１６の端部が延在している。入口ブロック１８は、鎖線で示す通路２８（鎖線で示す）を有し、それを通って洗浄ガス（例えば、ＮＦ3 ）がプラズマチューブ１６に進入し、それを通過する。同様にして、出口ブロック２０は、ハウジング１２のもう一方の端部壁３１に恒久的に取り付けられるエンドボス３０に取り外し可能に固定される。この端部壁３１にも同様に円形開口部があり、ボス３０には、それを通ってプラズマチューブ１６の他端が延びている。出口ブロック２０は内部通路３２（鎖線で表示）を有し、それを通って高温の解離した洗浄ガスがプラズマチューブ１６を出て、矢印３６で示すように、装置１０から使用の点（図示せず）まで通り抜ける。
【００１７】
図２について詳しく説明すると、必ずしも縮尺に合っていない、円筒壁３８を有するプラズマチューブ１６の端部、ハウジング１２の端部壁３１の一部、ボス３０、ブロック２０、リングカラー４０、熱伝導性エラストマ材料の薄層４２、金属フェースリング４４、および耐熱エラストマー材料のシール用Ｏ−リング４６を示す。プラズマチューブ１６は中心軸５０を持つ。チューブ１６の端部は多少、フェースリング４４とＯ−リング４６を越えて、ブロック２０に切り込まれた５２で示す狭い円形凹部またはウェルの中に延在している。ブロック２０の円形部分５４は、チューブ１６の端部内に密接して嵌合しており、その軸５０と同軸になっている。金属製のこの円形部分５４と、プラズマチューブ１６の他端の類似構造（図示せず）とが、電場と洗浄ガスのイオン化をプラズマチューブ１６の両端から離れた中心部分に限定するのに役立つ。これが更に、両Ｏ−リング４２（ここでは一つのみ図示）を熱損傷から保護するのに役立つ。ブロック部分５４の朝顔形開口部５６は、プラズマチューブ１６から流出する高温で高度に反応性の洗浄ガスに対するブロック２０の内部開口部３２への入口を提供する。
【００１８】
リングカラー４０は、チューブ１６のまわりの完全な円形クランプを形成する２つの同一の連動式半円形ピース（図３に関連して後からも説明する）と、薄い熱伝導層４２とを備えている。リングカラー４０は、軸方向にテーパの付いた、ボス３０の内側の同様にテーパ加工された円形面とはまり合う外面５８を持つ。
【００１９】
出口ブロック２０はねじ（図示せず）でボス３０にしっかり固定される。ボス３０は、ハウジング１２の端部壁３１に恒久的に取り付けられる。ブロック２０は、このように組み立てられると、フェースリング４４を押し付けて、リングカラー４０をボス３０にしっかりと押し込む。このように適切に押し込まれると、二つ割りカラー４０は、後から説明するように、熱伝導材料のエラストマー層４２を半径方向に圧迫して、それをプラズマチューブ１６の外側壁３８にしっかり押し付ける。Ｏ−リング４６は、ブロック２０によってフェースリング４４とプラズマチューブ１６の壁３８とにしっかり押し付けられるので、装置１０への大気漏洩に対する気密なシールを形成する。Ｏ−リング４６は、エラストマー層４２、カラー４０、ボス３０、ハウジング１２の壁３１、および出口ブロック２０の高い熱伝導率によって、プラズマチューブ１６からの過剰な熱による損傷から保護される。これらの部材は高度に効果的なヒートシンクとして働き、それら自体は送風機２２からの空気の循環によって冷却される。プラズマチューブ１６の他端（ここでは図示しない）は適切にクランプされ、図２に示して先に説明したものと実質的に同一の構成でＯ−リングによってシールされることは言うまでもない。例として、プラズマチューブ１６はアルミナ製で、長さは約８インチ、内径１．６５インチ、壁の厚さは約１／８インチ、外径は１．９インチである。
【００２０】
図３について説明すると、プラズマチューブ１６の壁３８の切り欠き部分、リングカラー４０の半割り部分、およびリングカラー４０とプラズマチューブ１６の壁３８の外側の間のエラストマー層４２の一部を斜視図で示す。リングカラー４０は、共にプラズマチューブ１６を取り囲んで、図２に示すように組み立てられると、ボス３０（またはボス２６）内にはまり込んでエラストマ層ー４２をプラズマチューブ１６にしっかり押し付ける２つの同一の半円形部品６０（ここでは、その一方のみを図示）から構成される。
【００２１】
リングカラー４０の各半円形部品６０はテーパの付いた外面５８を持ち（図２参照）、一端６３に、切欠きまたはノッチ６２を持つとともに、他端６５には、対応するタブ６４を持つ。リングカラー４０の２つの部品６０が組み合わされると、一方の部品６０のタブ６４が他方の部品６０のノッチ６２に嵌合して噛み合う。これによって、リングカラー４０が確実に、単一ユニットとしてボス３０（またはボス２６）と嵌合し、２つの半円形部品６０のミスアラインメントなしに適切にはまり込むようになる。一方の半円形部品６０の端部６３は、他方の部品６０の端部６５に対向して、それからわずかに間隔をあけている。リングカラー４０の２つの部品６０の端部６３、６５のこのわずかな間隔が、組み立てられてプラズマチューブ１６を囲んだときに、カラー４０によるエラストマー層４２のプラズマチューブ１６への圧迫を可能にする（図２参照）。これによって、エラストマー層４２を介して、プラズマチューブ１６から装置１０の関連部品（図３には図示しないが、図２を参照）への高い熱伝導の経路が提供される。フェースリング４４はリングカラー４０の２つの部品６０の端部６３、６５に跨がって、Ｏ−リング４６がこれらの端部の間の隙間に押し出されないようにする。フェースリング４４はまた、リングカラー４０の２つの部品６０が確実に、ボス３０に均等に押し込まれるのに役立つ。
【００２２】
熱伝導層４２はゴム弾性があるので、カラー４０とプラズマチューブ１６間のすべての微小な空隙やエアポケットは、リングカラー４０によって層が半径方向に圧迫されると除去される。層４２が、例えばエラストマ材料よりも高い単位熱伝導率を持つがリングカラー４０とプラズマチューブ１６間に圧迫されたときに微小な空隙やエアポケットを塞ぐ能力を殆ど持たない材料の薄い銅箔から製作されるときは、銅箔を用いる総合熱伝導率は層４２のエラストマ材料の場合より実質的に小さくなることが実験的に決定された。その結果、Ｏ−リング４６の熱保護は、特殊なエラストマー材料の層４２を使用すると、銅箔を使ったときよりも効果的である。例として、層４２用のエラストマー材料は、Minneapolis, Minn.の Bergquist Co.製の「 Gap Pad VO Soft（登録商標）」のストリップから有利に（適当な暑さ、幅、長さで）製作される。この材料はゴム弾性があるので、プラズマチューブ１６、リングカラー４０その他のそれに関連する要素の小さな寸法変動が補償される。プラズマチューブ１６は、堅固だが弾力的にハウジング１２内に取り付けられ、加熱されたときに装置１０の各部品の差動的な伸張が、損傷なしに可能になる。Ｏ−リング４６は市販の耐熱、対薬品性エラストマー材料から作られる。装置１０のプラズマチューブ１６に対する図２、３に示す独特の端部取付け構成は非常に高い熱伝導率を持ち、これが、シール用Ｏ−リング４６に対する熱損傷からの優れた保護を提供する。この構成はまた、装置１０の組立と分解を容易にする。この独特な構成の各種部品は機械的に武骨だが、製作費は安い。
【００２３】
図４について説明すると、縦軸に沿った温度対横軸に沿った時間の曲線７２（従来技術装置を表す）および８０（本発明の装置１０を表す）を有する線図７０を示す。線図７０は、本発明を組み入れた装置１０に比べたときの、従来技術装置の運転サイクルにおけるシール用Ｏ−リング（例えば、Ｏ−リング４６）の近傍での温度の増大を概略的に示す。従来技術装置は装置１０と似ているが、プラズマチューブ（例えば、プラズマチューブ１６）用の独特な端部取付けアセンブリを組み入れたものではなかった。
【００２４】
曲線７２（従来技術装置を表す）は、７０秒の洗浄サイクルと３０％作業（電力オン）サイクルに対する温度上昇（℃）を示す。洗浄ガスがイオン化されてウェハ処理チャンバの洗浄に使用される従来技術装置のサイクル（曲線７２）の「洗浄」部分では、温度（シール用Ｏ−リングの近傍で測定）は低い値から高い値まで上向きの線７４に沿って上昇して、例えば約９０℃から約１２０℃に達する。従来技術装置の電源が切られると、曲線７２は、下向きの線７６に沿った温度の低下を示す。装置が７０秒以上の間、「オン」のままに置かれた場合は、温度は実際に１３０℃以上に上昇しただろうし、Ｏ−リングへの熱損傷は相当に加速されるだろう。従って、望ましくない化学残留物に関するウェハ処理チャンバの「洗浄」は、この従来技術装置では非常に時間が制限される。これが結果的に意味するのは、この従来技術装置のシール用Ｏ−リングに対する不十分な熱保護の望ましくない結果である、ウェハチャンバの洗浄サイクルの頻度の増加や、処理されるウェハ当りの最大許容堆積厚さの制限が必要となる。
【００２５】
曲線８０（本発明の装置１０を表す）は、装置１０の１８０秒の洗浄サイクルと３０％作業（電力オン）サイクルに対する温度上昇を概略的に示す。ここで、サイクルの「洗浄」部分におけるシール用Ｏ−リング４６の近傍での温度は、わずか約５０℃の低温から、わずか約１００℃の高温まで上向きの線８２に沿って上昇するに過ぎない。装置１０の電源が切られると、温度は下向きの線８４に沿って降下する。注目しなければならないのは、電力オフのときに、温度が、わずか約１００℃の最高値から５０℃以下の値に急速に低下することである。これは、装置１０のシール用Ｏ−リング４６の近傍から熱を除去する場合の本発明の大きな有効性を示す。温度測定はこの場合、プラズマチューブ１６をシールする各Ｏ−リング４６の近傍で行なわれ、その各端部で実質的に同一であった。従来技術装置に比べて層１０によって可能となる、はるかに大きな「洗浄」時間（７０秒に対して１８０秒）は、ウェハチャンバの必要な洗浄頻度を少なくし、また各「洗浄」サイクルが望ましくない化学残留物のより大きい堆積を除去できることを意味する。更に、ここで到達する最高温度（わずか１００℃対従来技術の１２０℃以上）は、装置１０のシール用Ｏ−リング４６の有効寿命が従来技術装置に比べて実質的に改善されることを意味する。
【００２６】
開示された装置の様々な変更が同業者によって可能であり、添付の特許請求項に記載の本発明の精神と範囲から逸脱することなく実施できる。例えば、本発明は、装置１０用の特定寸法や運転条件に限定されない。更に、他の同等材料を、開示された材料の一部の代わりに使用できる。更に、リングカラー４０の設計は、２つの半円形部品に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特長を組み入れたマイクロ波ガス解離装置を示す略平面図である。
【図２】図１の領域２で示される図１の部分の部分切り欠き拡大断面図である。
【図３】図２の装置の部分の一部断面である部分切り欠き拡大斜視図である。
【図４】本発明を組み入れない従来技術の装置と比較した、本発明を組み入れた装置の時間対温度を示す線図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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