KR101019818B1 - Inductively coupled plasma processing device - Google Patents

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KR101019818B1 KR1020030049342A KR20030049342A KR101019818B1 KR 101019818 B1 KR101019818 B1 KR 101019818B1 KR 1020030049342 A KR1020030049342 A KR 1020030049342A KR 20030049342 A KR20030049342 A KR 20030049342A KR 101019818 B1 KR101019818 B1 KR 101019818B1
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 유전체 벽의 지지 부분을 크게 하지 않으면서 유전체 벽을 두껍게 하지 않고도 유전체 벽을 포함하는, 처리실과 안테나실의 사이를 구획하는 구획 구조의 휨을 억제할 수 있는 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 제공한다.The present invention provides an inductively coupled plasma processing apparatus capable of suppressing warpage of a partition structure partitioning between a processing chamber and an antenna chamber, including a dielectric wall without thickening the dielectric wall without increasing the supporting portion of the dielectric wall. .

기판(G)에 플라즈마 처리를 실시하는 처리실(4)과, 처리실(4)내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계(20)와, 처리실(4)내를 배기하는 배기계(30)와, 처리실(4)의 상부 벽을 구성하는 유전체 벽(2)과, 유전체 벽(2)의 상방에 설치된 고주파 안테나(15)와, 처리실(4)의 상방에 설치되고, 유전체 벽(2)에 의해 저벽이 형성되고, 고주파 안테나(15)를 수용하는 안테나실(3)과, 안테나실(3)을 복수의 소실(6)로 구획하고, 안테나실(3)의 측벽(3a)에 지지되는 수직 벽(5)으로 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구성된다. 유전체 벽(2)은 복수의 소실(6)에 대응하여 복수로 분할되고, 유전체 벽(2)의 각 분할편(2a)은 안테나실(3)의 측벽(3a)과 수직 벽(5)으로 지지된다.A processing chamber 4 for performing plasma processing on the substrate G, a processing gas supply system 20 for supplying a processing gas into the processing chamber 4, an exhaust system 30 for exhausting the inside of the processing chamber 4, and a processing chamber The dielectric wall 2 constituting the upper wall of (4), the high frequency antenna 15 provided above the dielectric wall 2, and the upper side of the process chamber 4, and the bottom wall by the dielectric wall 2 Is formed and the vertical wall which divides the antenna chamber 3 which accommodates the high frequency antenna 15, and the antenna chamber 3 into several chamber 6, and is supported by the side wall 3a of the antenna chamber 3 is provided. An inductively coupled plasma processing apparatus is constituted by (5). The dielectric wall 2 is divided into a plurality of sections corresponding to the plurality of vanishing chambers 6, and each divided piece 2a of the dielectric wall 2 is divided into the side wall 3a and the vertical wall 5 of the antenna chamber 3. Supported.

Description

유도 결합 플라즈마 처리 장치{INDUCTIVELY COUPLED PLASMA PROCESSING DEVICE} Inductively Coupled Plasma Treatment Unit {INDUCTIVELY COUPLED PLASMA PROCESSING DEVICE}             

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 유도 결합 플라즈마 에칭 장치를 도시한 수직 단면도,1 is a vertical cross-sectional view showing an inductively coupled plasma etching apparatus according to an embodiment of the present invention,

도 2는 도 1의 유도 결합 플라즈마 에칭 장치의 안테나실을 도시한 수평 단면도, 2 is a horizontal cross-sectional view showing an antenna chamber of the inductively coupled plasma etching apparatus of FIG.

도 3은 도 1의 유도 결합 플라즈마 에칭 장치의 수직 벽을 도시한 사시도, 3 is a perspective view showing a vertical wall of the inductively coupled plasma etching apparatus of FIG.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 관한 유도 결합 플라즈마 에칭 장치의 안테나 부분을 도시한 개략 사시도, 4 is a schematic perspective view showing an antenna portion of an inductively coupled plasma etching apparatus according to another embodiment of the present invention;

도 5는 안테나실의 수직 벽에 의한 구획 상태의 다른 예를 도시한 수평 단면도, 5 is a horizontal sectional view showing another example of a partitioned state by a vertical wall of the antenna chamber;

도 6은 안테나실의 수직 벽에 의한 구획 상태의 또 다른 예를 도시한 수평 단면도. Fig. 6 is a horizontal sectional view showing still another example of a partition state by vertical walls of the antenna chamber.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞Description of the Related Art

1 : 본체 용기 2 : 유전체 벽1 body container 2 dielectric wall

3 : 안테나실 4 : 처리실 3: antenna chamber 4: processing chamber                 

5 : 수직 벽 6 : 소실 5: vertical wall 6: burnout

7 : 지지 선반 20 : 처리 가스 공급계7: support shelf 20: process gas supply system

22 : 서셉터 30 : 배기 기구
22: susceptor 30: exhaust mechanism

본 발명은 액정 표시 장치(LCD) 기판 등의 피처리 기판에 대하여 유도 결합 플라즈마에 의해 드라이 에칭 등의 플라즈마 처리를 실시하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inductively coupled plasma processing apparatus for performing a plasma treatment such as dry etching with an inductively coupled plasma on a target substrate such as a liquid crystal display device (LCD) substrate.

예컨대, LCD 제조 프로세스에 있어서는, 피처리 기판인 LCD 유리 기판에 대해 에칭(etching)이나 스패터링(spattering), CVD(chemical vapor deposition; 화학 기상 성장) 등의 플라즈마 처리가 많이 사용되고 있다. For example, in the LCD manufacturing process, plasma processing such as etching, spattering, chemical vapor deposition (CVD), and the like are frequently used for LCD glass substrates as target substrates.

이러한 플라즈마 처리를 실시하기 위한 플라즈마 처리 장치로서는 다양한 것이 사용되고 있지만, 그 중에서 고밀도 플라즈마를 발생시킬 수 있는 것으로서 유도 결합 플라즈마(ICP) 처리 장치가 공지되어 있다.Various kinds of plasma processing apparatuses for performing such plasma processing have been used. Among them, inductively coupled plasma (ICP) processing apparatuses are known as those capable of generating high density plasma.

유도 결합 플라즈마 처리 장치는 전형적으로는 진공으로 유지 가능한 플라즈마 처리를 실시하기 위한 처리실의 천장이 유전체 벽으로 구성되고, 그 위에 고주파(RF) 안테나가 설치되어 있다. 그리고 이 고주파 안테나에 고주파 전력이 공급됨으로써 처리실내에 유도 전계가 형성되고, 이 유도 전계에 의해 처리실에 도입된 처리 가스가 플라즈마화 되고, 이와 같이 하여 형성된 처리 가스의 플라즈마에 의해 에칭 등의 플라즈마 처리가 실시된다. Inductively coupled plasma processing apparatuses typically have a dielectric wall with a ceiling of a processing chamber for performing plasma processing that can be maintained in a vacuum, and a high frequency (RF) antenna is provided thereon. The high frequency power is supplied to the high frequency antenna to form an induction electric field in the processing chamber, and the processing gas introduced into the processing chamber is converted into plasma by the induction electric field, and plasma treatment such as etching is performed by plasma of the processing gas thus formed. Is carried out.

그런데, LCD의 제조 공정에 있어서는, 피처리 기판인 LCD 유리 기판은 1장부터 복수개의 LCD 패널 제품이 수득될 수 있는 치수로 되어 있다. 그리고, 최근 스루풋 향상의 관점에서 LCD 유리 기판은 대형화의 요구가 강하고, 1변이 1m를 초과하는 거대한 것이 요구되고 있고, 이에 동반하는 처리 장치의 대형화에 의해 유전체 벽도 대형화될 수밖에 없다. 유전체 벽이 이와 같이 대형화되면, 처리실의 내외의 압력차나 자중에 견딜 정도의 충분한 강도를 유지하기 위해서 그 두께를 크게 할 필요가 있지만, 유전체 벽을 두껍게 하면 고주파 안테나와 플라즈마 영역과의 거리가 길어지기 때문에, 에너지 효율이 저하되어 플라즈마 밀도가 저하된다. 또한 이와 같이 유전체 벽의 두께를 크게 하면 유전체 벽이 지극히 고가가 된다. By the way, in the manufacturing process of LCD, the LCD glass substrate which is a to-be-processed substrate is a dimension from which one or more LCD panel products can be obtained. In recent years, from the viewpoint of improving throughput, the LCD glass substrate has a strong demand for larger size, and a large size exceeding 1m is required for the LCD glass substrate. As a result, the size of the dielectric wall is inevitably increased due to the enlargement of the processing apparatus. If the dielectric wall is enlarged in this manner, the thickness of the dielectric wall needs to be increased in order to maintain sufficient strength to withstand the pressure difference and the weight of the inside and outside of the processing chamber. As a result, the energy efficiency is lowered and the plasma density is lowered. In addition, increasing the thickness of the dielectric wall makes the dielectric wall extremely expensive.

이러한 것을 회피하는 기술로서, 일본 특허 공개 공보 제 2001-28299 호에 나타낸 기술이 제안되어 있다. 이 기술은 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 본체 용기를 구획 구조에 의해 상측의 안테나실과 하측의 처리실로 구획하고, 구획 구조가 유전체 벽을 포함하는 구조로 하고, 이 유전체 벽을 +자 형상의 지지체로 지지함과 동시에, 이 지지체를 안테나실의 천장에 고정된 서스펜더에 의해서 매다는 구조를 채용하는 것이다. 이에 따라, 유전체 벽에 이러한 하중이 현저히 저감되기 때문에, 유전체 벽을 얇게 할 수 있다. As a technique for avoiding this, the technique shown in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-28299 is proposed. In this technique, the main container of the inductively coupled plasma processing apparatus is partitioned into an upper antenna chamber and a lower processing chamber by a partition structure, and the partition structure includes a dielectric wall, and the dielectric wall is supported by a + -shaped support. At the same time, the support is suspended by a suspender fixed to the ceiling of the antenna chamber. As a result, since the load on the dielectric wall is significantly reduced, the dielectric wall can be made thinner.

그러나, 상기 일본 특허 공개 공보 제 2001-28299 호에 개시된 기술로서는 지지체로 유전체 벽을 지지하고 지지체를 서스펜더로 매다는 구조이기 때문에, 구 획 구조의 일부인 지지체가 휘지 않도록 지지체의 폭을 넓게 해야 하지만, 지지체의 폭을 넓히면 유전체 벽의 유효 면적이 좁아져, 에너지 효율이 저하되어 버린다. However, since the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-28299 has a structure in which a dielectric wall is supported by a support and the support is suspended by a suspender, the width of the support must be widened so that the support, which is part of the compartment structure, is not bent. If the width of is widened, the effective area of the dielectric wall is narrowed and the energy efficiency is lowered.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 유전체 벽의 지지 부분을 크게 하지 않고, 또한 유전체 벽을 두껍게 하지 않고서도, 유전체 벽을 포함하는 처리실과 안테나실과의 사이를 구획하는 구획 구조의 휨을 억제할 수 있는 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to suppress the warpage of a partition structure partitioning between the processing chamber including the dielectric wall and the antenna chamber without increasing the support portion of the dielectric wall and making the dielectric wall thick. An object of the present invention is to provide an inductively coupled plasma processing apparatus.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 기밀하게 유지되고 피처리 기판에 플라즈마 처리를 실시하는 처리실과, 상기 처리실내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와, 상기 처리실내를 배기하고, 상기 처리실내를 감압 상태로 하는 배기계와, 상기 처리실의 상부벽을 구성하는 유전체 벽과, 상기 유전체 벽의 상방에 설치되고, 고주파 전력이 공급됨으로써 상기 처리실내에 유도 전계를 형성하기 위한 고주파 안테나와, 상기 처리실의 상방에 설치되고, 상기 유전체 벽에 의해서 저벽이 형성되고, 상기 고주파 안테나를 수용하는 안테나실과, 상기 안테나실을 복수개의 소실로 구획하고 상기 안테나실의 측벽에 지지되는 수직 벽을 포함하며, 상기 유전체 벽은 상기 복수개의 소실에 대응하여 복수개로 분할되고, 상기 유전체 벽의 각 분할편은 상기 안테나실의 측벽과 상기 수직 벽으로 지지되는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 제공한다. MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, this invention provides the process chamber which keeps airtight, and performs a plasma process to a to-be-processed substrate, the process gas supply system which supplies a process gas to the process chamber, and exhausts the process chamber, An exhaust system in which the room is in a reduced pressure state, a dielectric wall constituting an upper wall of the processing chamber, a high frequency antenna provided above the dielectric wall and supplied with high frequency power to form an induction field in the processing chamber, and A lower wall formed by the dielectric wall, the antenna chamber accommodating the high frequency antenna, and a vertical wall partitioning the antenna chamber into a plurality of vanishing chambers and supported on sidewalls of the antenna chamber, The dielectric wall is divided into a plurality of pieces corresponding to the plurality of disappearances, and each of the divided pieces of the dielectric wall has an image. Provides an inductively coupled plasma processing apparatus characterized in that the supporting side walls and the vertical walls of the antenna chamber.

본 발명에 따르면, 유전체 벽에 의해서 저벽이 형성되는 안테나실을 안테나 실의 측벽에 지지되는 수직 벽에 의해 복수개의 소실로 구획하고, 유전체 벽을 복수개의 소실에 대응하여 복수개로 분할되도록 하고, 유전체 벽의 각 분할편은 상기 안테나실의 측벽과 상기 수직 벽으로 지지되도록 하고, 지지 요소를 수직 벽으로 했기 때문에, 유전체 벽의 지지 부분을 넓히지 않고, 또한 유전체 벽을 두껍게 하지 않고서도 유전체 벽을 포함하여, 처리실과 안테나실과의 사이를 구획하는 구획 구조의 휨을 방지할 수 있다.According to the present invention, an antenna chamber in which a bottom wall is formed by a dielectric wall is partitioned into a plurality of vanes by a vertical wall supported on a side wall of the antenna chamber, and the dielectric walls are divided into a plurality of vanes corresponding to the plurality of vanes. Since each divided piece of the wall is supported by the side wall of the antenna chamber and the vertical wall, and the supporting element is a vertical wall, the dielectric wall is not extended without widening the supporting portion of the dielectric wall and thickening the dielectric wall. It is possible to prevent the warpage of the partition structure partitioning between the processing chamber and the antenna chamber.

본 발명에 있어서, 상기 고주파 안테나를 상기 복수개의 소실에 각각 수용된 복수개의 안테나편을 갖는 구조로 하고, 상기 고주파 안테나로 한 개의 고주파 전원으로부터 고주파 전력이 공급되도록 할 수도 있고, 상기 고주파 안테나를 상기 복수개의 소실에 대응하여 복수개 갖도록 하고, 이들 복수개의 고주파 안테나에 각각 고주파 전력을 공급하는 복수개의 고주파 전원을 갖도록 할 수도 있다. In the present invention, the high frequency antenna may be configured to have a plurality of antenna pieces respectively accommodated in the plurality of vanishing chambers, and the high frequency antenna may be supplied with high frequency power from one high frequency power source. It is also possible to have a plurality of corresponding ones, and to have a plurality of high frequency power supplies which respectively supply a high frequency power to the plurality of high frequency antennas.

또한, 상기 수직 벽이 상기 안테나실을 +자 형태로 구획하고 4개의 소실로 분할하는 것을 전형적인 예로서 들 수 있다.
In addition, a typical example is that the vertical wall divides the antenna chamber into a + shape and divides it into four chambers.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 유도 결합 플라즈마 에칭 장치를 나타내는 수직 단면도이고, 도 2는 그 안테나실을 나타내는 수평 단면도이다. 이 장치는, 예컨대 LCD의 제조에 있어서, LCD 유리 기판상에 박막 트랜지스터를 형성할 때에 메탈막, ITO막, 산화막 등을 에칭하기 위해 사용된다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to an accompanying drawing. 1 is a vertical sectional view showing an inductively coupled plasma etching apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a horizontal sectional view showing the antenna chamber. This apparatus is used to etch metal films, ITO films, oxide films and the like when forming thin film transistors on LCD glass substrates, for example in the manufacture of LCDs.                     

이 플라즈마 에칭 장치는 도전성 재료, 예컨대, 내벽면이 양극 산화 처리된 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 각통 형상의 기밀한 본체 용기(1)를 갖는다. 본체 용기(1)는 분해 가능하게 조립되어 있고, 접지선(1a)에 의해 접지되어 있다. 본체 용기(1)는 유전체 벽(2)에 의해 상하에 안테나실(3) 및 처리실(4)로 구획되어 있다. 따라서, 유전체 벽(2)은 처리실(4)의 천장벽을 구성하고 있다. 유전체 벽(2)은 Al2O3 등의 세라믹스, 석영 등으로 구성되어 있다. This plasma etching apparatus has a rectangular cylindrical hermetic body container 1 made of a conductive material such as aluminum or an aluminum alloy whose inner wall surface is anodized. The main body container 1 is assembled so that it can be decomposed | disassembled, and is grounded by the ground wire 1a. The main body container 1 is partitioned into the antenna chamber 3 and the processing chamber 4 up and down by the dielectric wall 2. Thus, the dielectric wall 2 constitutes the ceiling wall of the processing chamber 4. The dielectric wall 2 is made of ceramics such as Al 2 O 3 , quartz and the like.

본체 용기(1)에 있어서의 안테나실(3)에는 대향하는 2쌍의 측벽(3a)에 각각 지지되도록 2장의 수직 벽(5)이 +자 형태를 이루도록 설치되어 있다. 따라서, 안테나실(3)은 2장의 수직 벽(5)에 의해 4개의 소실(6)로 분할되어 있다. 측벽(3a) 및 수직 벽(5)의 바닥부에는 지지 선반(7)이 설치되어 있고, 유전체 벽(2)을 4개로 분할한 분할편(2a)이 각각의 소실(6)의 지지 선반(7)상에 배치되어 있다. 유전체 벽(2)의 각 분할편(2a)과 지지 선반(7)과의 사이에는 밀봉 링(8)이 장착되어 기밀하게 밀봉되어 있고, 이들은 볼트(9)로 고정되어 있다. 또한, 수직 벽(5)은 예컨대, 본체 용기(1)와 동일하게 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되어 있다. In the antenna chamber 3 of the main body container 1, two vertical walls 5 are provided so as to be supported by two pairs of side walls 3a which face each other. Therefore, the antenna chamber 3 is divided into four chambers 6 by two vertical walls 5. At the bottom of the side wall 3a and the vertical wall 5, a support shelf 7 is provided, and the divided pieces 2a obtained by dividing the dielectric wall 2 into four are supported by the support shelves of the respective chambers 6 ( 7) is arranged on. A sealing ring 8 is attached and hermetically sealed between each divided piece 2a of the dielectric wall 2 and the support shelf 7, and these are fixed by bolts 9. In addition, the vertical wall 5 is formed of aluminum or an aluminum alloy whose surface is anodized, for example, similarly to the main body container 1.

안테나실(3)의 천장벽(3b)의 중앙에는 가스 도입구(11)가 형성되어 있다. 그리고, 도 3에 도시한 바와 같이, 2장의 수직 벽(5)이 교차하는 교차부(5a)의 상단으로부터 가스 도입구(11)에 연속하는 가스 유로(12)가 하방으로 연장되어 있다. 그리고 가스 유로(12)는 교차부(5a)의 하부로부터 수직 벽을 따라 수평으로 또한 + 자 형상으로 연장되는 수평 유로(12a)와, 이 +자 형상의 수평 유로(12a)로부터 하방으로 연장되는 복수개의 수직 유로(12b)를 설치하고, 수직 벽(5)의 바닥부에서 가스 토출구(13)를 형성하고 있다. 따라서, 복수개의 가스 토출구(13)는 +자 형상으로 배열되어 있고, 여기에서 소정의 처리 가스가 샤워 형상으로 토출된다. The gas introduction port 11 is formed in the center of the ceiling wall 3b of the antenna chamber 3. And as shown in FIG. 3, the gas flow path 12 continuous to the gas inlet 11 extends downward from the upper end of the intersection part 5a where two vertical walls 5 intersect. The gas flow passage 12 extends horizontally along the vertical wall from the bottom of the intersection portion 5a and horizontally in a + shape and extends downwardly from the + shape horizontal flow passage 12a. A plurality of vertical flow paths 12b are provided, and a gas discharge port 13 is formed at the bottom of the vertical wall 5. Accordingly, the plurality of gas discharge ports 13 are arranged in a + shape, where a predetermined processing gas is discharged in a shower shape.

한편, 가스 도입구(11)에는 가스 유로(12)에 연통되도록 가스 공급관(14)이 설치되어 있다. 가스 공급관(14)은 본체 용기(1)의 천장으로부터 그 외측으로 관통되고, 처리 가스 공급원 및 밸브 시스템 등을 포함하는 처리 가스 공급계(20)에 접속되어 있다. 따라서, 플라즈마 에칭에 있어서는, 처리 가스 공급계(20)로부터 공급된 처리 가스가 가스 공급관(14)을 통해 가스 유로(12)에 공급되고, 또한 수평 유로(12a) 및 수직 유로(12b)를 통해 수직 벽(5)의 바닥부에 설치된 가스 토출구(13)로부터 처리실(4)내로 토출되고, 처리실(4)내에 배치된 LCD 유리 기판(G)상에 형성된 소정의 막의 에칭에 공급된다. On the other hand, the gas inlet 11 is provided with a gas supply pipe 14 so as to communicate with the gas flow passage 12. The gas supply pipe 14 penetrates outward from the ceiling of the main body container 1 and is connected to a processing gas supply system 20 including a processing gas supply source, a valve system, and the like. Therefore, in the plasma etching, the processing gas supplied from the processing gas supply system 20 is supplied to the gas flow passage 12 through the gas supply pipe 14, and further, through the horizontal flow passage 12a and the vertical flow passage 12b. It is discharged into the process chamber 4 from the gas discharge port 13 provided in the bottom part of the vertical wall 5, and is supplied to the etching of the predetermined | prescribed film | membrane formed on the LCD glass substrate G arrange | positioned in the process chamber 4.

안테나실(3)내에는 고주파 안테나(15)가 배치되어 있다. 구체적으로는, 고주파 안테나(15)는 4개의 안테나편(15a)으로 분할되어 있고, 이들 안테나편(15a)이 안테나실(3)의 각 소실(6)내에 유전체 벽(2)에 면하도록 배치되어 있다. 이들 안테나편(15a)은 대략 각형 소용돌이 형상을 이루는 평면형의 코일 안테나로 이루어지고, 인접하는 안테나편은 안테나선이 서로 반대 방향으로 감겨있다. 이러한 안테나편(15a)은 일단이 안테나실(3)의 각 소실(6)로부터 상방으로 수직으로 연장되는 급전봉(16)에 접속되어 있고, 타단이 본체 용기(1)에 접속되고 본체 용기(1)를 통해 접지되어 있다. The high frequency antenna 15 is arrange | positioned in the antenna chamber 3. Specifically, the high frequency antenna 15 is divided into four antenna pieces 15a, and the antenna pieces 15a are disposed so as to face the dielectric wall 2 in each chamber 6 of the antenna chamber 3. It is. These antenna pieces 15a are constituted by a planar coil antenna having an approximately square swirl shape, and antenna lines are wound in opposite directions to adjacent antenna pieces. One end of this antenna piece 15a is connected to a feed rod 16 extending vertically upward from each chamber 6 of the antenna chamber 3, and the other end is connected to the main body container 1, and the main body container ( It is grounded through 1).                     

안테나실(3)의 천장벽(3b)의 위에는 플라즈마의 임피던스를 고주파의 전송로 임피던스에 정합시키는 정합기(17)가 설치되고, 상기 각 급전봉(16)의 상단은 이 정합기(17)에 접속되어 있다. 한편, 정합기(17)에는 유도 전계 형성용의 예컨대 주파수가 13.56MHz의 고주파 전원(18)이 설치되어 있다. On the ceiling wall 3b of the antenna chamber 3, a matching unit 17 for matching the impedance of the plasma to the transmission line impedance of the high frequency is provided, and an upper end of each of the feed rods 16 is the matching unit 17. Is connected to. On the other hand, the matching unit 17 is provided with a high frequency power source 18 having a frequency of 13.56 MHz, for example, for forming an induction field.

플라즈마 처리 중, 고주파 전원(18)으로부터는 유도 전계 형성용의 예컨대 주파수가 13.56MHz의 고주파 전력이 고주파 안테나(15)로 공급된다. 이와 같이 고주파 전력이 공급된 고주파 안테나(15)에 의해 처리실(4)내에 유도 전계가 형성되고, 이 유도 전계에 의해, 처리 가스 공급계(20)로부터 가스 공급관(14), 가스 유로(12)를 지나서 가스 토출구(13)로부터 토출된 처리 가스가 플라즈마화 된다. 이 때의 고주파 전원(18)의 출력은 플라즈마를 발생시키는데 충분한 값이 되도록 적절히 설정된다. During the plasma processing, the high frequency power source 18, for example, a high frequency power of 13.56 MHz for induction field formation is supplied from the high frequency power source 18 to the high frequency antenna 15. Thus, an induction electric field is formed in the processing chamber 4 by the high frequency antenna 15 supplied with the high frequency electric power. The induction electric field causes the gas supply pipe 14 and the gas flow passage 12 to flow from the processing gas supply system 20. The process gas discharged from the gas discharge port 13 after passing through is converted into plasma. The output of the high frequency power supply 18 at this time is suitably set so that it may become a value sufficient to generate a plasma.

처리실(4)내의 아래쪽에는 유전체 벽(2)을 협지하여 고주파 안테나(15)와 대향하도록 LCD 유리 기판(G)을 배치하기 위한 배치대로서의 서셉터(22)가 설치되어 있다. 서셉터(22)는 도전성 재료, 예컨대 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 구성되어 있다. 서셉터(22)에 배치된 LCD 유리 기판(G)은 정전 척(chuck)(도시하지 않음)에 의해 서셉터(22)에 흡착 유지된다. A susceptor 22 is provided below the process chamber 4 as a mounting table for placing the LCD glass substrate G so as to sandwich the dielectric wall 2 so as to face the high frequency antenna 15. The susceptor 22 is made of a conductive material such as aluminum whose surface is anodized. The LCD glass substrate G disposed on the susceptor 22 is held by the susceptor 22 by an electrostatic chuck (not shown).

서셉터(22)는 절연체 프레임(24)내에 수납되고, 또한 중공 지주(25)에 의해 지지된다. 지주(25)는 본체 용기(1)의 바닥부를 기밀 상태를 유지하면서 관통하고, 본체 용기(1)밖에 배치된 승강 기구(도시하지 않음)에 의해 지지되고, 기판(G)의 반입출(搬入出)시에 승강 기구에 의해 서셉터(22)가 상하 방향으로 구동된다. 또한, 서셉터(22)를 수납하는 절연체 프레임(24)과 본체 용기(1)의 바닥부와의 사이에는 지주(25)를 기밀하게 포위하는 벨로우즈(26)가 설치되어 있고, 이에 따라, 서셉터(22)의 상하 움직임에 의해서도 처리 용기(4)내의 기밀성이 보장된다. 또한, 처리실(4)의 측벽(4a)에는 기판(G)을 반입출하기 위한 반출입구(27)가 설치되어 있고, 이 반출입구(27)는 게이트 밸브(27a)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다.The susceptor 22 is housed in the insulator frame 24 and is supported by the hollow support 25. The strut 25 penetrates the bottom portion of the main body container 1 while maintaining an airtight state, and is supported by a lifting mechanism (not shown) disposed outside the main body container 1, and is carried in and out of the substrate G. At the time of removal, the susceptor 22 is driven in the vertical direction by the elevating mechanism. In addition, a bellows 26 is provided between the insulator frame 24 that houses the susceptor 22 and the bottom of the main body container 1 to surround the support post 25 in an airtight manner. The airtightness in the processing container 4 is also ensured by the vertical movement of the acceptor 22. Moreover, the carry-out opening 27 for carrying in / out of the board | substrate G is provided in the side wall 4a of the process chamber 4, This carrying-out opening 27 is openable and openable by the gate valve 27a.

서셉터(22)에는 중공 지주(25)내에 설치된 급전봉(25a)에 의해, 정합기(28)를 통해 고주파 전원(29)이 접속되어 있다. 이 고주파 전원(29)은 플라즈마 처리 중에, 바이어스용 고주파 전력, 예컨대 주파수가 3.2MHz의 고주파 전력을 서셉터(22)에 인가한다. 이 바이어스용 고주파 전력에 의해, 처리실(4)내에 생성된 플라즈마 중의 이온이 효과적으로 기판(G)에 인입된다. The susceptor 22 is connected to the high frequency power supply 29 via the matching unit 28 by a feed rod 25a provided in the hollow support 25. This high frequency power supply 29 applies the high frequency power for bias, for example, the high frequency power of 3.2 MHz to the susceptor 22 during a plasma process. By the bias high frequency power, ions in the plasma generated in the processing chamber 4 are effectively introduced into the substrate G.

또한, 서셉터(22)내에는 기판(G)의 온도를 제어하기 위해서, 세라믹 히터 등의 가열 수단이나 냉매 유로 등으로 이루어지는 온도 제어 기구와, 온도 센서가 설치되어 있다(모두 도시하지 않음). 이들 기구 및 부재에 대한 배관이나 배선은 모두 중공 지주(25)를 통해서 본체 용기(1)밖에 도출된다. Moreover, in order to control the temperature of the board | substrate G in the susceptor 22, the temperature control mechanism which consists of heating means, such as a ceramic heater, a refrigerant | coolant flow path, etc., and a temperature sensor are provided (all are not shown). The piping and wiring for these mechanisms and members are all drawn out of the main body container 1 through the hollow support 25.

처리실(4)의 바닥부에는 배기관(31)을 통해 진공 펌프 등을 포함하는 배기 기구(30)가 접속되고, 이 배기 기구(30)에 의해 처리실(4)이 배기되고, 플라즈마 처리 중 처리실(4)내가 소정의 진공 분위기(예컨대, 1.33Pa)로 설정 및 유지된다. An exhaust mechanism 30 including a vacuum pump or the like is connected to the bottom of the processing chamber 4 via an exhaust pipe 31, and the processing chamber 4 is exhausted by the exhaust mechanism 30, and the processing chamber during the plasma processing ( 4) The inside is set and maintained in a predetermined vacuum atmosphere (for example, 1.33 Pa).

다음으로, 이상과 같이 구성되는 유도 결합 플라즈마 에칭 장치를 사용하여 LCD 유리 기판(G)에 대하여 플라즈마 에칭 처리를 실시할 때의 처리 동작에 관해서 설명한다. Next, the processing operation at the time of performing a plasma etching process with respect to LCD glass substrate G using the inductively coupled plasma etching apparatus comprised as mentioned above is demonstrated.                     

우선, 게이트 밸브(27a)를 열린 상태로 반입출구(27)로부터 반송 기구(도시하지 않음)에 의해 기판(G)을 처리실(4)내에 반입하고, 서셉터(22)의 배치면에 배치한 후, 정전 척(도시하지 않음)에 의해 기판(G)을 서셉터(22)상에 고정한다. 다음으로 처리실(4)내에 처리 가스 공급계(20)로부터 공급된 처리 가스를 가스 공급관(14), 가스 유로(12)를 통해 가스 토출구(13)로부터 처리실(4)내로 토출시킴과 동시에, 배기 기구(30)에 의해 배기관(31)을 통해 처리실(4)내를 진공 배기함으로써 처리실(4)내를, 예컨대 1.33Pa 정도의 압력 분위기로 유지한다. First, the board | substrate G is carried in in the process chamber 4 by the conveyance mechanism (not shown) from the carry-in / out port 27 with the gate valve 27a open, and it arrange | positioned on the mounting surface of the susceptor 22. Subsequently, the substrate G is fixed on the susceptor 22 by an electrostatic chuck (not shown). Next, the processing gas supplied from the processing gas supply system 20 into the processing chamber 4 is discharged from the gas discharge port 13 into the processing chamber 4 through the gas supply pipe 14 and the gas flow passage 12 and exhausted. By evacuating the inside of the processing chamber 4 through the exhaust pipe 31 by the mechanism 30, the inside of the processing chamber 4 is maintained in a pressure atmosphere of, for example, about 1.33 Pa.

다음으로, 고주파 전원(18)으로부터 13.56MHz의 고주파를 정합기(17) 및 급전봉(16)을 통해 고주파 안테나(15)의 각 안테나편(15a)에 인가하고, 이에 의해 유전체 벽(2)을 통해 처리실(4)내에 균일한 유도 전계를 형성한다. 이렇게 형성된 유도 전계에 의해, 처리실(4)내에서 처리 가스가 플라즈마화 되고, 고밀도의 유도 결합 플라즈마가 생성된다. 이렇게 생성된 플라즈마 중의 이온은 고주파 전원(29)으로부터 서셉터(22)에 대하여 인가되는 3.2MHz의 고주파 전력에 의해서 기판(G)에 효과적으로 인입되어, 기판(G)에 대하여 균일한 에칭 처리가 실시된다. Next, a high frequency of 13.56 MHz from the high frequency power source 18 is applied to each of the antenna pieces 15a of the high frequency antenna 15 through the matching unit 17 and the feed rods 16, whereby the dielectric wall 2 Through this, a uniform induction electric field is formed in the processing chamber 4. The induction electric field thus formed causes the processing gas to be plasma-formed in the processing chamber 4 to generate a high density inductively coupled plasma. The ions in the plasma generated in this way are effectively introduced into the substrate G by the high frequency power of 3.2 MHz applied from the high frequency power supply 29 to the susceptor 22, and uniform etching treatment is performed on the substrate G. do.

이 경우에, 유전체 벽(2)에 의해서 저벽이 형성되는 안테나실(3)의 대향하는 2쌍의 측벽(3a)에 각각 지지되도록 2장의 수직 벽(5)이 +자 형상을 이루도록 설치되고, 이 수직 벽(5)에 의해 안테나실(3)을 4개의 소실로 구획하고 유전체 벽(2)을 복수개의 소실에 대응하여 복수개로 분할되도록 하고, 유전체 벽(2)의 각 분할편(2a)을 안테나실(3)의 측벽(3a)과 수직 벽(5)으로 지지되도록 하고, 지지 요소를 수직한 벽으로 했기 때문에, 유전체 벽(2)의 지지 부분을 넓히지 않고, 또한 유전체 벽(2)을 두껍게 하지 않고도 유전체 벽(2)을 포함하는 처리실(4)과 안테나실(3)과의 사이를 구획하는 구획 구조의 휨을 방지할 수 있다. In this case, two vertical walls 5 are provided so as to have a + shape so as to be supported by two pairs of side walls 3a of the antenna chamber 3 in which the bottom wall is formed by the dielectric walls 2, respectively. The vertical wall 5 divides the antenna chamber 3 into four chambers and divides the dielectric wall 2 into a plurality of chambers corresponding to the plurality of chambers. Each of the divided pieces 2a of the dielectric wall 2 is arranged. Is supported by the side wall 3a of the antenna chamber 3 and the vertical wall 5, and the supporting element is a vertical wall, so that the supporting portion of the dielectric wall 2 is not widened and the dielectric wall 2 It is possible to prevent warpage of the partition structure partitioning between the processing chamber 4 including the dielectric wall 2 and the antenna chamber 3 without increasing the thickness).

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 않고 여러가지 변형 가능하다. 예컨대, 상기 실시예에서는 하나의 고주파 전원으로부터 정합기를 통해, 각 소실(6)에 배치된 고주파 안테나(15)의 각 안테나편(15a)에 급전되도록 했지만, 도 4에 도시한 바와 같이 각 소실(6)에 각각 독립된 고주파 안테나(15')를 설치하고, 각 고주파 안테나(15')에 대응하여 복수개의 정합기(17') 및 고주파 전원(18')을 설치하도록 할 수도 있다. In addition, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation is possible. For example, in the above embodiment, power is supplied to each antenna piece 15a of the high frequency antenna 15 arranged in each chamber 6 through a matching device from one high frequency power source, but as shown in FIG. 6) may be provided with independent high frequency antennas 15 'and a plurality of matching units 17' and high frequency power sources 18 'corresponding to each of the high frequency antennas 15'.

또한, 상기 실시예에서는 수직 벽을 +자 형상으로 설치했지만, 도 5에 도시한 바와 같이 수직 벽(5)을 1장만 설치하고 안테나실(3)을 2분할하도록 할 수도 있고, 또한 도 6에 도시한 바와 같이 수직 벽(5)을 복수개 평행하게 배치하여 안테나실(3)을 분할하도록 할 수도 있다. In addition, in the above embodiment, the vertical wall is provided in a + shape, but as shown in FIG. 5, only one vertical wall 5 may be installed, and the antenna chamber 3 may be divided into two parts. As illustrated, a plurality of vertical walls 5 may be arranged in parallel to divide the antenna chamber 3.

또한, 상기 실시예에서는 본 발명을 에칭 장치에 적용한 경우에 관해서 나타냈지만, 에칭 장치에 한정되지 않고, 스패터링이나, CVD 성막 등의 다른 플라즈마 처리 장치에 적용할 수 있다. 또한, 피처리 기판으로서 LCD 기판을 사용했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 반도체 웨이퍼 등 다른 기판을 처리하는 경우에도 적용 가능하다.
In addition, in the said Example, although the case where this invention was applied to the etching apparatus was shown, it is not limited to an etching apparatus, It is applicable to other plasma processing apparatuses, such as sputtering and CVD film-forming. In addition, although an LCD substrate is used as the substrate to be processed, the present invention is not limited to this, but can also be applied to processing other substrates such as semiconductor wafers.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 유전체 벽에 의해서 저벽이 형성 되는 안테나실을 안테나실의 측벽에 지지되는 수직 벽에 의해 복수개의 소실로 구획하고, 유전체 벽을 복수개의 소실에 대응하여 복수개로 분할되도록 하고, 유전체 벽의 각 분할편은 상기 안테나실의 측벽과 상기 수직 벽으로 지지되도록 하고, 지지 요소를 수직한 벽으로 했기 때문에 유전체 벽의 지지 부분을 넓히지 않으면서도 유전체 벽을 두껍게 하지 않는 유전체 벽을 포함하는, 처리실과 안테나실과의 사이를 구획하는 구획 구조의 휨을 방지할 수 있다. As described above, according to the present invention, the antenna chamber in which the bottom wall is formed by the dielectric wall is partitioned into a plurality of vanishing by a vertical wall supported on the side wall of the antenna chamber, and the dielectric wall is divided into a plurality of vanishing corresponding to the plurality of vanishing. Each segment of the dielectric wall is supported by the side wall of the antenna chamber and the vertical wall, and the support element is a vertical wall so that the dielectric wall is not thickened without widening the supporting portion of the dielectric wall. It is possible to prevent warpage of a partition structure including a wall and partitioning between the processing chamber and the antenna chamber.

Claims (6)

유도 결합 플라즈마 처리 장치에 있어서,An inductively coupled plasma processing apparatus, 기밀하게 유지되고, 피처리 기판에 플라즈마 처리를 실시하는 처리실과, A processing chamber which is kept airtight and performs plasma processing on the substrate to be processed; 상기 처리실내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와, A processing gas supply system for supplying a processing gas into the processing chamber; 상기 처리실내를 배기하고, 상기 처리실내를 감압상태로 하는 배기계와, An exhaust system for evacuating the processing chamber and putting the processing chamber in a reduced pressure state; 상기 처리실의 상부벽을 구성하는 유전체 벽과, A dielectric wall constituting an upper wall of the processing chamber; 상기 유전체 벽의 상방에 설치되고 고주파 전력이 공급됨으로써 상기 처리실내에 유도 전계를 형성하기 위한 고주파 안테나와, A high frequency antenna installed above the dielectric wall and supplied with high frequency power to form an induction field in the processing chamber; 상기 처리실의 상방에 설치되고, 상기 유전체 벽에 의해서 저벽이 형성되며, 상기 고주파 안테나를 수용하는 안테나실과, An antenna chamber provided above the processing chamber, the bottom wall being formed by the dielectric wall, and accommodating the high frequency antenna; 상기 안테나실을 복수개의 소실로 구획하도록 상기 안테나실의 저부로부터 천정까지 수직으로 연장되고, 상기 안테나실의 측벽에 지지되는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 의해 형성된 수직 벽을 포함하며, A vertical wall formed by aluminum or an aluminum alloy, extending vertically from the bottom of the antenna chamber to the ceiling so as to partition the antenna chamber into a plurality of vanishing chambers, and supported by sidewalls of the antenna chamber, 상기 유전체 벽은 상기 복수개의 소실에 대응하여 복수개로 분할되고, 상기 유전체 벽의 각 분할편은 상기 안테나실의 측벽과 상기 수직 벽으로 지지되고, The dielectric wall is divided into a plurality of pieces corresponding to the plurality of disappearances, and each divided piece of the dielectric wall is supported by the side wall of the antenna chamber and the vertical wall; 상기 고주파 안테나는, 상기 복수개의 소실에 각각 수용된 안테나를 갖는 것을 특징으로 하는 The high frequency antenna has an antenna accommodated in each of the plurality of vanes. 유도 결합 플라즈마 처리 장치. Inductively Coupled Plasma Treatment Apparatus. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 수직 벽의 내부에는, 상기 처리 가스 공급계로부터의 처리 가스를 해당 수직 벽의 저부에 형성된 가스 토출구를 통해서 상기 처리실 내에 도입하는 가스의 유로가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치. An inductively coupled plasma processing apparatus, wherein a flow path of a gas for introducing a processing gas from the processing gas supply system into the processing chamber through a gas discharge port formed at a bottom of the vertical wall is provided inside the vertical wall. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 가스의 유로는 2매의 상기 수직 벽이 교차하는 부위에 형성된 유로와, 해당 유로로부터 분기하여 수평 방향으로 형성된 복수개의 수평 유로와, 각 수평 유로로부터 더 분기하여 복수개의 상기 가스 토출구에 각각 연통하는 복수개의 수직 유로를 갖는 것을 특징으로 하는 The flow path of the gas communicates with the flow path formed at a portion where the two vertical walls intersect, a plurality of horizontal flow paths branched from the flow path and formed in the horizontal direction, and further branched from each horizontal flow path to the plurality of gas discharge ports, respectively. Characterized in that it has a plurality of vertical flow path 유도 결합 플라즈마 처리 장치. Inductively Coupled Plasma Treatment Apparatus. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,4. The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 복수개의 소실에 각각 수용된 안테나에, 하나의 고주파 전원으로부터 고주파 전력이 공급되는 것을 특징으로 하는 A high frequency power is supplied from one high frequency power source to each of the antennas accommodated in the plurality of disappearances. 유도 결합 플라즈마 처리 장치.Inductively Coupled Plasma Treatment Apparatus. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,4. The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 복수개의 소실에 각각 수용된 안테나에, 각각 고주파 전력을 공급하는 복수개의 고주파 전원을 갖는 것을 특징으로 하는 And a plurality of high frequency power supplies for supplying high frequency power to the antennas respectively accommodated in the plurality of vanishing chambers. 유도 결합 플라즈마 처리 장치. Inductively Coupled Plasma Treatment Apparatus. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,4. The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 수직 벽은 상기 안테나실을 +자 형상으로 구획하여 4개의 소실로 분할하는 것을 특징으로 하는 The vertical wall divides the antenna chamber into a + shape and divides the antenna chamber into four chambers. 유도 결합 플라즈마 처리 장치.Inductively Coupled Plasma Treatment Apparatus.
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