JP2012133899A - Plasma processing device - Google Patents

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Yasunori Ando
靖典 安東
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Nissin Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the occurrence of a large potential difference by limiting the increase in impedance, and consequently enable the generation of plasma with good uniformity even in a plane conductor increased in size.SOLUTION: The plasma processing device includes a plane conductor 30 having a holder-side surface 32 located in a vacuum chamber 4 and provided to face the substrate holding surface of a holder 10. The plane conductor 30 has at least one groove 40 along the direction of flow of RF current in the holder-side surface 32. The at least one groove 40 extends in a direction crossing the direction of flow of RF current, and has a depth larger than the skin thickness of RF current flowing in the plane conductor 30. The at least one groove 40 divides the holder-side surface 32 into more than one region. In each groove 40 of the plane conductor 30, a capacitor 42 is provided. The more than one region of the plane conductor 30, and the capacitor 42 are electrically connected in series with each other.

Description

この発明は、プラズマを用いて基板に、例えばCVD法による膜形成、エッチング、アッシング、スパッタリング等の処理を施すプラズマ処理装置に関し、より具体的には、導体に高周波電流を流すことによって発生する誘導電界によってプラズマを生成し、当該プラズマを用いて基板に処理を施す誘導結合型のプラズマ処理装置に関する。   The present invention relates to a plasma processing apparatus that performs processing such as film formation by CVD, etching, ashing, sputtering, etc. on a substrate using plasma, and more specifically, induction generated by flowing a high-frequency current through a conductor. The present invention relates to an inductively coupled plasma processing apparatus that generates plasma by an electric field and performs processing on a substrate using the plasma.

平面導体(平板状の高周波アンテナ導体)を真空容器の開口部に絶縁枠を介して取り付け、当該平面導体の一端と他端間に高周波電源から高周波電力を供給して高周波電流を流し、それによって発生する誘導電界によってプラズマを生成し、当該プラズマを用いて基板に処理を施す誘導結合型のプラズマ処理装置が特許文献1に記載されている。   A planar conductor (flat RF antenna conductor) is attached to the opening of the vacuum vessel via an insulating frame, and a high-frequency power is supplied from a high-frequency power source between one end and the other end of the planar conductor, Patent Document 1 discloses an inductively coupled plasma processing apparatus that generates plasma by using an induced electric field and performs processing on a substrate using the plasma.

国際公開第WO 2009/142016号パンフレット(段落0024−0026、図1)International Publication No. WO 2009/142016 (paragraphs 0024-0026, FIG. 1)

上記従来のプラズマ処理装置においては、大型の基板に対応するために、平面導体を大型にすると、当該平面導体のインピーダンス(特にインダクタンス)が大きくなり、それによって平面導体の両端に大きな電位差が発生する。その結果、この大きな電位差の影響を受けて、プラズマの密度分布、電位分布、電子温度分布等のプラズマの均一性が悪くなり、ひいては基板処理の均一性が悪くなる。   In the above-described conventional plasma processing apparatus, when a planar conductor is made large in order to cope with a large substrate, the impedance (particularly inductance) of the planar conductor increases, thereby generating a large potential difference at both ends of the planar conductor. . As a result, under the influence of this large potential difference, plasma uniformity such as plasma density distribution, potential distribution, and electron temperature distribution is deteriorated, and the uniformity of substrate processing is also deteriorated.

そこでこの発明は、平面導体を大型にしても、そのインピーダンスの増大を抑えて当該平面導体に大きな電位差が発生するのを抑え、それによって均一性の良いプラズマ生成を可能にすることを主たる目的としている。   Therefore, the main object of the present invention is to suppress the increase of the impedance of the planar conductor even when the planar conductor is large, thereby suppressing the generation of a large potential difference in the planar conductor, thereby enabling the generation of a uniform plasma. Yes.

この発明に係る第1のプラズマ処理装置は、導体に高周波電流を流すことによって発生する誘導電界によってプラズマを生成し、当該プラズマを用いて基板に処理を施すプラズマ処理装置であって、真空排気されかつガスが導入される真空容器と、前記真空容器内に設けられていて基板を保持するホルダと、ホルダ側の面が前記真空容器内に位置しかつ前記ホルダの基板保持面に対向するように設けられた平面導体と、前記平面導体に高周波電力を供給して前記平面導体に高周波電流を流す高周波電源とを備えており、前記平面導体は、その前記ホルダ側の面に、前記高周波電流の流れ方向と交差する方向に伸びている溝であってその深さが、前記平面導体中を流れる前記高周波電流の表皮厚さよりも大きい溝を、前記高周波電流の流れ方向に1以上有していて、当該溝によって前記ホルダ側の面は複数領域に分割されており、かつ前記平面導体の前記各溝内にコンデンサをそれぞれ設けて、前記平面導体の前記各領域と当該各コンデンサとを互いに電気的に直列接続している、ことを特徴としている。   A first plasma processing apparatus according to the present invention is a plasma processing apparatus that generates plasma by an induced electric field generated by flowing a high-frequency current through a conductor and performs processing on a substrate using the plasma, and is evacuated. And a vacuum vessel into which gas is introduced, a holder provided in the vacuum vessel for holding the substrate, and a surface on the holder side located in the vacuum vessel and facing the substrate holding surface of the holder A planar conductor provided, and a high-frequency power source that supplies high-frequency power to the planar conductor and causes the planar conductor to flow a high-frequency current, and the planar conductor has a surface on the holder side of the high-frequency current. A groove extending in a direction crossing the flow direction, the depth of which is larger than the skin thickness of the high-frequency current flowing in the planar conductor, the flow direction of the high-frequency current The holder-side surface is divided into a plurality of regions by the grooves, and capacitors are provided in the grooves of the planar conductor, respectively, and the regions of the planar conductor and the respective regions are provided. The capacitor is electrically connected to each other in series.

このプラズマ処理装置においては、平面導体のホルダ側の面のインダクタンスは、当該面に設けた上記溝によって複数の領域のインダクタンスに分割される。そしてこの分割されたインダクタンスに、上記コンデンサが直列接続された回路となる。この直列回路のインピーダンスを構成する合成リアクタンスは、簡単に言えば、誘導性リアクタンスωLから容量性リアクタンス1/ωCを引いた形となるので、平面導体に上記溝およびコンデンサを設けない場合に比べて、平面導体のホルダ側の面のインピーダンスを低下させることができる。   In this plasma processing apparatus, the inductance of the surface of the planar conductor on the holder side is divided into a plurality of regions of inductance by the groove provided on the surface. The divided inductance is a circuit in which the capacitor is connected in series. The combined reactance constituting the impedance of the series circuit is simply obtained by subtracting the capacitive reactance 1 / ωC from the inductive reactance ωL, so that compared to the case where the groove and the capacitor are not provided in the planar conductor. The impedance of the surface of the planar conductor on the holder side can be reduced.

その結果、平面導体を大型にしても、そのインピーダンスの増大を抑えて当該平面導体に大きな電位差が発生するのを抑え、それによって均一性の良いプラズマを生成することができる。ひいては、基板処理の均一性を高めることができる。   As a result, even if the planar conductor is made large, it is possible to suppress an increase in impedance and to prevent a large potential difference from occurring in the planar conductor, thereby generating plasma with good uniformity. As a result, the uniformity of substrate processing can be improved.

前記平面導体の前記各溝内の空間を絶縁物で埋めていても良い。   The space in each groove of the planar conductor may be filled with an insulator.

前記平面導体の前記各溝内に前記コンデンサを設ける代わりに、当該各溝内に誘電体を充填することによって、当該各溝内にコンデンサをそれぞれ形成していても良い。   Instead of providing the capacitors in the grooves of the planar conductor, capacitors may be formed in the grooves by filling the grooves with a dielectric.

前記平面導体の前記各領域のインダクタンスおよび前記各コンデンサの静電容量は、前記プラズマの生成時に、前記高周波電流の周波数において、直列共振条件を満たすものであっても良い。   The inductance of each region of the planar conductor and the capacitance of each capacitor may satisfy a series resonance condition at the frequency of the high-frequency current when the plasma is generated.

前記溝およびコンデンサを有する前記平面導体を複数備えていてこれらは互いに直列に配置されており、当該各平面導体を接続コンデンサを介して電気的に直列接続して、当該複数の平面導体に前記高周波電源から高周波電力を直列に供給するように構成していても良い。   A plurality of the planar conductors having the groove and the capacitor are provided, and these planar conductors are arranged in series with each other. The planar conductors are electrically connected in series via connection capacitors, and the high-frequency conductors are connected to the planar conductors. You may comprise so that high frequency electric power may be supplied in series from a power supply.

前記溝およびコンデンサを有する前記平面導体を複数備えていてこれらは互いに並列に配置されており、当該各平面導体にそれぞれ直列に接続された可変インピーダンスを介して、当該複数の平面導体に前記高周波電源から高周波電力を並列に供給するように構成していても良い。   A plurality of the planar conductors having the groove and the capacitor are provided, and these planar conductors are arranged in parallel to each other, and the high-frequency power source is connected to the planar conductors via variable impedances connected in series to the planar conductors. The high frequency power may be supplied in parallel.

前記平面導体の前記ホルダ側の面を前記プラズマから遮蔽するものであって絶縁物から成る遮蔽板を備えていても良い。   A surface of the planar conductor on the holder side may be shielded from the plasma, and a shielding plate made of an insulating material may be provided.

この発明に係る第2のプラズマ処理装置は、導体に高周波電流を流すことによって発生する誘導電界によってプラズマを生成し、当該プラズマを用いて基板に処理を施すプラズマ処理装置であって、真空排気されかつガスが導入される真空容器と、前記真空容器内に設けられていて基板を保持するホルダと、ホルダ側の面が前記真空容器内に位置しかつ前記ホルダの基板保持面に対向するように設けられた平面導体と、前記平面導体に高周波電力を供給して前記平面導体に高周波電流を流す高周波電源とを備えており、前記平面導体は、その前記ホルダ側の面に、前記高周波電流の流れ方向に沿って並べられた複数の凹部であってその深さが、前記平面導体中を流れる前記高周波電流の表皮厚さよりも大きい凹部から成る凹部列を1列以上有していて、当該凹部列によって前記ホルダ側の面は複数列の導体面に分割されており、前記高周波電源は、前記平面導体の前記複数列の導体面に高周波電力を並列に供給するものであり、更に前記平面導体は、前記各列の導体面のそれぞれに、前記高周波電流の流れ方向と交差する方向に伸びている溝であってその深さが、前記平面導体中を流れる前記高周波電流の表皮厚さよりも大きい溝を、前記高周波電流の流れ方向に1以上有していて、当該溝によって前記各列の導体面は複数領域にそれぞれ分割されており、かつ前記平面導体の前記各溝内にコンデンサをそれぞれ設けて、前記各列の導体面における前記各領域と前記各溝内の前記コンデンサとを互いに電気的に直列接続している、ことを特徴としている。   A second plasma processing apparatus according to the present invention is a plasma processing apparatus that generates plasma by an induced electric field generated by flowing a high-frequency current through a conductor and performs processing on a substrate using the plasma, and is evacuated. And a vacuum vessel into which gas is introduced, a holder provided in the vacuum vessel for holding the substrate, and a surface on the holder side located in the vacuum vessel and facing the substrate holding surface of the holder A planar conductor provided, and a high-frequency power source that supplies high-frequency power to the planar conductor and causes the planar conductor to flow a high-frequency current, and the planar conductor has a surface on the holder side of the high-frequency current. A plurality of recesses arranged along the flow direction and having one or more recess rows each having a depth greater than the skin thickness of the high-frequency current flowing through the planar conductor. The holder-side surface is divided into a plurality of rows of conductor surfaces by the recess rows, and the high-frequency power supply supplies high-frequency power in parallel to the plurality of rows of conductor surfaces of the planar conductor. Further, the planar conductor is a groove extending in a direction intersecting the flow direction of the high-frequency current on each of the conductor surfaces of each row, and the depth thereof is the high-frequency current flowing in the planar conductor. One or more grooves larger than the skin thickness are provided in the flow direction of the high-frequency current, and the conductor surface of each row is divided into a plurality of regions by the groove, and the grooves of the planar conductor are in the grooves. Each capacitor is provided in each of the regions, and each region in the conductor surface of each row and the capacitor in each groove are electrically connected in series with each other.

請求項1に記載の発明によれば、平面導体のホルダ側の面のインダクタンスは、当該面に設けた上記溝によって複数の領域のインダクタンスに分割される。そしてこの分割されたインダクタンスに、コンデンサが直列接続された回路となる。この直列回路のインピーダンスを構成する合成リアクタンスは、簡単に言えば、誘導性リアクタンスωLから容量性リアクタンス1/ωCを引いた形となるので、平面導体に上記溝およびコンデンサを設けない場合に比べて、平面導体のホルダ側の面のインピーダンスを低下させることができる。   According to the first aspect of the present invention, the inductance of the surface of the planar conductor on the holder side is divided into the inductance of a plurality of regions by the groove provided on the surface. A circuit in which a capacitor is connected in series to the divided inductance is obtained. The combined reactance constituting the impedance of the series circuit is simply obtained by subtracting the capacitive reactance 1 / ωC from the inductive reactance ωL, so that compared to the case where the groove and the capacitor are not provided in the planar conductor. The impedance of the surface of the planar conductor on the holder side can be reduced.

その結果、平面導体を大型にしても、そのインピーダンスの増大を抑えて当該平面導体に大きな電位差が発生するのを抑え、それによって均一性の良いプラズマを生成することができる。ひいては、基板処理の均一性を高めることができる。   As a result, even if the planar conductor is made large, it is possible to suppress an increase in impedance and to prevent a large potential difference from occurring in the planar conductor, thereby generating plasma with good uniformity. As a result, the uniformity of substrate processing can be improved.

しかも、平面導体のホルダ側の面、即ちプラズマ生成側の面のインピーダンスを低下させることができるので、当該面に、その反対側の面に比べて優先的に高周波電流を流すことができる。その結果、プラズマ生成に高周波電力を効率良く利用することができ、高周波電力の利用効率ひいては基板の処理効率を高めることができる。   In addition, since the impedance of the surface of the planar conductor on the holder side, that is, the surface on the plasma generation side can be reduced, a high-frequency current can be preferentially passed through the surface as compared with the surface on the opposite side. As a result, high-frequency power can be efficiently used for plasma generation, and the utilization efficiency of the high-frequency power, and thus the substrate processing efficiency, can be increased.

請求項2に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、平面導体の各溝内の空間を絶縁物で埋めているので、各溝内で不要なプラズマが発生するのを防止することができる。それによって、必要なプラズマの不均一性増加、高周波電力の利用効率低下等の不都合発生を防止することができる。   According to invention of Claim 2, there exists the following further effect. That is, since the space in each groove of the planar conductor is filled with an insulator, it is possible to prevent unnecessary plasma from being generated in each groove. As a result, it is possible to prevent the occurrence of inconveniences such as an increase in required plasma non-uniformity and a reduction in the utilization efficiency of high-frequency power.

請求項3に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、平面導体の各溝内に前記コンデンサを設ける代わりに、当該各溝内に誘電体を充填することによって当該各溝内にコンデンサをそれぞれ形成しているので、構成を簡素化することができる。更にこの誘電体によって、各溝内に不要なプラズマが発生するのを防止することができる。   According to invention of Claim 3, there exists the following further effect. That is, instead of providing the capacitor in each groove of the planar conductor, the capacitor is formed in each groove by filling the dielectric in each groove, so that the configuration can be simplified. . Further, this dielectric can prevent unnecessary plasma from being generated in each groove.

請求項4に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、平面導体の各領域のインダクタンスおよび各コンデンサの静電容量は、プラズマの生成時に、高周波電流の周波数において直列共振条件を満たすものであるので、平面導体のホルダ側の面のインピーダンスをより一層低下させることができる。その結果、請求項1について上述した効果をより高めることができる。   According to invention of Claim 4, there exists the following further effect. That is, since the inductance of each region of the planar conductor and the capacitance of each capacitor satisfy the series resonance condition at the frequency of the high-frequency current when plasma is generated, the impedance of the surface on the holder side of the planar conductor is further increased. Can be reduced. As a result, the effect described above for claim 1 can be further enhanced.

請求項5に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、溝およびコンデンサを有する複数の平面導体を接続コンデンサを介して電気的に直列接続して、当該複数の平面導体に高周波電源から高周波電力を直列に供給するように構成しているので、実質的により大型の平面導体を、それよりも小型の平面導体の組み合わせで実現することができる。その結果、より大型の基板処理に対応することができると共に、各平面導体の小型・軽量化により製作、組立て、メインテナンス等の作業性が向上し、輸送も容易になり、かつ製作時のし損じ低減にもつながる。   According to invention of Claim 5, there exists the following further effect. That is, since a plurality of planar conductors having a groove and a capacitor are electrically connected in series via a connection capacitor, high frequency power is supplied in series from a high frequency power source to the plurality of planar conductors. A larger planar conductor can be realized by a combination of smaller planar conductors. As a result, it is possible to deal with larger substrate processing, making each planar conductor smaller and lighter, improving the workability of manufacturing, assembly, maintenance, etc., facilitating transportation, and loss during production. It leads to reduction.

請求項6に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、溝およびコンデンサを有する複数の平面導体にそれぞれ直列に接続された可変インピーダンスを介して、当該複数の平面導体に高周波電源から高周波電力を並列に供給するように構成しているので、請求項5について上述した効果と同様の効果を奏する。更に、可変インピーダンスを直列に介在させており、当該可変インピーダンスによって複数の平面導体に流れる高周波電流のバランスを良くすることができるので、生成するプラズマの均一性を良くすることができる。   According to invention of Claim 6, there exists the following further effect. That is, since the high-frequency power is supplied in parallel from the high-frequency power source to the plurality of planar conductors via variable impedances connected in series to the plurality of planar conductors each having a groove and a capacitor. The effect similar to the effect mentioned above about 5 is show | played. Furthermore, since variable impedance is interposed in series and the variable impedance can improve the balance of the high-frequency current flowing through the plurality of planar conductors, the uniformity of the generated plasma can be improved.

請求項7に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、遮蔽板によって、プラズマ中の荷電粒子が平面導体等に入射するのを抑制することができるので、平面導体に荷電粒子が入射することによるプラズマ電位の上昇を抑制することができると共に、平面導体等の表面が荷電粒子によってスパッタされてプラズマおよび基板に対して金属汚染(メタルコンタミネーション)が生じるのを抑制することができる。   According to the seventh aspect of the present invention, the following further effect is obtained. That is, the shielding plate can suppress the charged particles in the plasma from being incident on the planar conductor or the like, so that it is possible to suppress an increase in the plasma potential due to the charged particles entering the planar conductor and It is possible to suppress the surface of a conductor or the like from being sputtered by charged particles and causing metal contamination (metal contamination) to the plasma and the substrate.

請求項8に記載の発明によれば、平面導体のホルダ側の面は凹部列によって複数列の導体面に分割されているので、高周波電流の流れを複数列に分割することができる。その結果、平面導体のホルダ側の面における高周波電流の流路が明確になり、高周波電流の流れを調整しやすくなるので、平面導体を大型にしても、そのホルダ側の面に流れる高周波電流の均一性を良くすることができ、それによってプラズマの均一性を良くすることができる。ひいては基板処理の均一性を高めることができる。   According to the eighth aspect of the present invention, since the surface of the planar conductor on the holder side is divided into a plurality of rows of conductor surfaces by the recess rows, the flow of high-frequency current can be divided into a plurality of rows. As a result, the flow path of the high-frequency current on the surface of the planar conductor on the holder side becomes clear, and the flow of the high-frequency current can be easily adjusted. The uniformity can be improved, thereby improving the plasma uniformity. As a result, the uniformity of substrate processing can be improved.

しかも、平面導体を複数列に構造的(機械的)に分割する場合に比べて、凹部列によって分割する方が、各列の導体面間の隙間を小さくすることができるので、高周波電流の不連続領域を小さくして、プラズマの均一性を良くすることができる。ひいては基板処理の均一性を高めることができる。   In addition, the gap between the conductor surfaces of each row can be reduced by dividing the planar conductor into a plurality of rows in a structural (mechanical) manner. The continuous region can be reduced to improve plasma uniformity. As a result, the uniformity of substrate processing can be improved.

更に、各列の導体面に溝およびコンデンサを設けていて、平面導体のホルダ側の面のインピーダンスを低下させることができるので、請求項1について上述した効果と同様の効果を奏する。   Furthermore, since the groove and the capacitor are provided on the conductor surface of each row and the impedance of the surface of the planar conductor on the holder side can be lowered, the same effect as the effect described above with respect to claim 1 is achieved.

請求項9、10、11、12、13に記載の発明は、それぞれ、請求項2、3、4、6、7に記載の発明と同様の構成を有しているので、これらの請求項について上述した効果と同様の効果を奏する。   The inventions described in claims 9, 10, 11, 12, and 13 have the same configuration as the invention described in claims 2, 3, 4, 6, and 7, respectively. The effect similar to the effect mentioned above is produced.

この発明に係るプラズマ処理装置の一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the plasma processing apparatus which concerns on this invention. 図1中の平面導体周りを拡大して示す図であり、(A)は断面図、(B)は下面図である。It is a figure which expands and shows the planar conductor periphery in FIG. 1, (A) is sectional drawing, (B) is a bottom view. 図2に示す平面導体のホルダ側の面周りの等価回路図である。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram around the surface on the holder side of the planar conductor shown in FIG. 2. 図3の回路において直列共振条件を満たしている場合の電位分布の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a potential distribution when a series resonance condition is satisfied in the circuit of FIG. 3. 平面導体周りの他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of a plane conductor periphery. 平面導体周りの更に他の例を示す下面図である。It is a bottom view which shows the further another example around a plane conductor. 平面導体周りの更に他の例を示す下面図である。It is a bottom view which shows the further another example around a plane conductor. 図7の平面導体とガス供給パイプとの関係の一例を示す下面図である。It is a bottom view which shows an example of the relationship between the planar conductor of FIG. 7, and a gas supply pipe.

この発明に係るプラズマ処理装置の一実施形態を図1に示し、その平面導体周りを拡大して図2に示す。   One embodiment of the plasma processing apparatus according to the present invention is shown in FIG. 1, and the periphery of the plane conductor is enlarged and shown in FIG.

この装置は、平面導体30に高周波電源70から高周波電流を流すことによって発生する誘導電界によってプラズマ60を生成し、当該プラズマ60を用いて基板2に処理を施す誘導結合型のプラズマ処理装置である。   This apparatus is an inductively coupled plasma processing apparatus that generates plasma 60 by an induced electric field generated by flowing a high-frequency current from a high-frequency power source 70 to a planar conductor 30 and processes the substrate 2 using the plasma 60. .

基板2は、例えば、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ(FPD)用の基板、フレキシブルディスプレイ用のフレキシブル基板等であるが、これに限られるものではない。   The substrate 2 is, for example, a flat panel display (FPD) substrate such as a liquid crystal display or an organic EL display, a flexible substrate for a flexible display, or the like, but is not limited thereto.

基板2に施す処理は、例えば、CVD法等による膜形成、エッチング、アッシング、スパッタリング等である。   The processing applied to the substrate 2 is, for example, film formation by a CVD method, etching, ashing, sputtering, or the like.

このプラズマ処理装置は、CVD法によって膜形成を行う場合はプラズマCVD装置、エッチングを行う場合はプラズマエッチング装置、アッシングを行う場合はプラズマアッシング装置、スパッタリングを行う場合はプラズマスパッタリング装置とも呼ばれる。   This plasma processing apparatus is also called a plasma CVD apparatus when a film is formed by CVD, a plasma etching apparatus when etching is performed, a plasma ashing apparatus when ashing is performed, and a plasma sputtering apparatus when sputtering is performed.

このプラズマ処理装置は、例えば金属製の真空容器4を備えており、その内部は真空排気装置8によって真空排気される。   The plasma processing apparatus includes, for example, a metal vacuum vessel 4, and the inside is evacuated by a vacuum evacuation device 8.

真空容器4内には、その天井面6に設けたガス導入路25およびガス供給パイプ26を通して、ガス24が導入される。ガス供給パイプ26は複数のガス噴出孔28を有しており、これらは上向きに設けられている。その方が、真空容器4内においてガス24を拡散させて基板2の近傍のガス圧を均一化しやすいからである。ガス供給パイプ26は、この実施形態では、図2に示すように、平面導体30の長手方向に沿うものを、平面導体30を短手方向に挟んだ両側に1本ずつ配置している。このようにすれば、平面導体30のホルダ側の面(換言すれば、プラズマ生成側の面。以下同様)32付近にガス24を均一性良く供給することができると共に、ガス供給パイプ26がプラズマ生成の邪魔になるのを防ぐことができる。   A gas 24 is introduced into the vacuum vessel 4 through a gas introduction path 25 and a gas supply pipe 26 provided on the ceiling surface 6 thereof. The gas supply pipe 26 has a plurality of gas ejection holes 28, which are provided upward. This is because the gas 24 is easily diffused in the vacuum vessel 4 to make the gas pressure near the substrate 2 uniform. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the gas supply pipes 26 are arranged along the longitudinal direction of the planar conductor 30, one on each side sandwiching the planar conductor 30 in the lateral direction. In this way, the gas 24 can be supplied to the vicinity of the holder-side surface (in other words, the surface on the plasma generation side; hereinafter the same) 32 of the planar conductor 30 with good uniformity, and the gas supply pipe 26 is connected to the plasma. This can prevent the generation.

ガス24は、基板2に施す処理内容に応じたものにすれば良い。例えば、プラズマCVDによって基板2に膜形成を行う場合は、ガス24は、原料ガスを希釈ガス(例えばH2 )で希釈したガスである。より具体例を挙げると、原料ガスがSiH4 の場合はSi 膜を、SiH4 +NH3 の場合はSiN膜を、SiH4 +O2 の場合はSiO2 膜を、それぞれ基板2の表面に形成することができる。 The gas 24 may be set according to the processing content applied to the substrate 2. For example, when forming a film on the substrate 2 by plasma CVD, the gas 24 is a gas obtained by diluting a source gas with a diluent gas (for example, H 2 ). More specifically, an Si film is formed on the surface of the substrate 2 when the source gas is SiH 4, an SiN film is formed when SiH 4 + NH 3 is used, and an SiO 2 film is formed when SiH 4 + O 2 is used. be able to.

真空容器4内には、基板2を保持するホルダ10が設けられている。この例では、ホルダ10は軸16に支持されている。軸16が真空容器4を貫通する部分には、電気絶縁機能および真空シール機能を有する軸受部18が設けられている。この例のように、ホルダ10にバイアス電源20から軸16を経由して負のバイアス電圧を印加するようにしても良い。バイアス電圧は負のパルス状電圧でも良い。このようなバイアス電圧によって、例えば、プラズマ60中の正イオンが基板2に入射するときのエネルギーを制御して、基板2の表面に形成される膜の結晶化度を制御することができる。   A holder 10 that holds the substrate 2 is provided in the vacuum container 4. In this example, the holder 10 is supported by the shaft 16. A bearing portion 18 having an electrical insulation function and a vacuum sealing function is provided at a portion where the shaft 16 penetrates the vacuum container 4. As in this example, a negative bias voltage may be applied to the holder 10 from the bias power source 20 via the shaft 16. The bias voltage may be a negative pulse voltage. With such a bias voltage, for example, the energy when positive ions in the plasma 60 are incident on the substrate 2 can be controlled to control the crystallinity of the film formed on the surface of the substrate 2.

この実施形態のように、ホルダ10内には、基板2を加熱するヒータ12を設けておいても良い。基板2の周縁部には、当該周縁部に膜が形成されるのを防止するマスク(シャドーマスクとも呼ばれる)14を設けておいても良い。マスク14の周辺部に、ガス24の流れを一様化すると共に、プラズマ60が基板2の保持機構等に達するのを防止する等のための仕切り板22を設けておいても良い。   As in this embodiment, a heater 12 for heating the substrate 2 may be provided in the holder 10. A mask (also referred to as a shadow mask) 14 that prevents a film from being formed on the peripheral edge may be provided on the peripheral edge of the substrate 2. A partition plate 22 may be provided around the mask 14 for making the flow of the gas 24 uniform and preventing the plasma 60 from reaching the holding mechanism of the substrate 2 or the like.

真空容器4の天井面6の開口部7に、絶縁枠62を介在させて、ホルダ10側の面32が真空容器4内に位置しかつホルダ10の基板保持面に対向するように、平面導体30が設けられている。これらの要素の間には、真空シール用のパッキン63がそれぞれ設けられている。平面導体30の平面形状は、この実施形態のように矩形(長方形)でも良いし、正方形等でも良い。   A planar conductor is provided such that the insulating frame 62 is interposed in the opening 7 of the ceiling surface 6 of the vacuum vessel 4 so that the surface 32 on the holder 10 side is located in the vacuum vessel 4 and faces the substrate holding surface of the holder 10. 30 is provided. Between these elements, a packing 63 for vacuum sealing is provided. The planar shape of the planar conductor 30 may be rectangular (rectangular) as in this embodiment, square, or the like.

平面導体30の材質は、例えば、銅(より具体的には無酸素銅)、アルミニウム等であるが、これに限られるものではない。   The material of the planar conductor 30 is, for example, copper (more specifically, oxygen-free copper), aluminum, or the like, but is not limited thereto.

高周波電源70から整合回路68を経由して、平面導体30の長手方向の一端側の給電端64と他端側の終端66との間に高周波電力が供給され、それによって平面導体30に高周波電流が流される。この高周波電流の流れ方向Fを図2等に示す。終端66は、この実施形態のように直接接地していても良いし、コンデンサを介して接地していても良い。他の実施形態においても同様である。   A high-frequency power is supplied from the high-frequency power source 70 via the matching circuit 68 between the feeding end 64 on one end side in the longitudinal direction of the planar conductor 30 and the terminal end 66 on the other end side. Will be washed away. The high-frequency current flow direction F is shown in FIG. The end 66 may be directly grounded as in this embodiment, or may be grounded via a capacitor. The same applies to other embodiments.

平面導体30に高周波電流を流すことによって、平面導体30の周囲に高周波磁界が発生し、それによって高周波電流と逆方向に誘導電界が発生する。この誘導電界によって、真空容器4内において、電子が加速されて平面導体30の近傍のガス24を電離させて平面導体30の近傍にプラズマ60が発生する。このプラズマ60は基板2の近傍まで拡散し、このプラズマ60によって基板2に前述した処理を施すことができる。   By flowing a high-frequency current through the planar conductor 30, a high-frequency magnetic field is generated around the planar conductor 30, thereby generating an induced electric field in a direction opposite to the high-frequency current. Due to this induced electric field, electrons are accelerated in the vacuum chamber 4 to ionize the gas 24 in the vicinity of the planar conductor 30 and generate plasma 60 in the vicinity of the planar conductor 30. The plasma 60 diffuses to the vicinity of the substrate 2, and the above-described processing can be performed on the substrate 2 by the plasma 60.

高周波電源70から出力する高周波電力の周波数は、例えば、一般的な13.56MHzであるが、これに限られるものではない。   The frequency of the high-frequency power output from the high-frequency power source 70 is, for example, a general 13.56 MHz, but is not limited to this.

主に図2を参照して、平面導体30は、そのホルダ側の面32に、高周波電流の流れ方向Fと交差する方向(例えば実質的に直交する方向。以下同様)に伸びている溝40を、高周波電流の流れ方向Fに1以上有している。この実施形態では複数(図示例では二つ)有している。各溝40は、図2(B)に示すように、平面導体30の短手方向の一端から他端にかけて設けられている。この溝40によって、平面導体30のホルダ側の面32は複数の(図示例では三つの)領域34に分割されている。   Referring mainly to FIG. 2, the planar conductor 30 has a groove 40 extending on the holder-side surface 32 in a direction intersecting with the high-frequency current flow direction F (for example, a direction substantially perpendicular to the same). 1 or more in the flow direction F of the high-frequency current. This embodiment has a plurality (two in the illustrated example). As shown in FIG. 2B, each groove 40 is provided from one end to the other end of the planar conductor 30 in the short direction. By this groove 40, the holder-side surface 32 of the planar conductor 30 is divided into a plurality of (three in the illustrated example) regions 34.

各溝40の深さDは、平面導体30中を流れる高周波電流の表皮厚さδよりも大きくしている。   The depth D of each groove 40 is larger than the skin thickness δ of the high-frequency current flowing in the planar conductor 30.

上記表皮厚さδは次式で表される。ここで、fは上記高周波電流の周波数、μは平面導体30の透磁率、σは平面導体30の導電率である。   The skin thickness δ is expressed by the following equation. Here, f is the frequency of the high-frequency current, μ is the magnetic permeability of the planar conductor 30, and σ is the conductivity of the planar conductor 30.

[数1]
δ=1/√(πfμσ)
[Equation 1]
δ = 1 / √ (πfμσ)

具体例を挙げると、周波数fが13.56MHzの場合、平面導体30が純銅のときは、透磁率μは4π×10-7N/A2 、導電率σは59.6×106 /Ωmであるので、表皮厚さδは約17.7μmとなる。平面導体30がアルミニウムのときは、透磁率μは4π×10-7N/A2 、導電率σは37.7×106 /Ωmであるので、表皮厚さδは約22.2μmとなる。 As a specific example, when the frequency f is 13.56 MHz and the planar conductor 30 is pure copper, the permeability μ is 4π × 10 −7 N / A 2 and the conductivity σ is 59.6 × 10 6 / Ωm. Therefore, the skin thickness δ is about 17.7 μm. When the planar conductor 30 is aluminum, the permeability μ is 4π × 10 −7 N / A 2 and the conductivity σ is 37.7 × 10 6 / Ωm, so the skin thickness δ is about 22.2 μm. .

更に、上記各溝40内にコンデンサ42をそれぞれ設けて、平面導体30の上記各領域34と各コンデンサ42とを交互に電気的に直列接続している。各溝40内に設けるコンデンサ42の数については後述する。各コンデンサ42の両端は、接続導体44によって、各溝40の両側部に接続されている。   Further, capacitors 42 are provided in the grooves 40, respectively, and the regions 34 of the planar conductor 30 and the capacitors 42 are alternately electrically connected in series. The number of capacitors 42 provided in each groove 40 will be described later. Both ends of each capacitor 42 are connected to both sides of each groove 40 by connecting conductors 44.

上記のように表皮厚さδは非常に小さいので、高周波電流は平面導体30の表面にしか流れない。従って、表皮厚さδよりも深さDの大きい溝40を設けておくと、各溝40の部分でインピーダンスは非常に大きくなり、平面導体30のホルダ側の面32のインダクタンスは、複数の領域34のインダクタンスに分割される。そしてこの分割されたインダクタンスに、上記コンデンサ42が直列接続された回路となる。この直列回路の等価回路を図3に示す。   Since the skin thickness δ is very small as described above, the high-frequency current flows only on the surface of the planar conductor 30. Therefore, if the grooves 40 having a depth D larger than the skin thickness δ are provided, the impedance of each groove 40 becomes very large, and the inductance of the surface 32 on the holder side of the planar conductor 30 is in a plurality of regions. Divided into 34 inductances. The capacitor 42 is connected in series to the divided inductance. An equivalent circuit of this series circuit is shown in FIG.

この図3では、上記各領域34のインダクタンスをL、抵抗をR、上記各コンデンサ42の静電容量をCとしている。このインダクタンスLと抵抗Rは、平面導体30の構造で決まり、各領域34においてほぼ同じ値にすることができる。各コンデンサ42の静電容量Cも同じ値を選ぶことができる。   In FIG. 3, the inductance of each region 34 is L, the resistance is R, and the capacitance of each capacitor 42 is C. The inductance L and resistance R are determined by the structure of the planar conductor 30 and can be set to substantially the same value in each region 34. The same value can be selected for the capacitance C of each capacitor 42.

この直列回路のインピーダンスを構成する合成リアクタンスは、簡単に言えば、誘導性リアクタンスωLから容量性リアクタンス1/ωCを引いた形となるので、平面導体30に上記溝40およびコンデンサ42を設けない場合に比べて、平面導体30のホルダ側の面32のインピーダンスを低下させることができる。ωは上記高周波電流の角周波数である。   The combined reactance constituting the impedance of the series circuit is simply obtained by subtracting the capacitive reactance 1 / ωC from the inductive reactance ωL, so that the groove 40 and the capacitor 42 are not provided in the planar conductor 30. In comparison with this, the impedance of the surface 32 on the holder side of the planar conductor 30 can be reduced. ω is the angular frequency of the high-frequency current.

これを詳述すると、上記直列回路のインピーダンスZは次式で表される。このインピーダンスZにはωL−1/ωCが含まれているので、リアクタンスを小さくすることができ、従ってインピーダンスZを低下させることができる。   More specifically, the impedance Z of the series circuit is expressed by the following equation. Since this impedance Z includes ωL−1 / ωC, the reactance can be reduced, and therefore the impedance Z can be lowered.

[数2]
Z=3(R+jωL)+2(1/jωC)
=3R+2j(ωL−1/ωC)+jωL
[Equation 2]
Z = 3 (R + jωL) +2 (1 / jωC)
= 3R + 2j (ωL−1 / ωC) + jωL

なお、平面導体30の終端66と接地との間にコンデンサを直列に設けても良く、このコンデンサの静電容量をCとすると、その場合のインピーダンスZは次式で表される。この場合もインピーダンスZにはωL−1/ωCが含まれているので、リアクタンスを小さくすることができ、従ってインピーダンスZを低下させることができる。   A capacitor may be provided in series between the terminal 66 of the planar conductor 30 and the ground. When the capacitance of the capacitor is C, the impedance Z in that case is expressed by the following equation. Also in this case, since the impedance Z includes ωL−1 / ωC, the reactance can be reduced, and thus the impedance Z can be lowered.

[数3]
Z=3R+3j(ωL−1/ωC)
[Equation 3]
Z = 3R + 3j (ωL-1 / ωC)

いずれの場合も、上記のように平面導体30のホルダ側の面32のインピーダンスを低下させることができるので、次の効果を奏する。   In any case, since the impedance of the surface 32 on the holder side of the planar conductor 30 can be reduced as described above, the following effects are produced.

(a)平面導体30を大型にしても、そのインピーダンスの増大を抑えて当該平面導体に大きな電位差が発生するのを抑え、それによって均一性の良いプラズマ60を生成することができる。ひいては、基板2の処理の均一性を高めることができる。   (A) Even if the size of the planar conductor 30 is increased, it is possible to suppress an increase in impedance and to prevent a large potential difference from occurring in the planar conductor, thereby generating a plasma 60 with good uniformity. As a result, the processing uniformity of the substrate 2 can be improved.

(b)しかも、平面導体30のホルダ側の面32、即ちプラズマ生成側の面のインピーダンスを低下させることができるので、当該面32に、その反対側の面に比べて優先的に高周波電流を流すことができる。その結果、プラズマ60のすぐ近くに高周波電流を優先的に流すことができるので、プラズマ生成に高周波電力を効率良く利用することができ、高周波電力の利用効率ひいては基板2の処理効率を高めることができる。   (B) Moreover, since the impedance of the surface 32 on the holder side of the flat conductor 30, that is, the surface on the plasma generation side can be reduced, a high-frequency current is preferentially applied to the surface 32 compared to the opposite surface. It can flow. As a result, a high-frequency current can be preferentially flowed in the immediate vicinity of the plasma 60, so that high-frequency power can be efficiently used for plasma generation, and the utilization efficiency of the high-frequency power and, consequently, the processing efficiency of the substrate 2 can be increased. it can.

平面導体30の各領域34のインダクタンスLおよび各溝40に設ける各コンデンサ42の(複数個を並列に設ける場合はそれらの合成の)静電容量Cは、プラズマ60の生成時に、上記高周波電流の周波数(以下では角周波数ω)において、次式で表される直列共振条件を満たすものにするのが好ましい。   The inductance L of each region 34 of the planar conductor 30 and the capacitance C of each capacitor 42 provided in each groove 40 (the combination thereof when a plurality of capacitors are provided in parallel) are generated when the plasma 60 is generated. It is preferable to satisfy the series resonance condition expressed by the following equation at the frequency (hereinafter, angular frequency ω).

[数4]
ωL=1/ωC
[Equation 4]
ωL = 1 / ωC

ここで、「プラズマ60の生成時」と特定しているのは、プラズマ生成時の上記インダクタンスLは、プラズマ60の密度にもよるけれども、プラズマ非生成時に対して最大で60%〜70%程度に低下することが経験上分かっており、この低下したときに上記共振条件を満たすのが好ましいからである。従って、この低下分を見込んで設計しておけば良い。   Here, “when the plasma 60 is generated” is specified because the inductance L when the plasma is generated depends on the density of the plasma 60, but is about 60% to 70% at the maximum when the plasma is not generated. This is because it is known from experience that it is preferable to satisfy the above-described resonance condition. Therefore, it is sufficient to design in consideration of this decrease.

上記共振条件を満たすようにすると、上記数2、数3は、それぞれ、次の数5、数6となるので、平面導体30のホルダ側の面32のインピーダンスをより一層低下させることができる。その結果、上記(a)および(b)の効果をより高めることができる。   When the above resonance condition is satisfied, the above formulas 2 and 3 become the following formulas 5 and 6, respectively, so that the impedance of the surface 32 on the holder side of the planar conductor 30 can be further reduced. As a result, the effects (a) and (b) can be further enhanced.

[数5]
Z=3R+jωL
[Equation 5]
Z = 3R + jωL

[数6]
Z=3R
[Equation 6]
Z = 3R

図3の回路において、上記数4の直列共振条件を満たしている場合の電位分布の一例を、説明の簡略化のために抵抗Rを無視して、図4中に実線Aで示す。この図4中の点a〜dと図3中の点a〜dとはそれぞれ対応している。各傾斜部S1 は、誘導性リアクタンスωLによる電位上昇分、各傾斜部S2 は、容量性リアクタンス1/ωCによる電位降下分である。 In the circuit of FIG. 3, an example of the potential distribution when the series resonance condition of Equation 4 is satisfied is shown by a solid line A in FIG. The points a to d in FIG. 4 correspond to the points a to d in FIG. Each slope S 1 is a potential increase due to inductive reactance ωL, and each slope S 2 is a potential drop due to capacitive reactance 1 / ωC.

図4中の二点鎖線Bは、上記溝40およびコンデンサ42に相当するものを有していない従来の平面導体の場合の電位分布である。   A two-dot chain line B in FIG. 4 is a potential distribution in the case of a conventional planar conductor that does not have the one corresponding to the groove 40 and the capacitor 42.

この図4から分るように、上記溝40およびコンデンサ42を有する平面導体30の場合は、そのホルダ側の面32における各部の電位差を小さく抑えることができる。従ってこの観点からも、均一性の一層良いプラズマ60を生成することができ、ひいては基板処理の均一性をより高めることができる。   As can be seen from FIG. 4, in the case of the planar conductor 30 having the groove 40 and the capacitor 42, the potential difference between the respective portions on the holder-side surface 32 can be kept small. Therefore, also from this viewpoint, it is possible to generate the plasma 60 with better uniformity, and further improve the uniformity of the substrate processing.

数4に示した直列共振条件を満たしているのが好ましいけれども、当該共振条件を完全に満たしていなくても、例えば当該共振条件近傍の状態であっても、平面導体30の各部の電位差を小さく抑える効果を奏することができる。この場合は、例えば、図4中の点b、dの電位が幾らか正側または負側にシフトし、それに応じて他の部分の電位もシフトすることになる。それでも、二点鎖線Bで示す従来の平面導体の場合に比べれば、各部の電位差を小さく抑えることができる。   Although it is preferable that the series resonance condition shown in Formula 4 is satisfied, even if the resonance condition is not completely satisfied, for example, even in a state in the vicinity of the resonance condition, the potential difference of each part of the planar conductor 30 is reduced. The effect of suppressing can be produced. In this case, for example, the potentials at points b and d in FIG. 4 are somewhat shifted to the positive side or the negative side, and the potentials of other portions are also shifted accordingly. Nevertheless, as compared with the case of the conventional planar conductor indicated by the two-dot chain line B, the potential difference between the respective parts can be suppressed to be small.

上記各溝40内に設けるコンデンサ42は、1個ずつでも良いし、この実施形態のように複数個(図示例では2個)並列に設けても良い。後述する他の実施形態においても同様である。コンデンサ42を複数個並列に設けると、高周波電流を複数のコンデンサ42に分散させて流すことができるので、平面導体30の面内に高周波電流をより均一に流すことができる。その結果、プラズマ60の均一性を良くすることができる。また、コンデンサ42を複数個並列に設けると、その静電容量を大きくすることが容易になる。   One capacitor 42 may be provided in each of the grooves 40, or a plurality (two in the illustrated example) may be provided in parallel as in this embodiment. The same applies to other embodiments described later. When a plurality of capacitors 42 are provided in parallel, a high-frequency current can be distributed and flowed through the plurality of capacitors 42, so that the high-frequency current can flow more uniformly in the plane of the planar conductor 30. As a result, the uniformity of the plasma 60 can be improved. Further, when a plurality of capacitors 42 are provided in parallel, it is easy to increase the capacitance.

上記各溝40内の空間(コンデンサ42および接続導体44の周りを含む空間)は、この実施形態のように、絶縁物46で埋めておくのが好ましい。後述する他の実施形態においても同様である。なお、図2(B)、図6〜図8では、コンデンサ42の配置を分かりやすくするために、その上を覆っている絶縁物46の図示は省略している。   The space in each groove 40 (the space including the periphery of the capacitor 42 and the connection conductor 44) is preferably filled with an insulator 46 as in this embodiment. The same applies to other embodiments described later. In FIG. 2B and FIGS. 6 to 8, the insulator 46 covering the capacitor 42 is not shown for easy understanding of the arrangement of the capacitor 42.

絶縁物46の材質は、例えば、樹脂、セラミックス等であり、特定のものに限定されない。   The material of the insulator 46 is, for example, resin, ceramics, etc., and is not limited to a specific one.

各溝40内の空間を絶縁物46で上記のように埋めておくと、各溝40内で不要なプラズマが発生するのを防止することができる。それによって、必要なプラズマ60の不均一性増加、高周波電力の利用効率低下等の不都合発生を防止することができる。後述する他の実施形態においても同様である。   If the space in each groove 40 is filled with the insulator 46 as described above, unnecessary plasma can be prevented from being generated in each groove 40. As a result, it is possible to prevent the occurrence of inconveniences such as an increase in the non-uniformity of the necessary plasma 60 and a decrease in the utilization efficiency of the high-frequency power. The same applies to other embodiments described later.

上記平面導体30の各溝40内に上記コンデンサ42をそれぞれ設ける代わりに、当該各溝40内に誘電体を充填することによって、各溝40内にコンデンサをそれぞれ形成しても良い。後述する他の実施形態においても同様である。各溝40の、高周波電流の流れ方向Fにおける両側の側壁が電極となり、その間に上記誘電体が挟まれた構造になるので、各溝40内に、コンデンサ42に相当するコンデンサを形成することができる。この場合の等価回路は、図3に示したものと同じである。   Instead of providing the capacitors 42 in the grooves 40 of the planar conductor 30, capacitors may be formed in the grooves 40 by filling the grooves 40 with a dielectric. The same applies to other embodiments described later. Since the side walls on both sides of each groove 40 in the high-frequency current flow direction F serve as electrodes and the dielectric is sandwiched therebetween, a capacitor corresponding to the capacitor 42 can be formed in each groove 40. it can. The equivalent circuit in this case is the same as that shown in FIG.

上記誘電体は、例えばチタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム等の高誘電率材料が好ましい。その方が、大きな静電容量を実現することができるからである。上記誘電体の誘電率、各溝40の幅、長さ、深さD等によって、形成するコンデンサの静電容量を調整することができる。前述した直列共振条件を満たすこともできる。   The dielectric is preferably a high dielectric constant material such as barium titanate or magnesium titanate. This is because a larger capacitance can be realized. The capacitance of the capacitor to be formed can be adjusted by the dielectric constant of the dielectric, the width, length, depth D, etc. of each groove 40. It is also possible to satisfy the series resonance condition described above.

上記のように各溝40内に誘電体を充填してコンデンサを形成すると、バルクのコンデンサ42およびそれ用の接続導体44が不要になるので、構成を簡素化することができる。更にこの誘電体によって、上記絶縁物46を充填する場合と同様の作用効果を奏することができる。即ち、各溝40内に不要なプラズマが発生するのを防止することができる。   When capacitors are formed by filling dielectrics in the respective grooves 40 as described above, the bulk capacitor 42 and the connection conductor 44 therefor are not required, so that the configuration can be simplified. Furthermore, this dielectric can provide the same effects as the case where the insulator 46 is filled. That is, it is possible to prevent unnecessary plasma from being generated in each groove 40.

この実施形態のように、平面導体30のホルダ側の面32をプラズマ60から遮蔽するものであって絶縁物から成る遮蔽板72を備えていても良い。後述する他の実施形態においても同様である。遮蔽板72は、真空容器4(具体的にはその天井面6)の開口部7の入口部に直接取り付けても良いし、この実施形態のように枠状の押え板74を用いて取り付けても良い。   As in this embodiment, the surface 32 on the holder side of the planar conductor 30 is shielded from the plasma 60, and a shielding plate 72 made of an insulating material may be provided. The same applies to other embodiments described later. The shielding plate 72 may be directly attached to the inlet portion of the opening 7 of the vacuum vessel 4 (specifically, the ceiling surface 6 thereof), or may be attached using a frame-like pressing plate 74 as in this embodiment. Also good.

遮蔽板72の材質は、例えば、石英、アルミナ、炭化ケイ素、シリコン等である。水素系プラズマで還元されて遮蔽板72から酸素が放出されると困る場合は、シリコン、炭化ケイ素等の非酸化物系の材質を用いれば良い。例えばシリコン板を用いるのが簡単で良い。   The material of the shielding plate 72 is, for example, quartz, alumina, silicon carbide, silicon or the like. If it is difficult to reduce oxygen by the hydrogen plasma and release oxygen from the shielding plate 72, a non-oxide material such as silicon or silicon carbide may be used. For example, it is easy to use a silicon plate.

公知のように、導体と高周波プラズマとが近接する構造の場合、プラズマ中のイオンよりも電子の方が軽くて遥かに多く導体に入射するので、プラズマ電位が導体よりも正側に上昇する。これに対して、上記のような遮蔽板72を設けておくと、遮蔽板72によって、プラズマ60中の荷電粒子が平面導体30等に入射するのを抑制することができるので、平面導体30に荷電粒子(主として電子)が入射することによるプラズマ電位の上昇を抑制することができると共に、平面導体30等の表面が荷電粒子(主としてイオン)によってスパッタされてプラズマ60および基板2に対して金属汚染(メタルコンタミネーション)が生じるのを抑制することができる。   As is well known, in the case of a structure in which the conductor and the high-frequency plasma are close to each other, electrons are lighter and much more incident on the conductor than ions in the plasma, so that the plasma potential rises to the positive side of the conductor. On the other hand, if the shielding plate 72 as described above is provided, the shielding plate 72 can prevent the charged particles in the plasma 60 from entering the planar conductor 30 or the like. The rise in plasma potential due to the incidence of charged particles (mainly electrons) can be suppressed, and the surface of the planar conductor 30 or the like is sputtered by charged particles (mainly ions) to contaminate the plasma 60 and the substrate 2 with metal contamination. The occurrence of (metal contamination) can be suppressed.

次に、この発明に係るプラズマ処理装置の他の実施形態を、先に説明した実施形態と同一または相当する部分には同一符号を付して、先に説明した実施形態との相違点を主体に説明する。   Next, in another embodiment of the plasma processing apparatus according to the present invention, parts that are the same as or equivalent to those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and differences from the embodiment described above are mainly used. Explained.

図5に示す実施形態のように、上述した溝40およびコンデンサ42を有する複数(図示例では二つ)の平面導体30を互いに直列に配置し(即ち、複数の平面導体30における高周波電流の流れ方向F(図2参照)が互いに直列になる向きに配置し)、かつ当該複数の平面導体30をその外部(真空容器外部でもある)の接続コンデンサ76を介して互いに電気的に直列接続して、当該複数の平面導体30に高周波電源70から整合回路68を介して高周波電力を直列に供給するようにしても良い。複数の平面導体30が隣り合う箇所には、前記と同様の絶縁枠62およびパッキン63を設けている。   As in the embodiment shown in FIG. 5, a plurality (two in the illustrated example) of planar conductors 30 having the above-described grooves 40 and capacitors 42 are arranged in series with each other (that is, the flow of high-frequency current in the plurality of planar conductors 30). The direction planes F (see FIG. 2) are arranged in series with each other), and the plurality of planar conductors 30 are electrically connected in series with each other via a connection capacitor 76 outside (also outside the vacuum vessel). The high-frequency power may be supplied in series from the high-frequency power source 70 to the plurality of planar conductors 30 via the matching circuit 68. An insulating frame 62 and a packing 63 similar to those described above are provided at locations where the plurality of planar conductors 30 are adjacent to each other.

このようにすると、実質的により大型の平面導体を、それよりも小型の平面導体30の組み合わせで実現することができる。その結果、より大型の基板処理に対応することができると共に、各平面導体30の小型・軽量化により製作、組立て、メインテナンス等の作業性が向上し、輸送も容易になり、かつ製作時のし損じ低減にもつながる。   In this way, a substantially larger planar conductor can be realized by a combination of smaller planar conductors 30 than that. As a result, it is possible to cope with processing of larger substrates, and by making each planar conductor 30 smaller and lighter, workability such as manufacture, assembly, and maintenance is improved, transportation is facilitated, and production is facilitated. It also leads to reduced damage.

各平面導体30は、図1、図2に示した実施形態の場合と同様に、コンデンサ42を設ける代わりに各溝40内に誘電体を充填することによって各溝40内にコンデンサを形成したものでも良い。後述する他の実施形態においても同様である。   As in the case of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, each planar conductor 30 is formed by forming a capacitor in each groove 40 by filling a dielectric in each groove 40 instead of providing the capacitor 42. But it ’s okay. The same applies to other embodiments described later.

隣り合う平面導体30間を接続する接続コンデンサ76は、1個でも良いし、平面導体の幅方向(短手方向。図5の紙面の表裏方向)に複数個並列に設けても良い。複数個並列に設けると、高周波電流を複数個の接続コンデンサ76に分散させて流すことができるので、各平面導体30の面内に高周波電流をより均一に流すことができる。その結果、プラズマ60の均一性を良くすることができる。   The number of connection capacitors 76 that connect between adjacent planar conductors 30 may be one, or a plurality of connection capacitors 76 may be provided in parallel in the width direction of the planar conductors (short direction, front and back direction in FIG. 5). When a plurality of parallel conductors are provided in parallel, the high-frequency current can be distributed and supplied to the plurality of connection capacitors 76, so that the high-frequency current can be supplied more uniformly in the plane of each planar conductor 30. As a result, the uniformity of the plasma 60 can be improved.

図6に示す実施形態のように、上述した溝40およびコンデンサ42を有する複数(図示例では二つ)の平面導体30を互いに並列に配置し(即ち、複数の平面導体30における高周波電流の流れ方向F(図2参照)が互いに並列になる向きに配置し)、当該複数の平面導体30に高周波電源70から整合回路68を介して高周波電力を並列に供給するようにしても良い。   As in the embodiment shown in FIG. 6, a plurality (two in the illustrated example) of planar conductors 30 having the above-described grooves 40 and capacitors 42 are arranged in parallel with each other (that is, the flow of high-frequency current in the plurality of planar conductors 30). The high-frequency power may be supplied in parallel to the plurality of planar conductors 30 from the high-frequency power source 70 via the matching circuit 68).

このようにすると、図5に示した実施形態の場合と同様の効果が得られる。即ち、実質的により大型の平面導体を、それよりも小型の平面導体30の組み合わせで実現することができる。その結果、より大型の基板処理に対応することができると共に、各平面導体30の小型・軽量化により製作、組立て、メインテナンス等の作業性が向上し、輸送も容易になり、かつ製作時のし損じ低減にもつながる。   In this way, the same effect as that of the embodiment shown in FIG. 5 can be obtained. That is, a substantially larger planar conductor can be realized by a combination of smaller planar conductors 30. As a result, it is possible to cope with processing of larger substrates, and by making each planar conductor 30 smaller and lighter, workability such as manufacture, assembly, and maintenance is improved, transportation is facilitated, and production is facilitated. It also leads to reduced damage.

上記の場合、1以上の平面導体30の一端側に、好ましくは全ての平面導体30の一端側に、可変インピーダンス78を直列接続しておき、この可変インピーダンス78を介して複数の平面導体30に高周波電源70から高周波電流を並列に供給するのが好ましい。図6はこの場合の例を示す。   In the above case, a variable impedance 78 is connected in series to one end side of one or more plane conductors 30, preferably to one end side of all the plane conductors 30, and a plurality of plane conductors 30 are connected via the variable impedance 78. It is preferable to supply a high-frequency current from the high-frequency power source 70 in parallel. FIG. 6 shows an example of this case.

上記のように可変インピーダンス78を直列に介在させておくと、当該可変インピーダンス78によって複数の平面導体30に流れる高周波電流のバランスを良くすることができるので、生成するプラズマ60の均一性を良くすることができる。   If the variable impedance 78 is interposed in series as described above, the balance of the high-frequency currents flowing through the plurality of planar conductors 30 can be improved by the variable impedance 78, so that the uniformity of the generated plasma 60 is improved. be able to.

上記可変インピーダンス78は、図6に図示したような可変インダクタンスでも良いし、可変コンデンサ(可変キャパシタンス)でも良いし、両者を混在させても良い。可変インダクタンスを挿入することによって、給電回路のインピーダンスを増大させることができるので、高周波電流が流れ過ぎる平面導体30の電流を抑えることができる。可変コンデンサを挿入することによって、誘導性リアクタンスが大きい場合に容量性リアクタンスを増大させて、給電回路のインピーダンスを低下させることができるので(前述した数2、数3およびその説明参照)、高周波電流が流れにくい平面導体30の電流を増加させることができる。   The variable impedance 78 may be a variable inductance as shown in FIG. 6, a variable capacitor (variable capacitance), or a mixture of both. By inserting the variable inductance, it is possible to increase the impedance of the power feeding circuit, so that it is possible to suppress the current of the planar conductor 30 through which a high-frequency current flows excessively. By inserting a variable capacitor, when the inductive reactance is large, the capacitive reactance can be increased and the impedance of the power feeding circuit can be lowered (refer to the above-described equations 2 and 3 and the description thereof). It is possible to increase the current of the planar conductor 30 that is difficult to flow.

図7に示す実施形態のように、平面導体30は、そのホルダ側の面32に、高周波電流の流れ方向Fに沿って並べられた複数の凹部48から成る凹部列50を1列以上(図示例では2列)有していて、当該凹部列50によってホルダ側の面32は複数列(図示例では3列)の導体面52に分割されている構造のものでも良い。複数の凹部48は、互いに分離された非連続なものである。   As in the embodiment shown in FIG. 7, the planar conductor 30 has one or more recess rows 50 including a plurality of recesses 48 arranged along the flow direction F of the high-frequency current on the holder-side surface 32 (see FIG. 7). The holder side surface 32 may be divided into a plurality of rows (three rows in the illustrated example) of the conductor surfaces 52 by the recess rows 50. The plurality of recesses 48 are discontinuous separated from each other.

そしてこの複数列の導体面52に、高周波電源70から整合回路68を介して高周波電力を並列に供給するようにしている。   High frequency power is supplied in parallel to the plurality of rows of conductor surfaces 52 from a high frequency power source 70 via a matching circuit 68.

更にこの平面導体30は、上記各列の導体面52のそれぞれに、高周波電流の流れ方向Fと交差する方向に伸びている溝40を、高周波電流の流れ方向Fに1以上(図示例では二つ)有していて、当該溝40によって各列の導体面52は複数の(図示例では三つの)領域34にそれぞれ分割されている。   Further, the planar conductor 30 has at least one groove 40 extending in the direction crossing the high-frequency current flow direction F in each row of the conductor surfaces 52 in the high-frequency current flow direction F (two in the illustrated example). The conductor surface 52 of each row is divided into a plurality of (three in the illustrated example) regions 34 by the grooves 40.

更に、上記各溝40内にコンデンサ42をそれぞれ設けて、各列の導体面52における各領域34と各コンデンサ42とを交互に電気的に直列接続している。   Further, capacitors 42 are provided in the respective grooves 40, and the regions 34 and the capacitors 42 in the conductor surfaces 52 of the respective columns are alternately electrically connected in series.

各溝40の深さ、コンデンサ42、それ用の接続導体44、絶縁物46等は、図1、図2に示した実施例について説明したものと同様であるので、ここでは重複説明を省略する。   The depth of each groove 40, the capacitor 42, the connecting conductor 44, the insulator 46, etc. are the same as those described in the embodiment shown in FIGS. .

各凹部48の深さは、導体30中を流れる高周波電流の前述した表皮厚さδよりも大きくしている。その理由は、溝40の深さDについて前述したのと同様である。即ち、このような深さの複数の凹部48が非連続に並んでいると、高周波電流に対する各凹部列50のインピーダンスは非常に大きくなるので、平面導体30のホルダ側の面32における高周波電流の流れを、複数列に、即ち複数列の導体面52に分割することができる。その結果、平面導体30のホルダ側の面32における高周波電流の流路が明確になり、高周波電流の流れを調整しやすくなるので、平面導体30を大型にしても、そのホルダ側の面32に流れる高周波電流の均一性を良くすることができ、それによってプラズマ60(図1参照)の均一性を良くすることができる。ひいては基板処理の均一性を高めることができる。   The depth of each recess 48 is larger than the aforementioned skin thickness δ of the high-frequency current flowing through the conductor 30. The reason for this is the same as described above for the depth D of the groove 40. That is, when the plurality of recesses 48 having such depths are arranged in a discontinuous manner, the impedance of each recess array 50 with respect to the high-frequency current becomes very large. Therefore, the high-frequency current on the holder-side surface 32 of the planar conductor 30 The flow can be divided into multiple rows, i.e., multiple rows of conductor surfaces 52. As a result, the flow path of the high-frequency current on the holder-side surface 32 of the planar conductor 30 becomes clear, and the flow of the high-frequency current can be easily adjusted. The uniformity of the flowing high frequency current can be improved, and thereby the uniformity of the plasma 60 (see FIG. 1) can be improved. As a result, the uniformity of substrate processing can be improved.

しかも、平面導体30を複数列に構造的(機械的)に分割する場合に比べて、凹部列50によって分割する方が、各列の導体面52間の隙間を小さくすることができるので、高周波電流の不連続領域を小さくして、プラズマ60の均一性を良くすることができる。ひいては基板処理の均一性を高めることができる。   Moreover, the gap between the conductor surfaces 52 in each row can be reduced by dividing the planar conductor 30 into a plurality of rows in a structural (mechanical) manner, so that the gap between the conductor surfaces 52 in each row can be reduced. The uniformity of the plasma 60 can be improved by reducing the current discontinuous region. As a result, the uniformity of substrate processing can be improved.

更に、各列の導体面52に溝40およびコンデンサ42を設けていて、平面導体30のホルダ側の面32のインピーダンスを低下させることができるので、図1、図2に示した実施形態について前述した効果と同様の効果を奏する。   Furthermore, since the groove 40 and the capacitor 42 are provided in the conductor surface 52 of each row and the impedance of the surface 32 on the holder side of the planar conductor 30 can be lowered, the embodiment shown in FIGS. This produces the same effect as the above effect.

ちなみに、上記のような凹部列50の代わりに、複数の凹部48をつないだようなスリット状の溝を高周波電流の流れ方向Fに沿って設けても、高周波電流の流れを複数列に分割することはできない。このようなスリット状の溝の場合は、その底面が高周波電流の流れ方向Fに沿って連続していて、当該底面に沿って高周波電流が流れるからである。   By the way, instead of the recess row 50 as described above, even if a slit-like groove connecting the plurality of recesses 48 is provided along the flow direction F of the high-frequency current, the flow of the high-frequency current is divided into a plurality of rows. It is not possible. This is because, in the case of such a slit-shaped groove, the bottom surface is continuous along the flow direction F of the high-frequency current, and the high-frequency current flows along the bottom surface.

溝40の場合と同様に、各凹部48内の空間は、例えば樹脂、セラミックス等の絶縁物で埋めておくのが好ましい。そのようにすると、溝40の場合と同様に、各凹部48内で不要なプラズマが発生するのを防止することができる。それによって、必要なプラズマ60の不均一性増加、高周波電力の利用効率低下等の不都合発生を防止することができる。   As in the case of the groove 40, the space in each recess 48 is preferably filled with an insulator such as resin or ceramics. By doing so, it is possible to prevent unnecessary plasma from being generated in each recess 48 as in the case of the groove 40. As a result, it is possible to prevent the occurrence of inconveniences such as an increase in the non-uniformity of the necessary plasma 60 and a decrease in the utilization efficiency of the high-frequency power.

この図7に示す実施形態の場合も、(a)平面導体30の各列の導体面52における各領域34のインダクタンスおよび各コンデンサ42の静電容量は、プラズマ60の生成時に、上記高周波電流の周波数において直列共振条件を満たすものにするのが好ましいこと、(b)平面導体30の各溝40内にコンデンサ42を設ける代わりに、各溝40内に誘電体を充填することによって各溝40内にコンデンサをそれぞれ形成しても良いこと、(c)平面導体30の各列の導体面52の一端側にそれぞれ直列に接続された可変インピーダンス78を介して、複数列の導体面52に高周波電源70から高周波電力を並列に供給するようにしても良いこと、(d)平面導体30のホルダ側の面32をプラズマ60から遮蔽するものであって絶縁物から成る遮蔽板72(図1、図2参照)を備えていても良いこと、等は、またそのようにした場合の作用効果は、図1、図2に示した実施形態のものと同様であるので、その説明を参照するものとし、ここでは重複説明を省略する。   Also in the embodiment shown in FIG. 7, (a) the inductance of each region 34 in the conductor surface 52 of each row of the planar conductors 30 and the capacitance of each capacitor 42 are the same as those of the high-frequency current when the plasma 60 is generated. It is preferable to satisfy the series resonance condition at the frequency. (B) Instead of providing the capacitors 42 in the grooves 40 of the planar conductor 30, the grooves 40 are filled with a dielectric material in the grooves 40. (C) a plurality of rows of conductor surfaces 52 are connected to one end side of the conductor surface 52 of each row of planar conductors 30 via a variable impedance 78 in series. It is also possible to supply high-frequency power from 70 in parallel. (D) It is intended to shield the holder-side surface 32 of the planar conductor 30 from the plasma 60 and be an insulator. The shielding plate 72 (see FIG. 1 and FIG. 2) may be provided, and the operation and effect when doing so are the same as those of the embodiment shown in FIG. 1 and FIG. Therefore, the description will be referred to, and redundant description will be omitted here.

図7に示したような平面導体30を複数個互いに直列に配置し、その各列の導体面52同士を図5に示したような接続コンデンサ76を介して互いに電気的に直列接続しても良い。そのようにすれば、より大面積のプラズマ60を発生させてより大型の基板に対応することが容易になる。各列の導体面52同士を接続する接続コンデンサ76は、図5の実施形態の場合と同様に、1個でも良いし、複数個並列に設けても良い。   A plurality of planar conductors 30 as shown in FIG. 7 are arranged in series with each other, and the conductor surfaces 52 of each row are electrically connected in series with each other via a connection capacitor 76 as shown in FIG. good. By doing so, it becomes easy to generate a plasma 60 having a larger area and cope with a larger substrate. As in the case of the embodiment of FIG. 5, the number of connection capacitors 76 that connect the conductor surfaces 52 of each row may be one, or a plurality of them may be provided in parallel.

図7に示す平面導体30の場合のガス供給パイプ26は、例えば図8に示すように、平面導体30の長手方向に沿うガス供給パイプ26を、平面導体30を短手方向に挟んだ両側に1本ずつ、および、各凹部列50に対応する位置に1本ずつ設ければ良い。このようにすれば、平面導体30のホルダ側の面32付近にガス24を均一性良く供給することができると共に、ガス供給パイプ26がプラズマ生成の邪魔になりにくくなる。   For example, as shown in FIG. 8, the gas supply pipe 26 in the case of the planar conductor 30 shown in FIG. 7 includes the gas supply pipe 26 along the longitudinal direction of the planar conductor 30 on both sides sandwiching the planar conductor 30 in the short direction. One may be provided one by one and one at a position corresponding to each recess row 50. In this way, the gas 24 can be supplied to the vicinity of the holder-side surface 32 of the planar conductor 30 with good uniformity, and the gas supply pipe 26 is less likely to interfere with plasma generation.

2 基板
4 真空容器
10 ホルダ
24 ガス
30 平面導体
32 ホルダ側の面
34 領域
40 溝
42 コンデンサ
46 絶縁物
48 凹部
50 凹部列
52 導体面
60 プラズマ
70 高周波電源
72 遮蔽板
76 接続コンデンサ
78 可変インピーダンス
2 Substrate 4 Vacuum vessel 10 Holder 24 Gas 30 Planar conductor 32 Holder side surface 34 Region 40 Groove 42 Capacitor 46 Insulator 48 Recess 50 Recess array 52 Conductor surface 60 Plasma 70 High frequency power supply 72 Shield plate 76 Connection capacitor 78 Variable impedance

Claims (13)

導体に高周波電流を流すことによって発生する誘導電界によってプラズマを生成し、当該プラズマを用いて基板に処理を施すプラズマ処理装置であって、
真空排気されかつガスが導入される真空容器と、
前記真空容器内に設けられていて基板を保持するホルダと、
ホルダ側の面が前記真空容器内に位置しかつ前記ホルダの基板保持面に対向するように設けられた平面導体と、
前記平面導体に高周波電力を供給して前記平面導体に高周波電流を流す高周波電源とを備えており、
前記平面導体は、その前記ホルダ側の面に、前記高周波電流の流れ方向と交差する方向に伸びている溝であってその深さが、前記平面導体中を流れる前記高周波電流の表皮厚さよりも大きい溝を、前記高周波電流の流れ方向に1以上有していて、当該溝によって前記ホルダ側の面は複数領域に分割されており、
かつ前記平面導体の前記各溝内にコンデンサをそれぞれ設けて、前記平面導体の前記各領域と当該各コンデンサとを互いに電気的に直列接続している、ことを特徴とするプラズマ処理装置。
A plasma processing apparatus that generates plasma by an induced electric field generated by flowing a high-frequency current through a conductor and performs processing on a substrate using the plasma,
A vacuum vessel that is evacuated and into which gas is introduced;
A holder provided in the vacuum vessel and holding a substrate;
A planar conductor provided so that a surface on the holder side is located in the vacuum container and faces a substrate holding surface of the holder;
A high-frequency power supply for supplying high-frequency power to the planar conductor and causing a high-frequency current to flow through the planar conductor;
The planar conductor is a groove extending in a direction intersecting the flow direction of the high-frequency current on the surface on the holder side, and the depth thereof is larger than the skin thickness of the high-frequency current flowing in the planar conductor. Having one or more large grooves in the flow direction of the high-frequency current, and the surface on the holder side is divided into a plurality of regions by the grooves;
A plasma processing apparatus, wherein a capacitor is provided in each groove of the planar conductor, and the regions of the planar conductor and the capacitors are electrically connected in series with each other.
前記平面導体の前記各溝内の空間を絶縁物で埋めている請求項1記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a space in each groove of the planar conductor is filled with an insulator. 前記平面導体の前記各溝内に前記コンデンサを設ける代わりに、当該各溝内に誘電体を充填することによって、当該各溝内にコンデンサをそれぞれ形成している請求項1記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a capacitor is formed in each of the grooves by filling a dielectric in each of the grooves instead of providing the capacitor in each of the grooves of the planar conductor. 前記平面導体の前記各領域のインダクタンスおよび前記各コンデンサの静電容量は、前記プラズマの生成時に、前記高周波電流の周波数において、直列共振条件を満たすものである請求項1、2または3記載のプラズマ処理装置。   4. The plasma according to claim 1, wherein the inductance of each region of the planar conductor and the capacitance of each capacitor satisfy a series resonance condition at the frequency of the high-frequency current when the plasma is generated. Processing equipment. 前記溝およびコンデンサを有する前記平面導体を複数備えていてこれらは互いに直列に配置されており、
当該各平面導体を接続コンデンサを介して電気的に直列接続して、当該複数の平面導体に前記高周波電源から高周波電力を直列に供給するように構成している請求項1、2、3または4記載のプラズマ処理装置。
A plurality of the planar conductors having the grooves and capacitors, and these are arranged in series with each other;
5. Each of the planar conductors is electrically connected in series via a connection capacitor, and high frequency power is supplied in series from the high frequency power source to the plurality of planar conductors. The plasma processing apparatus as described.
前記溝およびコンデンサを有する前記平面導体を複数備えていてこれらは互いに並列に配置されており、
当該各平面導体にそれぞれ直列に接続された可変インピーダンスを介して、当該複数の平面導体に前記高周波電源から高周波電力を並列に供給するように構成している請求項1、2、3または4記載のプラズマ処理装置。
A plurality of the planar conductors having the grooves and capacitors, and these are arranged in parallel with each other;
The high-frequency power is supplied in parallel from the high-frequency power source to the plurality of planar conductors via variable impedances connected in series to the planar conductors, respectively. Plasma processing equipment.
前記平面導体の前記ホルダ側の面を前記プラズマから遮蔽するものであって絶縁物から成る遮蔽板を備えている請求項1から6のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising a shielding plate made of an insulator for shielding the surface of the planar conductor on the holder side from the plasma. 導体に高周波電流を流すことによって発生する誘導電界によってプラズマを生成し、当該プラズマを用いて基板に処理を施すプラズマ処理装置であって、
真空排気されかつガスが導入される真空容器と、
前記真空容器内に設けられていて基板を保持するホルダと、
ホルダ側の面が前記真空容器内に位置しかつ前記ホルダの基板保持面に対向するように設けられた平面導体と、
前記平面導体に高周波電力を供給して前記平面導体に高周波電流を流す高周波電源とを備えており、
前記平面導体は、その前記ホルダ側の面に、前記高周波電流の流れ方向に沿って並べられた複数の凹部であってその深さが、前記平面導体中を流れる前記高周波電流の表皮厚さよりも大きい凹部から成る凹部列を1列以上有していて、当該凹部列によって前記ホルダ側の面は複数列の導体面に分割されており、
前記高周波電源は、前記平面導体の前記複数列の導体面に高周波電力を並列に供給するものであり、
更に前記平面導体は、前記各列の導体面のそれぞれに、前記高周波電流の流れ方向と交差する方向に伸びている溝であってその深さが、前記平面導体中を流れる前記高周波電流の表皮厚さよりも大きい溝を、前記高周波電流の流れ方向に1以上有していて、当該溝によって前記各列の導体面は複数領域にそれぞれ分割されており、
かつ前記平面導体の前記各溝内にコンデンサをそれぞれ設けて、前記各列の導体面における前記各領域と前記各溝内の前記コンデンサとを互いに電気的に直列接続している、ことを特徴とするプラズマ処理装置。
A plasma processing apparatus that generates plasma by an induced electric field generated by flowing a high-frequency current through a conductor and performs processing on a substrate using the plasma,
A vacuum vessel that is evacuated and into which gas is introduced;
A holder provided in the vacuum vessel and holding a substrate;
A planar conductor provided so that a surface on the holder side is located in the vacuum container and faces a substrate holding surface of the holder;
A high-frequency power supply for supplying high-frequency power to the planar conductor and causing a high-frequency current to flow through the planar conductor;
The planar conductor is a plurality of recesses arranged along the flow direction of the high-frequency current on the surface on the holder side, the depth of which is greater than the skin thickness of the high-frequency current flowing in the planar conductor Having one or more recess rows made of large recesses, and the holder-side surface is divided into a plurality of conductor surfaces by the recess rows;
The high-frequency power supply supplies high-frequency power in parallel to the conductor surfaces of the plurality of rows of the planar conductors,
Further, the planar conductor is a groove extending in a direction intersecting the flow direction of the high-frequency current on each of the conductor surfaces of each row, and the depth thereof is the skin of the high-frequency current flowing in the planar conductor. Having at least one groove larger than the thickness in the flow direction of the high-frequency current, and the conductor surface of each row is divided into a plurality of regions by the groove,
And each capacitor | condenser is provided in each said groove | channel of the said planar conductor, Each said area | region in the conductor surface of each said row | line and the said capacitor | condenser in each said groove | channel are mutually electrically connected in series, Plasma processing equipment.
前記平面導体の前記各凹部内の空間および前記各溝内の空間を絶縁物で埋めている請求項8記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 8, wherein a space in each concave portion and a space in each groove of the planar conductor is filled with an insulator. 前記平面導体の前記各溝内に前記コンデンサを設ける代わりに、当該各溝内に誘電体を充填することによって、当該各溝内にコンデンサをそれぞれ形成している請求項8記載のプラズマ処理装置。   9. The plasma processing apparatus according to claim 8, wherein a capacitor is formed in each groove by filling a dielectric in each groove instead of providing the capacitor in each groove of the planar conductor. 前記平面導体の前記各列の導体面における前記各領域のインダクタンスおよび前記各コンデンサの静電容量は、前記プラズマの生成時に、前記高周波電流の周波数において、直列共振条件を満たすものである請求項8、9または10記載のプラズマ処理装置。   9. The inductance of each region and the capacitance of each capacitor on the conductor surface of each row of the planar conductor satisfy a series resonance condition at the frequency of the high-frequency current when the plasma is generated. The plasma processing apparatus of 9 or 10. 前記平面導体の前記各列の導体面にそれぞれ直列に接続された可変インピーダンスを介して、前記複数列の導体面に前記高周波電源から高周波電力を並列に供給するように構成している請求項8、9、10または11記載のプラズマ処理装置。   The high-frequency power is supplied in parallel from the high-frequency power source to the conductor surfaces of the plurality of rows via variable impedances connected in series to the conductor surfaces of the rows of the planar conductors, respectively. , 9, 10 or 11. 前記平面導体の前記ホルダ側の面を前記プラズマから遮蔽するものであって絶縁物から成る遮蔽板を備えている請求項8から12のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to any one of claims 8 to 12, further comprising a shielding plate made of an insulator for shielding the surface of the planar conductor on the holder side from the plasma.
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