KR101389247B1 - 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 - Google Patents

플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 Download PDF

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요시노리 오사키
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쥰 야마시타
요시히로 사토
도시히코 시오자와
고이치 야마자키
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Abstract

유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 지지부(13a) 사이에 링 형상의 O링(29a)을 가짐과 아울러, 당해 O링(29a)의 외주측에, 처리 용기(1)의 상부에 배치된 덮개 부재(13)의 지지부(13a)와 유전체판(28) 사이에 간극 d를 형성하기 위한 스페이서(60)를 마련하였다. 간극 d에 의해서, 처리 용기(1) 내에서의 플라즈마의 열에 의해 덮개 부재(13)나 유전체판(28)이 열팽창하더라도, 덮개 부재(13)와 유전체판(28)이 접촉하여, 갈리는 것이 없어져, 유전체판(28)의 파손이나 파티클의 발생을 방지할 수 있다.

Description

플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법{PLASMA PROCESSING DEVICE AND PLASMA PROCESSING METHOD}
본 발명은 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법에 관한 것이다.
종래의 플라즈마 처리 장치에서는, 플라즈마를 발생시키는 처리 용기의 지지부와, 그 지지부 상에 놓여지고, 처리 용기의 상부 개구를 막는 천판(天板) 사이에, 처리 용기를 밀폐하기 위한 O링 등의 밀봉 부재가 마련되어 있다. 그리고, 그 O링을 플라즈마 조사에 의한 열화로부터 지키기 위해, 처리 용기에서의 지지부와 천판을 접촉시키고, 그 사이에 간극이 없는 구성으로 하는 제안이 이루어져 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 평6-112168호 공보). 또한, 지지부와 천판 사이에 수지층이나 라이너를 마련하도록 한 제안도 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 제2004-134583호 공보, 일본 특허 공개 제2009-253161호 공보 등을 참조).
상기 종래 기술에서는, 모두, 처리 용기에서의 지지부와 천판을 직접 접촉시키거나, 혹은, 처리 용기에서의 지지부와 천판 사이에 수지층이나 라이너를 개재시키고 있다. 그러나, 처리 용기 내에서 생성하는 플라즈마의 열에 의해 지지부나 천판은 열팽창한다. 지지부와 천판의 열팽창율의 차이 및 수지층이나 O링의 탄성 변형에 의해, 천판과 지지부가 접촉하여 갈리거나 천판이 파손하거나 해서, 파티클 발생의 원인이 된다고 하는 과제가 있었다.
본 발명은, 처리 용기 내에서의 플라즈마 조사에 의해, 유전체판이 열팽창하더라도, 지지 부재와 접촉하지 않도록 하여, 유전체판이 파손되거나, 유전체판에 홈이 나는 것에 의한 파티클의 발생을 극력 방지할 수 있는 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 플라즈마 처리 장치는, 내부에 플라즈마 처리 공간을 갖고, 상부가 개구된 처리 용기와, 상기 플라즈마 처리 공간의 상부를 막는 유전체판과, 상기 처리 용기의 상부에 배치됨과 아울러, 상기 유전체판의 외주부(外周部)를 지지하는 고리 형상의 지지부를 갖는 덮개 부재와, 상기 지지부와 상기 유전체판 사이에 마련되고, 상기 플라즈마 처리 공간을 밀폐하기 위한 밀봉 부재와, 상기 밀봉 부재의 외주측에 마련되고, 상기 지지부와 상기 유전체판 사이에 간극을 형성하는 스페이서를 구비하고 있다.
본 발명의 플라즈마 처리 장치에서, 상기 스페이서는 상기 밀봉 부재의 외주측에 간헐적으로 마련되어 있어도 좋다.
또한, 본 발명의 플라즈마 처리 장치에서, 상기 스페이서는 불소계 수지 또는 폴리이미드계 수지로 형성되고 있어도 좋다.
또한, 본 발명의 플라즈마 처리 장치에서, 상기 스페이서는 폴리이미드 필름층과 점착층을 구비한 폴리이미드 테이프이더라도 좋다. 이 경우, 상기 스페이서의 상기 점착층이 상기 지지부에 부착되어 고정되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 플라즈마 처리 장치는, 상기 밀봉 부재로서, 제 1 밀봉 부재와, 해당 제 1 밀봉 부재의 내주측에 마련된 제 2 밀봉 부재를 포함하고 있어도 좋다.
또한, 본 발명의 플라즈마 처리 장치에서, 상기 제 1 밀봉 부재는 불소계 수지로 형성되고 있어도 좋다.
또한, 본 발명의 플라즈마 처리 장치에서, 상기 제 2 밀봉 부재는 상기 제 1 밀봉 부재보다 플라즈마 내성이 높은 불소계 수지로 형성되고 있어도 좋다.
또, 본 발명의 플라즈마 처리 장치에서, 상기 밀봉 부재는, 제 1 부분과, 해당 제 1 부분의 내주측에 마련된 제 2 부분을 갖고 있으며, 상기 제 1 부분은 상기 제 2 부분보다 진공 밀봉성이 높은 재질에 의해 구성되고, 상기 제 2 부분은 상기 제 1 부분보다 플라즈마 내성이 높은 재질에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 플라즈마 처리 장치에서, 상기 스페이서에 의해 형성되는, 상기 지지부의 상면(上面)과 상기 유전체판의 하면(下面) 사이의 간극은 0.05~0.4㎜의 범위 내이더라도 좋고, 바람직하게는 0.05~0.2㎜의 범위 내이고, 더 바람직하게는 0.05~0.08㎜의 범위 내이다.
또한, 본 발명의 플라즈마 처리 장치에서, 상기 스페이서와 상기 밀봉 부재의 간격은 1~10㎜의 범위 내이더라도 좋다.
또한, 본 발명의 플라즈마 처리 장치에서, 상기 지지부의 내주측벽과 상기 유전체판의 외주 측벽 사이에는, 0.1~1㎜의 범위 내의 간극이 형성되고 있어도 좋다. 이 경우, 상기 스페이서에 의해, 상기 유전체판이 수평 방향으로 위치 결정되어 있어도 좋다.
본 발명의 플라즈마 처리 방법은, 내부에 플라즈마 처리 공간을 갖고, 상부가 개구된 처리 용기와, 상기 플라즈마 처리 공간의 상부를 막는 유전체판과, 상기 처리 용기의 상부에 배치됨과 아울러, 상기 유전체판의 외주부를 지지하는 고리 형상의 지지부를 갖는 덮개 부재와, 상기 지지부와 상기 유전체판 사이에 마련되고, 상기 플라즈마 처리 공간을 밀폐하기 위한 밀봉 부재와, 상기 밀봉 부재의 외주측에 마련되고, 상기 지지부와 상기 유전체판 사이에 간극을 형성하는 스페이서를 구비한 플라즈마 처리 장치를 이용하여 피처리체를 플라즈마 처리한다.
또한, 본 발명의 다른 관점의 플라즈마 처리 장치는, 내부에 플라즈마 처리 공간을 갖고, 상부가 개구된 처리 용기와, 상기 플라즈마 처리 공간의 상부를 막는 유전체판과, 상기 처리 용기의 상부에 배치됨과 아울러, 상기 유전체판의 외주부를 지지하는 고리 형상의 지지부를 갖는 덮개 부재와, 상기 지지부와 상기 유전체판 사이에 마련되고, 상기 플라즈마 처리 공간을 밀폐하기 위한 밀봉 부재와, 상기 밀봉 부재의 외주측에 마련되고, 상기 지지부와 상기 유전체판 사이에 간극을 형성하는 스페이서와, 상기 처리 용기의 내부를 눈으로 관찰하기 위한 관찰창을 구비하고 있다.
그리고, 상기 관찰창은, 상기 처리 용기의 측벽에 형성된 관찰용 개구부 내에 삽입되는 돌출부를 구비한 투명한 창 부재와, 상기 창 부재를 외부로부터 고정하는 고정 부재와, 상기 관찰용 개구부의 주위에서 상기 처리 용기의 측벽과 상기 창 부재 사이를 기밀하게 밀봉하는 밀봉 부재를 갖고 있다.
또, 상기 관찰용 개구부의 내면과 상기 돌출부의 표면은 해당 돌출부를 상기 관찰용 개구부에 삽입할 수 있는 범위 내의 클리어런스로 간극없이 감합(嵌合)하도록 형성되어 있고, 상기 돌출부를 상기 관찰용 개구부에 삽입하는 것에 의해 상기 창 부재를 상기 처리 용기의 측벽에 장착하고 있다.
이 경우, 상기 돌출부의 선단면(先端面)은 상기 처리 용기의 측벽의 내벽면의 형상에 맞추어 만곡되어 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 돌출부의 표면과 상기 관찰용 개구부의 내면의 클리어런스는 0.1㎜~2㎜의 범위 내인 것이 바람직하다.
본 발명의 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법에 의하면, 처리 용기의 지지부와 유전체판 사이에, 플라즈마 처리 공간을 밀폐하기 위한 밀봉 부재가 마련되어 있음과 아울러, 밀봉 부재의 외주측에, 지지부와 유전체판 사이에 간극을 형성하기 위한 스페이서가 마련되어 있다. 이 때문에, 처리 용기 내에서의 플라즈마 조사에 의해 지지부나 유전체판이 열팽창하더라도, 스페이서에 의해서 지지부와 유전체판 사이에 간극이 형성되어, 지지부와 유전체판이 갈리는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 유전체판이 파손되거나 갈림에 의해 파티클이 발생하거나 하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태의 플라즈마 처리 장치의 구성예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 평면 안테나의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 제어부의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 4는 제 1 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판과 덮개 부재의 지지부의 접속 부분을 확대하여 상세하게 나타내는 부분 단면도이다.
도 5는 제 1 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판을 분리하여 덮개 부재의 단면(端面) 및 상면을 부분적으로 확대하여 상세하게 나타내는 부분 단면도이다.
도 6은 제 2 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판과 덮개 부재의 지지부의 접속 부분을 확대하여 상세하게 나타내는 부분 단면도이다.
도 7은 제 2 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판을 분리하여 덮개 부재의 단면 및 상면을 부분적으로 확대하여 상세하게 나타내는 부분 단면도이다.
도 8은 제 3 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판을 분리하여 덮개 부재의 단면 및 상면을 부분적으로 확대해서 상세하게 나타내는 부분 단면도이다.
도 9는 제 3 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판을 분리하여 덮개 부재의 단면 및 상면을 부분적으로 확대해서 상세하게 나타내는 다른 부분 단면도이다.
도 10은 제 4 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판과 덮개 부재의 지지부의 접속 부분을 확대해서 상세하게 나타내는 부분 단면도이다.
도 11은 제 4 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판을 분리하여 덮개 부재의 단면 및 상면을 부분적으로 확대해서 상세하게 나타내는 부분 단면도이다.
도 12는 제 4 실시 형태의 변형예의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판과 덮개 부재의 지지부의 접속 부분을 확대해서 상세하게 나타내는 부분 단면도이다.
도 13은 제 5 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판과 덮개 부재의 지지부의 접속 부분을 확대해서 상세하게 나타내는 부분 단면도이다.
도 14는 제 5 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판을 분리하여 덮개 부재의 단면 및 상면을 부분적으로 확대해서 상세하게 나타내는 부분 단면도이다.
도 15는 제 5 실시 형태에 사용하는 폴리이미드 테이프의 구성을 설명하는 단면도이다.
도 16은 제 5 실시 형태의 변형예의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판과 덮개 부재의 지지부의 접속 부분을 확대해서 상세하게 나타내는 부분 단면도이다.
도 17은 제 5 실시 형태의 변형예의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판을 분리하여 덮개 부재의 단면 및 상면을 부분적으로 확대해서 상세하게 나타내는 부분 단면도이다.
도 18은 제 6 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판과 덮개 부재의 지지부의 접속 부분을 확대해서 상세하게 나타내는 부분 단면도이다.
도 19는 제 6 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판을 분리하여 덮개 부재의 단면 및 상면을 부분적으로 확대해서 상세하게 나타내는 부분 단면도이다.
도 20(a)는 폴리이미드 테이프를 블록측에 붙인 마모 시험의 설명에 제공하는 도면이다.
도 20(b)는 폴리이미드 테이프를 석영 플레이트측에 붙인 마모 시험의 설명에 제공하는 도면이다.
도 21은 폴리이미드 테이프를 블록측에 붙인 경우의 마모 시험의 평가 결과를 나타내는 그래프이다.
도 22는 폴리이미드 테이프를 석영 플레이트측에 붙인 경우의 마모 시험의 평가 결과를 나타내는 그래프이다.
도 23은 플라즈마 질화 처리의 런닝 시험에서의 웨이퍼간의 질소 농도의 균일성의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 24는 플라즈마 질화 처리의 런닝 시험에서의 파티클수의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 25는 플라즈마 질화 처리의 런닝 시험에서의 콘태미네이션의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 26은 플라즈마 질화 처리의 런닝 시험에서의 콘태미네이션의 측정 결과를 나타내는 다른 그래프이다.
도 27은 본 발명의 제 7 실시 형태의 플라즈마 처리 장치의 구성예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 28은 뷰포트의 구성 부재를 분해한 상태를 나타내는 확대도이다.
도 29는 뷰포트 부근의 수평 단면을 나타내는 주요부 확대 단면도이다.
[제 1 실시 형태]
이하, 본 발명의 플라즈마 처리 장치의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선, 도 1~3을 참조하면서, 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성에 대해 설명한다. 도 1은 플라즈마 처리 장치(100)의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 또한, 도 2는 도 1의 플라즈마 처리 장치(100)의 평면 안테나를 나타내는 평면도이고, 도 3은 플라즈마 처리 장치(100)의 제어 계통의 구성을 설명하는 도면이다.
플라즈마 처리 장치(100)는, 예를 들면 복수의 슬롯 형상의 구멍을 갖는 평면 안테나, 특히 RLSA(Radial Line Slot Antenna; 래디얼 라인 슬롯 안테나)로 직접 처리 용기 내에 마이크로파를 도입하여 처리 용기 내에서 플라즈마를 발생시키는 것에 의해, 고밀도이고 또한 저(低)전자 온도의 마이크로파 여기 플라즈마를 발생시킬 수 있는 RLSA 마이크로파 플라즈마 처리 장치로서 구성되어 있다. 플라즈마 처리 장치(100)에서는, 1×1010~5×1012/㎤의 플라즈마 밀도이고, 또한 0.7~2eV의 저전자 온도를 갖는 플라즈마에 의한 처리가 가능하다. 따라서, 플라즈마 처리 장치(100)는, 각종 반도체 장치의 제조 과정에서, 예를 들면, 실리콘을 질화 처리 또는 산화 처리하여 질화규소막(SiN막)이나 산화규소막을 형성할 목적으로 매우 바람직하게 이용할 수 있다. 또한, 플라즈마 처리 장치(100)는, 플라즈마에 의해 CVD막 등을 형성하거나 혹은, 실리콘이나 산화 규소막을 플라즈마 에칭하거나 할 목적으로도 매우 바람직하게 이용할 수 있다. 또, 본 실시 형태에서는, 피처리체에 대해 플라즈마 질화 처리를 행할 목적으로 사용되는 경우를 예로 들어 플라즈마 처리 장치(100)를 설명한다.
플라즈마 처리 장치(100)는, 주요한 구성으로서 피처리체인 기판으로서 반도체 웨이퍼(이하, 간단히 「웨이퍼」라고 기재함) W를 수용하는 처리 용기(1)와, 처리 용기(1) 내에서 웨이퍼 W를 탑재하는 탑재대(2)와, 처리 용기(1)를 개폐하는 기능을 가짐과 아울러 유전체판을 지지하는 덮개 부재(13)와, 가스 공급 장치(18)에 접속되어 처리 용기(1) 내에 가스를 도입하는 가스 도입부(15)와, 처리 용기(1) 내를 감압 배기하기 위한 배기 장치(24)와, 처리 용기(1)의 상부에 마련되고, 처리 용기(1) 내에 마이크로파를 도입하여 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성 수단으로서의 마이크로파 도입 장치(27)와, 이들 플라즈마 처리 장치(100)의 각 구성부를 제어하는 제어부(50)를 구비하고 있다. 가스 공급 장치(18)는, 플라즈마 처리 장치(100)의 구성 부분에 포함하더라도 좋고, 구성 부분에 포함하지 않고, 외부의 가스 공급 장치를 가스 도입부(15)에 접속하여 사용하는 구성으로 하더라도 좋다.
처리 용기(1)는 접지된 대략 원통 형상의 용기에 의해 형성되어 있다. 또, 처리 용기(1)는 각기둥 형상의 용기에 의해 형성하더라도 좋다. 처리 용기(1)는, 상부가 개구되어 있고, 알루미늄 등의 재질로 이루어지는 바닥벽(1a)과 측벽(1b)을 갖고 있다.
처리 용기(1)의 내부에는, 피처리체인 웨이퍼 W를 수평으로 탑재하기 위한 탑재대(2)가 마련되어 있다. 탑재대(2)는, 예를 들면 AlN, Al2O3 등의 세라믹스에 의해 구성되어 있다. 그 중에서도 특히 열전도성이 높은 재질 예를 들면 AlN이 바람직하게 이용된다. 이 탑재대(2)는 배기실(11)의 바닥부 중앙으로부터 위쪽으로 늘어나는 원통 형상의 지지 부재(3)에 의해 지지되어 있다. 지지 부재(3)는, 예를 들면 AlN 등의 세라믹스에 의해 구성되어 있다.
또한, 탑재대(2)에는, 그 외연부(外緣部) 또는 전면(全面)을 커버하고, 또한 웨이퍼 W를 가이드하기 위한 커버 부재(4)가 마련되어 있다. 이 커버 부재(4)는 탑재대(2)의 표면, 측면 또는 전면(全面)을 커버하고 있다. 또한, 이 커버 부재(4)는 고리 형상으로 형성되고 있어도 좋다. 커버 부재(4)는, 탑재대(2)와 플라즈마의 접촉을 차단하여, 탑재대(2)가 스패터링 되는 것을 방지하고, 웨이퍼 W에의 금속 등의 불순물의 혼입 방지를 도모할 수 있다. 커버 부재(4)는, 예를 들면 석영, 단결정 실리콘, 폴리실리콘, 아몰퍼스(amorphous) 실리콘, 질화규소 등의 재질로 구성된다. 또한, 커버 부재(4)를 구성하는 상기 재질은 알칼리 금속, 금속 등의 불순물의 함유량이 적은 고순도의 것이 바람직하다.
또한, 탑재대(2)에는, 저항 가열형의 히터(5)가 매립되어 있다. 이 히터(5)는, 히터 전원(5a)으로부터 급전되는 것에 의해 탑재대(2)를 가열하고, 그 열로 피처리체인 웨이퍼 W를 균일하게 가열한다.
또한, 탑재대(2)에는, 열전쌍(TC)(6)이 배치되어 있다. 이 열전쌍(6)에 의해서 온도 계측을 행하는 것에 의해, 웨이퍼 W의 가열 온도를 예를 들면 실온으로부터 900℃까지의 범위에서 제어 가능하게 되어 있다.
또한, 탑재대(2)에는, 웨이퍼 W를 처리 용기(1) 내에 반입할 때에 웨이퍼 W의 주고받기에 이용하는 웨이퍼 지지 핀(도시하지 않음)이 마련되어 있다. 각 웨이퍼 지지 핀은 탑재대(2)의 표면에 대해 돌출/함몰 가능하게 마련되어 있다.
처리 용기(1)의 내벽면에는, 석영으로 이루어지는 원통 형상의 라이너(7)가 해당 내벽면을 덮도록 마련되어 있다. 또한, 탑재대(2)의 외주측에는, 처리 용기(1) 내에서 균일한 배기를 실현하기 위해, 다수의 배기 구멍(8a)을 갖는 석영제이고 고리 형상의 배플 플레이트(8)가 마련되어 있다. 이 배플 플레이트(8)는 복수의 지주(支柱)(9)에 의해 지지되어 있다.
처리 용기(1)의 바닥벽(1a)의 대략 중앙부에는 원형의 개구부(10)가 형성되어 있다. 바닥벽(1a)에는 이 개구부(10)와 연통되고, 아래쪽을 향해 돌출하는 배기실(11)이 마련되어 있다. 이 배기실(11)에는, 배기관(12)이 접속되어 있고, 이 배기관(12)은 배기 장치(24)에 접속되어 있다. 이렇게 해서, 처리 용기(1) 내를 진공 배기할 수 있도록 구성되어 있다.
처리 용기(1)의 상부는, 개구되어 있고, 그 개구된 처리 용기(1)의 상단(上端)에, 개폐 기능을 갖는 덮개 부재(13)가 배치되어 있다. 덮개 부재(13)는, 중앙이 개구된 프레임 형상을 이루고, 그 내주는 고리 형상으로 단차(도 1에서는 2단의 단차)가 마련되어 있다. 덮개 부재(13)는, 이 단차에 의해 내측(처리 용기내 공간)으로 향해 돌출되고, 링 형태(고리 형상)의 지지부(13a)가 형성되어 있다. 이 덮개 부재(13)와 처리 용기(1) 사이는 밀봉 부재(14)를 거쳐서 기밀하게 밀봉되어 있다.
처리 용기(1)의 측벽(1b)에는, 플라즈마 처리 장치(100)와, 이것에 인접하는 반송실(도시하지 않음) 사이에서, 웨이퍼 W의 반입출을 행하기 위한 반입출구(16)와, 이 반입출구(16)를 개폐하는 게이트 밸브(17)가 마련되어 있다.
또한, 처리 용기(1)의 측벽(1b)에는, 고리 형상을 이루는 가스 도입부(15)가 마련되어 있다. 가스 도입부(15)의 내주면에는, 균등하게 가스 토출 구멍이 형성되어 있다. 이 가스 도입부(15)는 플라즈마 여기용 가스나 질소 가스를 공급하는 가스 공급 장치(18)에 접속되어 있다. 또, 가스 도입부(15)는 노즐 형상 또는 샤워 형상으로 마련하더라도 좋다.
가스 공급 장치(18)는, 가스 공급원과, 배관(예를 들면, 가스 라인(20a, 20b, 20c))과, 유량 제어 장치(예를 들면, 매스플로우 컨트롤러(21a, 21b))와, 밸브(예를 들면, 개폐 밸브(22a, 22b))를 갖고 있다. 가스 공급원으로서는, 질화 프로세스를 행하는 경우의 구성예로서, 예를 들면 희가스 공급원(19a), 질소 가스 공급원(19b)을 갖고 있다. 가스 공급 장치(18)는, 상기 이외의 도시하지 않은 가스 공급원으로서, 예를 들면 처리 용기(1) 내 분위기를 치환할 때에 이용하는 퍼지 가스 공급원 등을 갖고 있어도 좋다. 또, 플라즈마 처리 장치(100)를 플라즈마 산화 처리에 이용하는 경우는 산소 가스 공급원을 마련할 수 있다.
희가스 공급원(19a)으로부터 공급되는 희가스로서는, 예를 들면 Ar 가스, Kr 가스, Xe 가스, He 가스 등을 이용할 수 있다. 이들 중에서도, 경제성이 우수하다는 점에서 Ar 가스를 이용하는 것이 특히 바람직하다. 도 1에서는 대표적으로 Ar 가스를 도시하였다. 질소 가스 공급원(19b)으로부터는, 질소 가스(N2) 대신에, 예를 들면, 암모니아 가스(NH3) 등을 공급할 수도 있다. 또, 플라즈마 처리 장치(100)를 플라즈마 산화 처리에 이용하는 경우는 산소 가스 공급원으로부터, 예를 들면 O2 가스, O3 가스, NO2 등이 공급되도록 하더라도 좋다.
희가스 및 질소 가스는, 가스 공급 장치(18)의 희가스 공급원(19a), 질소 가스 공급원(19b)으로부터, 각각 가스 라인(배관)(20a, 20b)을 거쳐서 공급되고, 가스 라인(20c)에서 합류하여, 이 가스 라인(20c)에 접속된 가스 도입부(15)로부터 처리 용기(1) 내로 도입된다. 각 가스 공급원에 접속하는 각각의 가스 라인(20a, 20b)에는, 각각 매스플로우 컨트롤러(21a, 21b) 및 그 전후에 배치된 1세트의 개폐 밸브(22a, 22b)가 마련되어 있다. 이러한 가스 공급 장치(18)의 구성에 의해, 공급되는 가스의 변환이나 유량 등의 제어를 할 수 있게 되어 있다.
배기 장치(24)는, 예를 들면 터보 분자 펌프 등의 고속 진공 펌프를 구비하고 있다. 상기와 같이, 배기 장치(24)는 배기관(12)을 거쳐서 처리 용기(1)의 배기실(11)에 접속되어 있다. 처리 용기(1) 내의 가스는, 배기실(11)의 공간(11a) 내로 균일하게 흐르고, 또 공간(11a)으로부터 배기 장치(24)를 작동시키는 것에 의해, 배기관(12)을 거쳐서 외부로 배기된다. 이것에 의해, 처리 용기(1) 내를 소정의 진공도, 예를 들면 0.133㎩까지 고속으로 감압하는 것이 가능해져 있다.
다음으로, 마이크로파 도입 장치(27)의 구성에 대해 설명한다. 마이크로파 도입 장치(27)는, 주요한 구성으로서, 마이크로파 투과판으로서의 유전체판(28), 평면 안테나(31), 지파재(遲波材)(33), 금속제 커버 부재(34), 도파관(37), 매칭 회로(38) 및 마이크로파 발생 장치(39)를 구비하고 있다. 마이크로파 도입 장치(27)는 처리 용기(1) 내에 플라즈마(마이크로파)를 도입하여 플라즈마를 생성시키는 플라즈마 생성 수단이다.
마이크로파를 투과시키는 기능을 갖는 유전체판(28)은 덮개 부재(13)의 내주측으로 돌출된 지지부(13a) 상에 배치되어 있다. 유전체판(28)은, 예를 들면 석영, 세라믹 등의 재질로 구성되어 있다. 이 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 지지부(13a) 사이는, 후술하는 바와 같이, 밀봉 부재로서의 O링(29a)을 거쳐서 기밀하게 밀봉되어 있다. 따라서, 처리 용기(1) 내는 기밀하게 유지된다. 제 1 실시 형태에서는, 이 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 지지부(13a) 사이에, 링 형상의 O링(29a)을 마련하고 있음과 아울러, 도 1에서는 도시를 생략하지만, 후술하는 스페이서(60)를 마련하고 있다(도 4 참조).
평면 안테나(31)는, 유전체판(28) 상(처리 용기(1)의 외측)에서, 탑재대(2)와 대향하도록 마련되어 있다. 평면 안테나(31)는 원판 형상을 이루고 있다. 또, 평면 안테나(31)의 형상은, 원판 형상에 한정하지 않고, 예를 들면 사각판 형상이더라도 좋다. 이 평면 안테나(31)는 덮개 부재(13)의 상단(上端)에 록킹되어 있다.
평면 안테나(31)는, 예를 들면 표면이 금 또는 은 도금된 구리판, 알루미늄판, 니켈판 및 그들의 합금 등의 도전성 부재로 구성되어 있다. 평면 안테나(31)는 마이크로파를 방사하는 다수의 슬롯 형상의 마이크로파 방사 구멍(32)을 갖고 있다. 마이크로파 방사 구멍(32)은 소정의 패턴으로 평면 안테나(31)를 관통하여 형성되어 있다.
개개의 마이크로파 방사 구멍(32)은, 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 홀쭉한 장방형(長方形) 형상(슬롯 형상)을 이루고 있다. 그리고, 전형적으로는 인접하는 마이크로파 방사 구멍(32)이 「L」자 모양에 배치되어 있다. 또한, 이와 같이 소정의 형상(예를 들면 L자 모양)으로 조합하여 배치된 마이크로파 방사 구멍(32)은 또한 전체적으로 동심원 형상으로 배치되어 있다. 마이크로파 방사 구멍(32)의 길이나 배열 간격은 마이크로파의 파장(λg)에 따라 결정된다. 예를 들면, 마이크로파 방사 구멍(32)의 간격은 λg/4~λg로 되도록 배치된다. 도 2에 있어서는, 동심원 형상으로 형성된 인접하는 마이크로파 방사 구멍(32)끼리의 간격을 Δr로 나타내고 있다. 또, 마이크로파 방사 구멍(32)의 형상은 원형 형상, 원호 형상 등의 다른 형상이어도 좋다. 또, 마이크로파 방사 구멍(32)의 배치 형태는 특별히 한정되지 않고, 동심원 형상 외에, 예를 들면, 나선 형상, 방사 형상 등으로 배치할 수도 있다.
평면 안테나(31)의 상면(평면 안테나(31)와 금속제 커버 부재(34) 사이에 형성되는 편평 도파로)에는, 진공보다 큰 유전율을 갖는 지파재(33)가 마련되어 있다. 이 지파재(33)는, 진공 중에서는 마이크로파의 파장이 길어지므로, 마이크로파의 파장을 짧게 하여 플라즈마를 조정하는 기능을 갖고 있다. 지파재(33)의 재질로서는, 예를 들면 석영, 폴리테트라 플루오르 에틸렌 수지, 폴리이미드 수지 등을 이용할 수 있다. 또, 평면 안테나(31)와 유전체판(28) 사이, 또한, 지파재(33)와 평면 안테나(31) 사이는, 각각 접촉시키거나 이간시켜도 좋지만, 접촉시키는 것이 바람직하다.
처리 용기(1)의 상부에는, 이들 평면 안테나(31) 및 지파재(33)를 덮도록 금속제 커버 부재(34)가 마련되어 있다. 금속제 커버 부재(34)는, 예를 들면 알루미늄이나 스텐레스강 등의 금속 재료에 의해서 구성되어 있다. 금속제 커버 부재(34)와 평면 안테나(31)에 의해서, 편평 도파로가 형성되어, 마이크로파를 처리 용기(1) 내에 균일하게 공급할 수 있게 되어 있다. 덮개 부재(13)의 상단과 금속제 커버 부재(34)는 밀봉 부재(35)에 의해 밀봉되어 있다. 또한, 금속제 커버 부재(34)의 벽체(壁體)의 내부에는, 냉각수 유로(34a)가 형성되어 있다. 이 냉각수 유로(34a)에 냉각수를 통류(通流)시키는 것에 의해, 금속제 커버 부재(34), 지파재(33), 평면 안테나(31) 및 유전체판(28)을 냉각할 수 있게 되어 있다. 또, 평면 안테나(31), 금속제 커버 부재(34)는 접지되어 있다.
금속제 커버 부재(34)의 상벽(천정부)의 중앙에는, 개구부(36)가 형성되어 있고, 이 개구부(36)에는 도파관(37)이 접속되어 있다. 도파관(37)의 타단측에는, 매칭 회로(38)를 거쳐서 마이크로파를 발생하는 마이크로파 발생 장치(39)가 접속되어 있다.
도파관(37)은, 상기 금속제 커버 부재(34)의 개구부(36)로부터 위쪽으로 연장되는 단면(斷面) 원형 형상의 동축(同軸) 도파관(37a)과, 이 동축 도파관(37a)의 상단부에 모드 변환기(40)를 거쳐서 접속된 수평 방향으로 연장되는 직사각형 도파관(37b)을 갖고 있다. 모드 변환기(40)는 직사각형 도파관(37b) 내를 TE 모드로 전파하는 마이크로파를 TEM 모드로 변환하는 기능을 갖고 있다.
동축 도파관(37a)의 중심에는 내도체(內導體)(41)가 연장되어 있다. 이 내도체(41)는 그 하단부에서 평면 안테나(31)의 중심으로 접속 고정되어 있다. 이러한 구조에 의해, 마이크로파는 동축 도파관(37a)의 내도체(41)를 거쳐서 평면 안테나(31)에 의해 형성되는 편평 도파로에 방사 형상으로 효율적으로 균일하게 전파된다.
이상과 같은 구성의 마이크로파 도입 장치(27)에 의해, 마이크로파 발생 장치(39)에서 발생한 마이크로파가 도파관(37)을 거쳐서 평면 안테나(31)에 전파되고, 또 마이크로파 방사 구멍(32)(슬롯)으로부터 유전체판(28)을 거쳐서 처리 용기(1) 내에 도입되게 되어 있다. 또, 마이크로파의 주파수로서는, 예를 들면 2.45㎓가 바람직하게 이용되며, 그 외에 8.35㎓, 1.98㎓ 등을 이용할 수도 있다.
플라즈마 처리 장치(100)의 각 구성부는 제어부(50)에 접속되어 제어되는 구성으로 되어 있다.
제어부(50)는, 전형적으로는 컴퓨터이며, 예를 들면 도 3에 나타낸 바와 같이, CPU를 구비한 프로세스 컨트롤러(51)와, 이 프로세스 컨트롤러(51)에 접속된 사용자 인터페이스(52) 및 기억부(53)를 구비하고 있다. 프로세스 컨트롤러(51)는, 플라즈마 처리 장치(100)에서, 예를 들면 온도, 압력, 가스 유량, 마이크로파 출력 등의 처리 조건에 관계되는 각 구성부(예를 들면, 히터 전원(5a), 가스 공급 장치(18), 배기 장치(24), 마이크로파 발생 장치(39) 등)를 통괄하여 제어하는 제어 수단이다.
사용자 인터페이스(52)는, 공정 관리자가 플라즈마 처리 장치(100)를 관리하기 위해 커멘드의 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 플라즈마 처리 장치(100)의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등을 갖고 있다. 또한, 기억부(53)에는, 플라즈마 처리 장치(100)에서 실행되는 각종 처리를 프로세스 컨트롤러(51)의 제어로 실현하기 위한 제어 프로그램(소프트웨어)이나 처리 조건 데이터 등이 기록된 레시피 등이 보존되어 있다.
그리고, 필요에 따라, 사용자 인터페이스(52)로부터의 지시 등으로 임의의 레시피를 기억부(53)로부터 호출하여 프로세스 컨트롤러(51)에 실행시킴으로써, 프로세스 컨트롤러(51)에 의한 제어 하에서 플라즈마 처리 장치(100)의 처리 용기(1) 내에서 소망하는 처리가 행해진다. 또한, 상기 제어 프로그램이나 처리 조건 데이터 등의 레시피는, 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체, 예를 들면 CD-ROM, 하드디스크, 플렉서블 디스크, 플래시 메모리, DVD, 블루레이 디스크 등에 저장된 상태의 것을 이용할 수 있다. 또, 상기 레시피를 다른 장치로부터 예를 들면 전용 회선을 거쳐서 전송시켜 이용하는 것도 가능하다.
이와 같이 구성된 플라즈마 처리 장치(100)에서는, 예를 들면 실온(25℃ 정도) 이상 600℃ 이하의 저온에서 웨이퍼 W로의 데미지 없는 플라즈마 처리를 행할 수 있다. 또한, 플라즈마 처리 장치(100)는, 플라즈마의 균일성이 우수하므로, 대구경의 웨이퍼 W에 대해서도 프로세스의 균일성을 실현할 수 있다.
다음으로, RLSA 방식의 플라즈마 처리 장치(100)를 이용한 플라즈마 질화 처리의 일반적인 순서에 대해 설명한다. 우선, 게이트 밸브(17)를 열어 반입출구(16)로부터 웨이퍼 W를 처리 용기(1) 내에 반입하고, 탑재대(2) 상에 탑재한다. 다음으로, 처리 용기(1) 내를 감압 배기하면서, 가스 공급 장치(18)의 희가스 공급원(19a) 및 질소 가스 공급원(19b)으로부터, 희가스 및 질소 가스를 소정의 유량으로 각각 가스 도입부(15)를 거쳐서 처리 용기(1) 내에 도입한다. 이렇게 해서, 처리 용기(1) 내를 소정의 압력으로 조절한다.
다음으로, 마이크로파 발생 장치(39)에서 발생시킨 소정 주파수 예를 들면 2.45㎓의 마이크로파를, 매칭 회로(38)를 거쳐서 도파관(37)으로 유도한다. 도파관(37)으로 유도된 마이크로파는 직사각형 도파관(37b) 및 동축 도파관(37a)을 순차적으로 통과하고, 내도체(41)를 거쳐서 평면 안테나(31)에 공급된다. 즉, 마이크로파는, 직사각형 도파관(37b) 내에서는 TE 모드로 전파되고, 이 TE 모드의 마이크로파는 모드 변환기(40)에서 TEM 모드로 변환되고, 동축 도파관(37a) 내를 평면 안테나(31)를 향해 전파되어 간다. 그리고, 마이크로파는, 평면 안테나(31)에 관통하여 형성된 슬롯 형상의 마이크로파 방사 구멍(32)으로부터 유전체판(28)을 거쳐서 처리 용기(1) 내에서 웨이퍼 W의 위쪽 공간으로 방사된다.
평면 안테나(31)로부터 유전체판(28)을 거쳐서 처리 용기(1) 내로 방사된 마이크로파에 의해, 처리 용기(1) 내에서 전자계가 형성되어, 희가스 및 질소 가스 등의 처리 가스가 플라즈마화된다. 이렇게 해서 생성하는 마이크로파 여기 플라즈마는 마이크로파가 평면 안테나(31)의 다수의 마이크로파 방사 구멍(32)으로부터 방사되는 것에 의해, 약 1×1010~5×1012/㎤의 고밀도이고, 또한 웨이퍼 W 근방에서는 약 1.2 eV 이하인 저전자 온도 플라즈마로 된다.
플라즈마 처리 장치(100)에서 실시되는 플라즈마 질화 처리의 조건은 제어부(50)의 기억부(53)에 레시피로서 보존해 둘 수 있다. 그리고, 프로세스 컨트롤러(51)가 그 레시피를 판독하여 플라즈마 처리 장치(100)의 각 구성부, 예를 들면 가스 공급 장치(18), 배기 장치(24), 마이크로파 발생 장치(39), 히터 전원(5a) 등으로 제어 신호를 송출하는 것에 의해, 소망하는 조건에서의 플라즈마 질화 처리가 실현된다.
다음으로, 본 실시 형태의 플라즈마 처리 장치(100)의 특징 부분의 구성에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 4는 도 1에서 파선으로 둘러싸인 A부분을 확대하여 상세하게 나타내는 부분 단면도이다. A부분은 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 지지부(13a)의 접속 부분을 나타내고 있다. 또한, 도 5는 도 1에서 파선으로 둘러싸인 A부분으로부터 유전체판(28)을 분리한 상태의, 덮개 부재(13)의 지지부(13a)의 표면을 부분적으로 확대하여 상세하게 나타내는 도면이다.
본 실시 형태에서는, 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 지지부(13a) 사이에는, 처리 용기(1) 내의 플라즈마 처리 공간을 밀폐하여 진공 상태를 유지하기 위한 밀봉 부재로서 링 형상의 O링(29a)을 배치하고 있다. 또한, O링(29a)의 외주측에는, 처리 용기(1) 상부의 덮개 부재(13)의 지지부(13a)의 상면과 유전체판(28) 사이에 상하 방향의 간극 d를 형성하기 위해, 단면 형상이 정방형 또는 장방형의 링 형상의 스페이서(60)를 배치하고 있다. 덮개 부재(13)의 지지부(13a)의 상면에는, O링(29a)과 스페이서(60)가 각각 소정의 부착 위치에 설치되어 있다. 이들 설치 위치가 어긋나지 않도록, 덮개 부재(13)의 지지부(13a) 상면에는, 원호 형상이고 소정의 깊이를 갖는 설치 홈(131, 132)이 형성되어 있다. 설치 홈(131, 132)에는, O링(29a)과 스페이서(60)가 감입되어 부착되어 있다. 설치 홈(131, 132)은, 상부가 좁고, 하부가 퍼진 형상의 홈(도브테일 홈)이기 때문에, O링(29a)이나 스페이서(60)가 빠지기 어려워, 설치 위치가 어긋나지 않게 되어 있다.
스페이서(60)는, 처리 용기(1)의 상부에 배치된 덮개 부재(13)의 지지부(13a)의 상면과 유전체판(28) 사이에 간극 d를 형성하는 작용을 갖고 있다. 덮개 부재(13)의 지지부(13a)의 상면과 유전체판(28)의 하면 사이에, 스페이서(60)에 의해서 형성되는 간극 d는, 예를 들면 0.05~0.4㎜인 것이 바람직하다. 간극 d는, 보다 바람직하게는 0.05~0.2㎜이고, 0.05~0.08㎜가 더욱 바람직하다. 이 간극 d를 상기 범위 내로 설정하는 것에 의해, 처리 용기(1) 내를 고진공 상태로 했을 때에, 유전체판(28)의 중앙 부근이 아래쪽으로 휘더라도, 유전체판(28)이 지지부(13a)의 코너부(13b)에 접촉하는 것을 회피할 수 있다. 따라서, 지지부(13a)의 코너부(13b)와 유전체판(28)의 접촉에 의한 유전체판(28)의 파손이나, 손상이나 갈림에 의한 파티클의 발생을 방지할 수 있다.
스페이서(60)는, 덮개 부재(13)나 유전체판(28)이 플라즈마의 열에 의해 열팽창했을 때에 유전체판(28)과의 접촉면의 미끄러짐이 좋아지도록 마찰 계수가 작은 것이 바람직하다. 또한, 플라즈마 처리 장치(100)에서는, 마이크로파를 사용하므로, 스페이서(60)는 유전 탄젠트(tanδ)가 작은 재료에 의해 구성되거나, 혹은, 탄성 부재의 표면에, tanδ가 작은 재료가 코팅되어 있는 것인 것이 바람직하다. 또한, 스페이서(60)는 O링(29a)보다 탄성률(영률)이 큰 재료가 바람직하다. 예를 들면, 스페이서(60)의 영률은 200~500㎏f/㎟의 범위 내가 바람직하다. 스페이서(60)의 구성 재료의 tanδ로서는, 예를 들면 0.00001~0.0034의 범위 내가 바람직하다. tanδ가 상기 범위 내인 재료로서는, 예를 들면 폴리이미드계 수지, 폴리테트라 플루오르 에틸렌 등의 불소계 수지를 들 수 있다. 여기서, 폴리이미드계 수지를 이용하는 경우는, 영률이 예를 들면 320~350㎏f/㎟의 범위 내인 것이 바람직하다. 또, 덮개 부재(13)의 지지부(13a)가 알루미늄 등에 의해 구성되어 있는 경우, 열팽창율은 약 23×10-6인 한편, 유전체판(28)이 석영 재료로 형성되어 있는 경우, 열팽창율은 약 0.6×10-6이다. 그 때문에, 유전체판(28)보다 덮개 부재(13)의 지지부(13a)쪽이 열팽창율이 크다. 이와 같이, 덮개 부재(13)와 유전체판(28)의 열팽창율의 차이로 인해 덮개 부재(13)와 유전체판(28)의 갈림, 접촉 등에 의한 파티클의 발생이나 유전체판(28)의 파손 등이 문제로 되지만, 본 실시 형태의 플라즈마 처리 장치(100)에서는, 스페이서(60)에 의해 간극 d를, 바람직하게는 0.05~0.4㎜의 범위 내, 보다 바람직하게는 0.05~0.2㎜의 범위 내, 더 바람직하게는 0.05~0.08㎜의 범위 내로 형성하는 것에 의해, 이러한 문제를 방지할 수 있다.
O링(29a)은, 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 지지부(13a) 사이에서, 처리 용기(1) 내의 플라즈마 처리 공간을 밀폐하기 위해, 진공 밀봉성이 높은 불소계 수지 재료로 형성되어 있거나, 혹은 해당 불소계 수지 재료가 탄성 재료의 표면에 코팅되어 있는 것인 것이 바람직하다. 예를 들면, O링(29a)은, 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 지지부(13a) 사이에서 충분한 밀봉성을 확보한다는 관점에서, 쇼어(Shore) A 경도가 60~80인 재질을 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 덮개 부재(13)의 내주의 벽면(13c)과 유전체판(28)의 외주단의 벽면(28a) 사이에 형성되는, 수평 방향의 간극 L1은, 유전체판(28)의 열팽창을 고려하여, 예를 들면 0.1~1㎜의 범위 내인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 접촉을 방지하여, 유전체판의 파손을 방지할 수 있다. 또, 덮개 부재(13)쪽이 유전체판(28)보다 열팽창율이 높기 때문에, 수평 방향의 간극 L1은, 거의 제로(즉, 서로 접하고 있는 상태)이더라도 좋지만, 유전체판(28)이 덮개 부재(13)의 지지부(13a)에 무리없이 들어가는 정도의 간격을 확보하는 것이 바람직하다.
또, 스페이서(60)의 내주단과 O링(29a)의 외주단의 간격 L2는, 지지부(13a)의 강도를 확보한다는 관점에서, 예를 들면 1~10㎜의 범위 내인 것이 바람직하다. 또, 도 4에서는, 스페이서(60)를 유전체판(28)의 외주단의 벽면(28a)보다 내주측(O링(29a)측)에 배치하더라도 좋다.
이상과 같이, 플라즈마 처리 장치(100)에서는, 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 지지부(13a) 사이에, 처리 용기(1) 내의 플라즈마 처리 공간을 밀폐하기 위한 O링(29a)을 마련하고, 또 당해 O링(29a)의 외주측에 스페이서(60)를 마련하였다. 이 스페이서(60)에 의해서 덮개 부재(13)와 유전체판(28) 사이에, 간극 d를 바람직하게는 0.05~0.4㎜의 범위 내, 보다 바람직하게는 0.05~0.2㎜의 범위 내, 더욱 바람직하게는 0.05~0.08㎜의 범위 내로 형성한다. 이 간극 d에 의해, 처리 용기(1) 내에서 생성하는 플라즈마의 열에 의해 덮개 부재(13)나 유전체판(28)이 열팽창하거나, 진공에 의해서 유전체판(28)이 아래쪽으로 비뚤어지거나 하더라도, 덮개 부재(13)와 유전체판(28)이 접촉하여 갈리는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 유전체판(28)이 파손되거나 갈림에 의한 파티클의 발생을 방지할 수 있다.
[제 2 실시 형태]
다음으로, 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에 대해 설명한다. 제 2 실시 형태의 플라즈마 처리 장치와 제 1 실시 형태의 플라즈마 처리 장치의 차이는 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 지지부(13a) 사이의 밀봉 구조뿐이다. 따라서, 제 1 실시 형태의 플라즈마 처리 장치와 동일 구성 부분의 설명은 생략하고, 제 2 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에 특징적인 밀봉 구조에 대해서만 설명한다.
도 6은 제 2 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 지지부(13a)의 접속 부분(즉, 도 1의 A부에 대응하는 부분)을 확대해서 상세하게 나타내는 부분 단면도이다. 또한, 도 7은 제 2 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판(28)을 분리한 상태의, 덮개 부재(13)의 지지부(13a)의 상면을 부분적으로 확대해서 상세하게 나타내는 도면이다.
도 6, 도 7에 있어서, 제 2 실시 형태에서는, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 지지부(13a) 사이에, 처리 용기(1) 내의 플라즈마 처리 공간을 밀폐하기 위한 제 1 밀봉 부재로서 링 형상의 O링(29a)을 마련하고 있다. 또한, 당해 O링(29a)의 외주측에, 처리 용기(1)의 상부에 배치된 덮개 부재(13)의 지지부(13a)와 유전체판(28) 사이에 간극 d를 형성하기 위해, 스페이서(60)를 마련하고 있다. 스페이서(60)는, 링 형상의 O링(29a)보다 탄성률이 큰 재질로 이루어진다. 그리고, 본 실시 형태에서는, 또 도 6, 도 7에 나타내는 바와 같이, 링 형상의 O링(29a)보다 내주측에, 제 2 밀봉 부재로서의 O링(29b)을 마련하고 있다. 즉, 덮개 부재(13)의 지지부(13a)의 상면에서, O링(29a)의 설치 홈(131)의 내주측에, O링(29b)을 설치하기 위한 설치 홈(133)이 형성되고, 그 설치 홈(133)에 O링(29b)을 눌러붙여 부착하고 있다. 설치 홈(133)은, 상부가 좁고, 하부가 퍼진 형상의 홈(도브테일 홈)이므로, O링(29b)이 빠지기 어렵게 되어 있다.
또, O링(29a)의 내주단과 O링(29b)의 외주단의 간격 L3은, 지지부(13a)의 강도를 확보한다는 관점에서, 예를 들면 1.5~50㎜의 범위 내인 것이 바람직하다.
여기서, O링(29b)은, O링(29a)보다 내주측에 있어, 플라즈마 조사를 받기 쉽다. 그 때문에, O링(29b)은, O링(29a)보다 플라즈마 내성이 높은 불소계 수지 재료 등의 재질에 의해 구성되거나, 혹은 O링(29a)보다 플라즈마 내성이 높은 불소계 수지 재료 등의 재질에 의해 탄성 부재를 코팅하여 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 진공 밀봉은, O링(29a)에 의해 행해지기 때문에, O링(29b)은 O링(29a)보다 진공 밀봉성이 낮은 재료이더라도 좋다. 여기서, O링(29a)과 O링(29b)의 재질의 구체적인 조합으로서는, 예를 들면 O링(29a)을 진공 밀봉성이 우수한 듀퐁사 제품인 바이톤(등록 상표) 등의 불소 고무 등에 의해 형성하고, O링(29b)을, O링(29a)과 비교하여 플라즈마 내성이 높은 듀퐁사 제품인 카르렛트(등록 상표)나, 실리콘, 불소계 수지 등에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태에서는, 제 1 밀봉 부재로서 진공 밀봉성이 높은 O링(29a)을 마련함과 아울러, 제 2 밀봉 부재로서 플라즈마 내성이 높은 O링(29b)을 마련한 내외 2중의 O링 구조에 의해, O링(29b)에 의해 O링(29a)이 플라즈마에 의해서 열화되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, O링(29a)에 의한 처리 용기(1) 내의 진공 밀봉성을 장기간 유지할 수 있다. 또한, 소모품인 O링(29a)의 교환 등의 메인터넌스 시기를 길게 할 수 있기 때문에, 장치 가동 기간이 길어져, 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 제 2 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서는, 제 1 실시 형태의 플라즈마 처리 장치(100)와 마찬가지로, 스페이서(60)에 의해서 덮개 부재(13)와 유전체판(28) 사이에 간극 d가, 바람직하게는 0.05~0.4㎜의 범위 내, 보다 바람직하게는 0.05~0.2㎜의 범위 내, 더욱 바람직하게는 0.05~0.08㎜의 범위 내로 형성되어 있다. 이 간극 d에 의해, 처리 용기(1) 내에서 생성하는 플라즈마의 열에 의해 덮개 부재(13)나 유전체판(28)이 열팽창하거나, 진공에 의해서 유전체판(28)이 아래쪽으로 비뚤어지거나 하더라도, 덮개 부재(13)와 유전체판(28)이 접촉하여, 갈리는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 유전체판(28)이 손상되거나, 덮개 부재(13)와의 갈림에 의해서 파티클이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서는, 제 1 밀봉 부재로서의 진공 밀봉성이 높은 O링(29a)과, 제 2 밀봉 부재로서의 플라즈마 내성이 높은 O링(29b)의 2중 O링 구조에 의해, 플라즈마 조사에 의한 O링(29a)의 열화를 방지하여, 처리 용기(1) 내의 진공 밀봉 상태를 장기간 유지할 수 있다. 특히, 본 실시 형태에서는, 스페이서(60)에 의해서 덮개 부재(13)와 유전체판(28) 사이에 간극 d가 형성되어 있기 때문에, 이 간극 d에 플라즈마가 침입하기 쉽다. 이 때문에, 간극 d에 침입한 플라즈마를, 플라즈마 내성이 높은 O링(29b)에 의해서 차단하여, O링(29a)을 보호하고 있다.
이와 같이, 본 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서는, 스페이서(60)와 제 1 밀봉 부재로서의 O링(29a)과, 제 2 밀봉 부재로서의 O링(29b)을, 외측으로부터 내측(진공측)으로 이 순서로 배치하였다. 이 구성에 의해서, 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 접촉에 의한 파손이나 파티클의 발생을 방지하면서, O링(29a)의 열화를 방지하고, 진공 밀봉성을 장기간에 걸쳐 확보할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 다른 구성 및 효과는 제 1 실시 형태와 동일하다.
[제 3 실시 형태]
다음으로, 제 3 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에 대해 설명한다. 제 1 및 제 2 실시 형태의 플라즈마 처리 장치와의 차이는, 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 지지부(13a) 사이의 스페이서의 구조뿐이므로, 제 1 및 제 2 실시 형태와 동일 구성 부분의 설명은 생략하고, 제 3 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에 특징적인 스페이서의 구성에 대해서만 설명한다.
도 8은 제 3 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판(28)을 분리한 상태의, 덮개 부재(13)의 지지부(13a)의 상면을 부분적으로 확대해서 상세하게 나타내는 도면이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 제 3 실시 형태에서는, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 지지부(13a) 사이에, 처리 용기(1) 내의 플라즈마 처리 공간을 밀폐하기 위한 제 1 밀봉 부재로서 링 형상의 O링(29a)을 마련하고 있다. 또한, 당해 O링(29a)의 외주측에, 처리 용기(1)의 상부에 배치된 덮개 부재(13)의 지지부(13a)와 유전체판(28) 사이에 간극 d를 형성하기 위해, 간헐적으로 복수의 스페이서(60A, 60A, …)를 마련하고 있다. 그 때문에, 본 실시 형태의 덮개 부재(13)의 지지부(13a)의 상면에는, 간헐적으로 복수의 스페이서(60A, 60A, …)가 배치되도록, 간헐적으로 설치 홈(132A, 132A, …)이 형성되어 있다.
본 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서는, 상기 제 1 및 제 2 실시 형태의 플라즈마 처리 장치와 마찬가지로, 스페이서(60A)에 의해서 덮개 부재(13)의 지지부(13a)와 유전체판(28) 사이에 형성된 간극 d(도 8에서는 도시하지 않음)가 형성되어 있다. 간극 d는, 바람직하게는 0.05~0.4㎜의 범위 내, 보다 바람직하게는 0.05~0.2㎜의 범위 내, 더욱 바람직하게는 0.05~0.08㎜의 범위 내로 형성되어 있다. 이 간극 d에 의해, 처리 용기(1) 내에서의 플라즈마 조사에 의해 덮개 부재(13)나 유전체판(28)이 열팽창하거나 유전체판(28)에 일그러짐이 발생하더라도, 덮개 부재(13)의 지지부(13a)와 유전체판(28)이 접촉하여, 갈리는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 유전체판(28)이 파손되거나 갈림에 의해 파티클이 발생하거나 하는 것을 방지할 수 있다.
특히, 본 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서는, O링(29a)의 외주측에, 간헐적으로 복수의 스페이서(60A, 60A, …)를 마련하도록 하였다. 그 때문에, 복수의 스페이서(60A, 60A, …)와 유전체판(28) 사이의 접촉 면적이 작아져, 스페이서(60A)와 유전체판(28) 사이의 갈림에 의한 파티클의 발생도 저감할 수 있다.
또, 제 3 실시 형태에서는, 예를 들면, 도 9에 나타내는 바와 같이, O링(29a) 및 O링(29b)을 마련하고 있는 경우에도, O링(29a)의 외주측에 간헐적으로 복수의 스페이서(60A, 60A, …)를 마련할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 스페이서(60A)는, 예를 들면 (2분할 이상으로 하여) 2개소 이상에 배치하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 스페이서(60A)를 지지부(13a)의 단차부 표면에 뒤틀림없이 평탄하게 배치할 수 있다. 그리고, 유전체판(28)과 지지부(13a)의 간극을 정밀도 좋게 형성할 수 있기 때문에, 유전체판(28)과 지지부(13a)의 접촉, 갈림이 없어, 유전체판(28)의 파손이나 파티클의 발생을 방지할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 다른 구성 및 효과는 제 1 및 제 2 실시 형태와 동일하다.
[제 4 실시 형태]
다음으로, 제 4 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에 대해 설명한다. 제 1~제 3 실시 형태의 플라즈마 처리 장치의 차이는, 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 지지부(13a) 사이의 스페이서의 구조뿐이기 때문에, 제 1~제 3 실시 형태와 동일 구성 부분의 설명은 생략하고, 제 4 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에 특징적인 스페이서의 구성에 대해서만 설명한다.
제 1~제 3 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서는, 덮개 부재(13)의 내주의 벽면(13c)과 유전체판(28)의 외주단의 벽면(28a) 사이에 수평 방향의 간극 L1을 마련하도록 하였다. 이 간극 L1은 유전체판(28)의 열팽창을 고려한 유격이다. 본 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서는, O링(29a, 29b)보다 탄성률이 큰 재료로 이루어지는 스페이서(60)에, 유전체판(28)의 수평 방향의 위치 결정 기능을 갖게 하도록 하였다.
도 10은 제 4 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 지지부(13a)의 접속 부분(즉, 도 1의 A부에 대응하는 부분)을 확대해서 상세하게 나타내는 부분 단면도이다. 또한, 도 11은 제 4 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판(28)을 분리한 상태의, 덮개 부재(13)의 지지부(13a)의 상면을 부분적으로 확대해서 상세하게 나타내는 도면이다. 도 10 및 도 11에 나타내는 바와 같이, 제 4 실시 형태의 플라즈마 처리 장치의 스페이서(60B)는, 유전체판(28)을 수평 방향으로 위치 결정하기 위해, 단면 형상을 L자 형상으로 형성하고 있다. 즉, 스페이서(60B)는 외주측의 상부가 돌출되어 있어, 돌출부(60a)가 형성되어 있다.
제 4 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서는, 스페이서(60B)의 돌출부(60a)에 의해, 유전체판(28)을 수평 방향으로 위치 결정할 수 있다. 즉, 유전체판(28)을 소정의 수평 위치에 확실히 설치할 수 있음과 아울러, 덮개 부재(13)의 내주의 벽면(13c)과 유전체판(28)의 외주단의 벽면(28a) 사이에 수평 방향의 간극 L1을 확실히 확보할 수 있다. 또, 스페이서(60B)에서의 돌출부(60a)의 높이는 유전체판(28)의 두께에 따라 임의로 설정할 수 있다.
본 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에 의하면, 제 1~제 3 실시 형태의 플라즈마 처리 장치와 마찬가지로, 스페이서(60B)에 의해서 덮개 부재(13)의 지지부(13a)와 유전체판(28) 사이에 형성된 간극 d가 바람직하게는 0.05~0.4㎜의 범위 내, 보다 바람직하게는 0.05~0.2㎜의 범위 내, 더욱 바람직하게는 0.05~0.08㎜의 범위 내로 형성되어 있다. 이 간극 d에 의해, 처리 용기(1) 내에서의 플라즈마 조사에 의해 덮개 부재(13)나 유전체판(28)이 열팽창하거나 유전체판(28)에 일그러짐이 발생하더라도, 덮개 부재(13)의 지지부(13a)와 유전체판(28)이 접촉해서, 갈리는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 유전체판(28)이 파손되거나 갈림에 의해 파티클이 발생하거나 하는 것을 방지할 수 있다.
특히, 본 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서는, 유전체판(28)을 수평 방향으로 위치 결정하기 위해, 스페이서(60B)의 단면 형상을 L자 형상으로 형성하고, 외주측의 상부가 돌출하는 돌출부(60a)를 마련하고 있기 때문에, 유전체판(28)을 소정의 수평 위치에 확실히 설치할 수 있다. 또한, 돌출부(60a)에 의해, 덮개 부재(13)의 내주의 벽면(13c)과 유전체판(28)의 외주단의 벽면(28a) 사이에 수평 방향의 간극 L1을 확실히 확보할 수 있다.
또, 예를 들면 도 12에 나타내는 바와 같이, 수평 방향의 위치 결정을 용이하게 하기 위해, 하면의 주연단에 노치부(28b)를 형성한 유전체판(28A)을 이용할 수도 있다. 즉, 스페이서(60)를 유전체판(28A)의 노치부(28b)에 접촉시키는 것에 의해, 유전체판(28A)을 소정의 수평 위치에 확실히 위치 결정하여 설치할 수 있다. 또한, 덮개 부재(13)의 내주의 벽면(13c)과 유전체판(28A)의 외주단의 벽면(28a) 사이에 수평 방향의 간극 L1을 확실히 확보할 수 있다. 이 경우, 스페이서(60) 자체는, 도 4 등에 나타내는 제 1 실시 형태 등의 스페이서(60)와 마찬가지로, 단면 정방형 또는 직사각형의 스페이서(60)를 이용하면 좋고, 스페이서(60)의 두께를 크게 설정하면 좋다.
또한, 도 10, 도 11에 나타내는 스페이서(60B)나, 도 12에 나타내는 유전체판(28A)의 형상을 채용함과 동시에, 도 7이나 도 9에 나타내는 바와 같이, 진공 밀봉성이 높은 O링(29a)과, 플라즈마 내성이 높은 O링(29b)의 2중 O링 구조를 채용하도록 하더라도 좋다. 또, 도시는 생략하지만, 제 3 실시 형태의 도 8, 도 9에 나타내는 구성에서 스페이서(60A)로 바꾸고, 스페이서(60B)를 간헐적으로 복수 배치할 수도 있다. 예를 들면 스페이서(60B)를 (2분할 이상으로 하여) 2개소 이상으로 배치하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 스페이서(60B)를 지지부(13a)의 단차부의 표면에 뒤틀림없이 배치할 수 있다. 그리고, 유전체판(28)과 지지부(13a)의 간극을 정밀도 좋게 형성할 수 있기 때문에, 유전체판(28)과 지지부(13a)의 접촉, 갈림이 없어, 유전체판(28)의 파손이나 파티클의 발생을 방지할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 다른 구성 및 효과는 제 1~제 3 실시 형태와 동일하다.
[제 5 실시 형태]
다음으로, 제 5 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에 대해 설명한다. 제 1~제 4 실시 형태의 플라즈마 처리 장치와의 차이는, 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 지지부(13a) 사이의 스페이서의 구조뿐이므로, 제 1~제 4 실시 형태와 동일 구성 부분의 설명은 생략하고, 제 5 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에 특징적인 스페이서의 구조에 대해서만 설명한다.
제 1~제 4 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서는, 덮개 부재(13)의 내주의 벽면(13c)과 유전체판(28)의 외주단의 벽면(28a) 사이에, O링(29a, 29b)보다 탄성률이 큰 재료로 이루어지는 스페이서(60, 60A 또는 60B)를 마련하였다. 본 실시 형태에서는, 스페이서로서, 폴리이미드 수지와 점착층을 갖는 폴리이미드 테이프를 이용한다.
도 13은 제 5 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 지지부(13a)의 접속 부분(즉, 도 1의 A부에 대응하는 부분)을 확대해서 상세하게 나타내는 부분 단면도이다. 또한, 도 14는 제 5 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판(28)을 분리한 상태의, 덮개 부재(13)의 지지부(13a)의 상면을 부분적으로 확대해서 상세하게 나타내는 도면이다. 도 13 및 도 14에 나타내는 바와 같이, 제 5 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서는, 스페이서(60C)는 고리 형상 또는 조합하는 것에 의해서 고리 형상으로 되는 복수의 반달 형상의 폴리이미드 테이프에 의해 구성되어 있다.
스페이서(60C)로서 이용 가능한 폴리이미드 테이프(70)의 단면 구조를 도 15로 확대하여 나타내었다. 폴리이미드 테이프(70)는, 폴리이미드 필름층(70A)과, 해당 폴리이미드 필름층(70A)의 한면에 마련된 점착층(70B)을 구비하고 있다. 여기서, 폴리이미드 필름층(70A)으로서는, 예를 들면 유리 전이 온도(Tg)가 120℃~250℃의 범위 내, 열팽창 계수가 3×10-5/℃~5×10-5/℃의 범위 내, 영률이 320~350㎏f/㎟의 범위 내의 내열성 폴리이미드 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 점착층(70B)의 재질은, 금속 표면으로의 점착성을 갖는 것이면 특별히 제한은 없지만, 예를 들면 내열성 실리콘 점착제를 이용할 수 있다. 폴리이미드 테이프(70)의 두께(즉, 폴리이미드 필름층(70A)과 점착층(70B)의 합계의 두께)는 간극 d를 예를 들면 상기와 같이 0.05~0.4㎜의 범위 내로 형성할 수 있으면 좋다. 따라서, 폴리이미드 테이프(70)의 두께는, 예를 들면 35㎛ 이상 400㎛ 이하의 범위 내의 매우 얇은 두께로 할 수 있다. 이러한 구조의 폴리이미드 테이프(70)로서는, 시판품을 이용하는 것도 가능하고, 예를 들면, 주식회사 테라오카 제작소 제품인 카프톤 테이프(카프톤은 등록 상표) 등을 이용할 수 있다.
본 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서는, 스페이서(60C)로서 점착층(70B)을 갖는 폴리이미드 테이프(70)를 이용하는 것에 의해, 스페이서(60C)의 위치 어긋남이 생기기 어렵다. 그 때문에, 덮개 부재(13)의 지지부(13a)에 설치 홈(132)을 마련하지 않고 스페이서(60C)를 점착할 수 있다. 따라서, 설치 홈의 가공에 요하는 공정을 삭감할 수 있음과 아울러, 설치 홈에 기인하는 파티클이나 금속 콘태미네이션의 발생 확률을 저감할 수 있다. 또, 본 실시 형태에 있어서도, 필요에 따라, 제 1~제 4 실시 형태와 같은 설치 홈(132)을 마련하고, 거기에 스페이서(60C)를 배치하더라도 좋다.
또한, 스페이서(60C)는, 유전체판(28)의 하면과 덮개 부재(13)의 지지부(13a)의 상면 중 어느 면에 점착하더라도 좋다. 스페이서(60C)를 구성하는 폴리이미드 필름층(70A)의 표면의 상처나 마모를 억제함에 있어, 지지부(13a)의 상면에 점착층(70B)을 접촉시켜 스페이서(60C)를 점착하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에 의하면, 제 1~제 4 실시 형태의 플라즈마 처리 장치와 마찬가지로, 스페이서(60C)에 의해서 덮개 부재(13)의 지지부(13a)와 유전체판(28) 사이에 형성된 간극 d가, 바람직하게는 0.05~0.4㎜의 범위 내, 보다 바람직하게는 0.05~0.2㎜의 범위 내, 바람직하게는 0.05~0.08㎜의 범위 내로 형성되어 있다. 이 간극 d에 의해, 처리 용기(1) 내에서의 플라즈마 조사에 의해 덮개 부재(13)나 유전체판(28)이 열팽창하거나 유전체판(28)에 일그러짐이 발생하더라도, 덮개 부재(13)의 지지부(13a)와 유전체판(28)이 접촉하여, 갈리는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 유전체판(28)이 파손되거나 갈림에 의해 파티클이 발생하거나 하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 특히 본 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서는, 스페이서(60C)로서 점착층(70B)을 가지는 폴리이미드 테이프(70)를 이용하는 것에 의해서, 위치 어긋남이 생기기 어렵고, 설치 홈(132)을 마련하지 않더라도 소정의 위치에 점착하여 위치 결정할 수 있다. 따라서, 설치 홈의 가공 공정이 불필요하게 된다.
또한, 본 실시 형태에서도 제 2 실시 형태와 마찬가지로, 2중 O링 구조를 채용하도록 하더라도 좋다. 즉, 도 16 및 도 17에 나타낸 바와 같이, 스페이서(60C)로서의 폴리이미드 테이프(70)와, 진공 밀봉성이 높은 O링(29a)과, 플라즈마 내성이 높은 O링(29b)을, 외측으로부터 내측(진공측)으로 이 순서로 배치할 수 있다. 이러한 구성에 의해서, 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 접촉에 의한 파손이나 파티클의 발생을 방지하면서, O링(29a)의 열화를 방지하여, 진공 밀봉성을 장기간에 걸쳐 확보할 수 있다. 또, 도시는 생략하지만, 제 3 실시 형태의 도 8, 도 9에 나타내는 구성과 마찬가지로, 스페이서(60C)로서의 폴리이미드 테이프(70)를 간헐적으로 복수 배치할 수도 있다. 폴리이미드 테이프(70)는, (2분할 이상으로 하여) 2개소 이상에 점착하는 것이 바람직하고, 예를 들면 (3분할하여) 3개소에 점착할 수 있다. 이것에 의해, 폴리이미드 테이프(70)를, 지지부(13a)의 표면에 주름이 없고, 평탄하게 점착할 수 있다. 그리고, 유전체판(28)rgj 지지부(13a)의 간극 d를 정밀도 좋게 형성할 수 있으므로, 유전체판(28)과 지지부(13a)의 접촉, 갈림이 없어, 유전체판(28)의 파손이나 파티클의 발생을 방지할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 다른 구성 및 효과는 제 1~제 3 실시 형태와 동일하다.
[제 6 실시 형태]
다음으로, 제 6 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에 대해 설명한다. 제 5 실시 형태의 플라즈마 처리 장치와의 차이는, 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 지지부(13a) 사이의 밀봉 부재의 구조뿐이므로, 제 1~제 5 실시 형태와 동일 구성 부분의 설명은 생략하고, 제 6 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에 특징적인 밀봉 부재의 구조에 대해서만 설명한다.
제 5 실시 형태의 플라즈마 처리 장치의 일 형태에서는, 덮개 부재(13)의 내주의 벽면(13c)과 유전체판(28)의 외주단의 벽면(28a) 사이에, O링보다 탄성률이 큰 재료로 이루어지는 스페이서(60C)로서 폴리이미드 테이프(70)를 이용함과 아울러, 진공 밀봉성이 높은 O링(29a)과, 플라즈마 내성이 높은 O링(29b)을 마련하였다. 본 실시 형태에서는, 밀봉 부재로서, 진공 밀봉성이 높은 재질의 부분과 플라즈마 내성이 높은 재질의 부분을 갖는 O링(80)을 1개소에 마련하였다.
도 18은 제 6 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판(28)과, 덮개 부재(13)의 지지부(13a)의 접속 부분(즉, 도 1의 A부에 대응하는 부분)을 확대해서 상세하게 나타내는 부분 단면도이다. 또한, 도 19는 제 5 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서의 유전체판(28)을 분리한 상태의, 덮개 부재(13)의 지지부(13a)의 상면을 부분적으로 확대해서 상세하게 나타내는 도면이다. 도 18 및 도 19에 나타내는 바와 같이, 제 6 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서는, O링(80)은 다른 2종의 재질이 조합되는 것에 의해서 구성되어 있다. 즉, O링(80)의 외주측의 약 절반을 이루는 부분(80A)은 진공 밀봉성이 높은 탄성 재료에 의해 형성되고, 내주측(진공측)의 약 절반을 이루는 부분(80B)은 플라즈마 내성이 높은 탄성 재료에 의해 형성되어 있다. 여기서, 진공 밀봉성이 높은 탄성 재료로서는, 예를 들면, 바이톤(등록 상표) 등으로 대표되는 불소 고무를 들 수 있다. 또한, 플라즈마 내성이 높은 탄성 재료로서는, 예를 들면 폴리테트라 플루오르 에틸렌 등의 불소계 수지를 들 수 있다.
본 실시 형태에서는, 밀봉 부재로서 진공 밀봉성이 높은 탄성 재료에 의한 부분(80A)과, 플라즈마 내성이 높은 탄성 재료에 의한 부분(80B)을 갖는 내외 2층 구조의 O링(80)을 이용하는 것에 의해, O링을 2개소에 배치하는 일없이, 1개소로의 배치로, 플라즈마에 의한 열화 방지와 진공 밀봉성의 확보가 가능하게 된다. 따라서, 부품 점수를 삭감할 수 있음과 아울러, 설치 홈의 가공에 요하는 공정을 2개소에서 1개소로 삭감할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서는, 제 1~제 4 실시 형태의 플라즈마 처리 장치와 마찬가지로, O링보다 탄성률이 큰 재료로 이루어지는 스페이서(60C)에 의해서 덮개 부재(13)의 지지부(13a)와 유전체판(28) 사이에, 간극 d가 바람직하게는 0.05~0.4㎜의 범위 내, 보다 바람직하게는 0.05~0.2㎜의 범위 내, 바람직하게는 0.05~0.08㎜의 범위 내로 형성되어 있다. 이 간극 d에 의해, 처리 용기(1) 내에서의 플라즈마 조사에 의해 덮개 부재(13)이나 유전체판(28)이 열팽창하거나 유전체판(28)에 일그러짐이 발생하더라도, 덮개 부재(13)의 지지부(13a)와 유전체판(28)이 접촉하여, 갈리는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 유전체판(28)이 파손되거나 갈림에 의해 파티클이 발생하거나 하는 것을 방지할 수 있다. 또, 제 5 실시 형태의 플라즈마 처리 장치와 마찬가지로, 스페이서(60C)로서 점착층(70B)을 갖는 폴리이미드 테이프(70)를 이용하는 것에 의해서, 위치 어긋남이 생기기 어렵고, 설치 홈(132)을 마련하지 않더라도 소정의 위치에 점착하여 위치 결정할 수 있다. 따라서, 스페이서의 설치 홈의 가공 공정이 불필요하게 된다. 또한, 스페이서(60C)로서의 폴리이미드 테이프(70)와, 내외 2층 구조의 O링(80)에서의 진공 밀봉성이 높은 탄성 재료에 의한 부분(80A)과, 플라즈마 내성이 높은 탄성 재료에 의한 부분(80B)을 외측으로부터 내측(진공측)으로 이 순서로 배치하였다. 이러한 구성에 의해서, 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 접촉에 의한 파손이나 파티클의 발생을 방지하면서, O링의 열화를 방지하여, 진공 밀봉성을 장기간에 걸쳐 확보할 수 있다.
또, 본 실시 형태에서는, 도시는 생략하지만, 제 3 실시 형태의 도 8, 도 9에 나타내는 구성과 마찬가지로, 스페이서(60C)로서의 폴리이미드 테이프(70)를 간헐적으로 복수 배치할 수도 있다. 폴리이미드 테이프(70)는, (2분할 이상으로 하여) 2개소 이상으로 부착하는 것이 바람직하고, 예를 들면 (3분할하여) 3개소에 부착할 수 있다. 이것에 의해, 폴리이미드 테이프(70)를 지지부(13a)의 단차부 표면에 주름이 없이 평탄하게 부착할 수 있다. 그리고, 유전체판(28)과 지지부(13a)의 간극 d를 정밀도 좋게 형성할 수 있으므로, 유전체판(28)과 지지부(13a)의 접촉, 갈림이 없어, 유전체판(28)의 파손이나 파티클의 발생을 방지할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 다른 구성 및 효과는 제 1~3, 5의 실시 형태와 동일하다.
[제 7 실시 형태]
다음으로, 본 발명의 제 7 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 플라즈마 처리 장치는, 처리 용기(1)의 내부를 보기 위한 관찰창으로서의 뷰 포트를 구비하고 있다는 점에서, 상기 제 1~제 6 실시 형태의 플라즈마 처리 장치와 상이하다. 즉, 뷰 포트를 제외하면, 본 실시 형태의 플라즈마 처리 장치는, 상기 제 1~제 6 실시 형태의 플라즈마 처리 장치 중 어느 하나의 특징을 그대로 구비하고 있다. 이하, 제 1~제 6 실시 형태와 동일한 구성의 설명은 생략하고, 제 7 실시 형태의 플라즈마 처리 장치의 특징적 부분에 대해 설명한다.
도 27은 본 실시 형태의 플라즈마 처리 장치(101)의 구성예를 나타내는 개략 단면도이다. 플라즈마 처리 장치(101)는 처리 용기(1) 내의 플라즈마 생성 공간 S의 상태를 외부로부터 확인하기 위한 뷰 포트(200)를 구비하고 있다. 도 28은 도 27의 플라즈마 처리 장치에서의 뷰 포트(200)의 구성 부재를 확대하여 나타내는 분해 사시도이다. 도 29는 뷰 포트(200)의 수평 방향의 확대 단면도이다. 본 실시 형태의 플라즈마 처리 장치(101)의 측벽(1b)에는, 관찰용 개구부로서의 개구(201)가 형성되어 있다. 개구(201) 내에는, 창 부재(210)의 일부분인 돌출부(211)가 삽입되어 있다. 그리고, 창 부재(210)는, 처리 용기(1)의 외측으로부터, 고정 부재로서의 고정 플레이트(220)에 의해서 고정되어 있다. 또, 측벽(1b)의 개구(201)에 대응하는 위치에는, 라이너(7)에도 개구가 마련되어 있다.
창 부재(210)는, 예를 들면 석영 등의 투명한 재질에 의해 형성되어 있다. 창 부재(210)는, 처리 용기(1)의 개구(201) 내에 삽입되는 돌출부(211)와, 해당 돌출부(211)와 일체를 이루고, 플랜지 형상으로 확대된 기부(基部)(213)를 갖고 있다. 도 28에 나타내는 바와 같이, 창 부재(210)의 돌출부(211)는 판 형상의 기부(213)에 대해 직교하는 방향으로 돌출되어 있다. 돌출부(211)의 선단면(211a)은 활 형상으로 만곡되어 있다. 이 선단면(211a)의 만곡은, 도 29에 나타내는 바와 같이, 원통 형상을 이루는 처리 용기(1)의 측벽(1b)의 내주면(1bIN)의 만곡과 동일한 곡률로 형성되어 있다. 또한, 돌출부(211)의 돌출량은 처리 용기(1)의 측벽(1b)의 두께를 고려해서 정해져 있다. 또, 돌출부(211)의 형상(폭 및 두께)과 크기(체적)는 측벽(1b)의 개구(201)의 형상(폭 및 높이)과 크기(공간의 용적)와 거의 일치하도록 정밀 가공되어 있다. 즉, 창 부재(210)가 장착된 상태에서, 상기 돌출부(211)와 측벽(1b)의 개구(201)의 내면은, 돌출부(211)를 개구(201)에 삽입할 수 있는 범위 내의 클리어런스를 갖고, 가능한 한 간극없이 감합되도록 형성되어 있다. 그 클리어런스는, 플라즈마가 개구(201) 내에 들어가지 못하는 범위이며, 예를 들면, 0.1㎜~2㎜의 범위 내가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5㎜~1㎜의 범위 내이다.
판 형상을 이루는 고정 플레이트(220)는, 예를 들면 알루미늄, 스테인레스 등의 금속에 의해, 창 부재(210)의 기부(213)보다 한층 크게 형성되어 있다. 고정 플레이트(220)는, 창 부재(210)의 기부(213)가 감입되는 오목부(221)와, 해당 오목부(221)에 마련된 관통 개구(223)를 갖고 있다. 고정 플레이트(220)는, 그 오목부(221)에 창 부재(210)의 기부(213)를 감입하도록 하고, 창 부재(210)를 처리 용기(1)의 측벽(1b)에 외측으로부터 꽉 눌러 고정한다. 고정 플레이트(220)는 임의의 부위에서 예를 들면 나사에 의해 측벽(1b)에 고정되어 있다. 도 28에서는, 고정 플레이트(220)의 4코너에 형성된 나사 구멍(225)을 도시하고 있지만, 이 위치나 수로 한정되는 것은 아니다. 관통 개구(223)의 크기는, 처리 용기(1) 내를 보기 가능한 사이즈를 확보하고, 또한 창 부재(210)의 고정을 확실히 행하기 위해서, 창 부재(210)의 기부(213)보다 작게 형성되어 있다. 이 관통 개구(223)로부터, 투명한 창 부재(210)를 거쳐서, 처리 용기(1) 내를 보기 가능하게 되어 있다. 고정 플레이트(220)를 이용하는 것에 의해서, 창 부재(210)를 처리 용기(1)에 확실히 고정하고, 플라즈마가 처리 용기(1)의 밖으로 누설되지 않도록 밀봉한다.
도 29에 나타내는 바와 같이, 처리 용기(1)의 측벽(1b)에는, 개구(201)를 둘러싸도록 홈(203)이 형성되어 있다. 이 홈(203) 내에는, 밀봉 부재로서의 O링(205)이 감입되어 있다. 창 부재(210)는, 돌출부(211)가 측벽(1b)의 개구(201) 내에 삽입된 상태에서, 고정 플레이트(220)에 의해서 측벽(1b)측에 눌러붙여지기 때문에, 개구(201)의 주위의 O링(205)에 의해서, 개구(201)의 기밀성이 유지된다.
여기서, 종래의 플라즈마 처리 장치와의 대비에 의해서, 본 실시 형태의 플라즈마 처리 장치의 메리트를 설명한다. 종래의 플라즈마 처리 장치에서는, 처리 용기(1)의 개구를 외측(대기측)으로부터 덮도록 석영 등의 재질의 평판 형상의 창 부재를 장착하고, 뷰 포트를 형성하고 있었다. 개구의 주위에서는, 평판 형상의 창 부재와의 사이에 O링이 배설되어 밀봉되고, 기밀성이 유지되고 있었다. 그러나, 이러한 종래의 뷰 포트의 구조에서는, 처리 용기 내에서 생성한 플라즈마가, 개구 내로 들어가고, 또한, 밀봉부의 O링의 위치까지 용이하게 돌아들어가, O링에 데미지를 주어 파티클을 발생시키거나 O링의 교환 수명이 짧아지거나 한다고 하는 문제가 있었다.
상기 문제에 대해서, 본 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서는, 창 부재(210)가 돌출부(211)를 구비하고 있으며, 해당 돌출부(211)의 크기는 측벽(1b)의 개구(201)의 크기와 거의 일치한다. 즉, 개구(201)와 돌출부(211)는 약간의 클리어런스로 거의 간극없이 감합된다. 그 때문에, 처리 용기(1) 내의 플라즈마 생성 공간 S로부터, 개구(201)의 외측의 O링(205)의 배치 위치까지 플라즈마가 돌아들어가는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 즉, 창 부재(210)의 돌출부(211)는 개구(201) 내에 플라즈마가 침입하는 것을 방지하는 작용을 갖고 있다. 따라서, 개구(201)를 거쳐서 플라즈마가 밀봉부로 돌아들어가, O링(205)가 데미지를 받아 열화되어 파티클을 발생시키거나 교환 시기가 당겨지거나 하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 돌출부(211)의 선단면(211a)은 원통 형상을 이루는 처리 용기(1)의 측벽(1b)의 내주면(1bIN)의 만곡에 맞추어 동일한 곡률로 형성되어 있다. 이러한 특징적 형상에 의해, 창 부재(210)를 측벽(1b)에 장착한 상태에서, 측벽(1b)의 내주면(1bIN)과 창 부재(210) 사이에는 단차가 생기지 않는다. 이와 같이, 단차가 없기 때문에, 처리 용기(1) 내의 플라즈마 생성 공간 S에서 발생하는 플라즈마로의 영향, 예를 들면 플라즈마의 확산이나 분포가 바뀌어 플라즈마 밀도가 변화하는 것을 방지할 수 있다. 이것에 의해, 처리 용기(1) 내의 피처리체에 대해, 균일하고 안정된 플라즈마 처리가 가능해진다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 플라즈마 처리 장치(101)에 의하면, 뷰 포트(200)로부터의 파티클의 발생을 저감할 수 있다. 그리고, 본 실시 형태의 뷰 포트(200)의 구성을 제 1~제 6 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에 적용하는 것에 의해서, 처리 용기(1) 내에서의 파티클의 발생을 종합적으로 보다 확실히 방지할 수 있고, 또한, 안정된 플라즈마를 생성하여 플라즈마 처리를 행할 수 있기 때문에, 신뢰성이 높은 반도체 프로세스를 실현할 수 있다. 본 실시 형태에 있어서의 다른 구성 및 효과는 제 1~6 실시 형태와 동일하다.
[마모 시험]
다음으로, 제 5 및 제 6 실시 형태의 플라즈마 처리 장치에서 이용하는 폴리이미드 테이프(70)에 대해, 내구성을 평가한 마모 시험의 결과에 대해서 설명한다. 도 20(a) 및 도 20(b)에 나타낸 바와 같이, 덮개 부재(13)의 지지부(13a)에 보고 판단한 금속제의 블록(90)과, 유전체판(28)에 보고 판단한 가동식의 석영 플레이트(91)를 구비한 평가 장치를 준비하였다. 그리고, 블록(90) 또는 석영 플레이트(91) 중 어느 한쪽에 두께 80㎛의 폴리이미드 테이프(70)를 부착하였다. 또, 폴리이미드 테이프(70)로서, 주식회사 테라오카 제작소 제품의 카프톤 테이프(카프톤은 등록 상표)를 사용하였다.
도 20(a)는 폴리이미드 테이프(70)의 점착층(70B)을 블록(90)에 점착한 상태를 나타내고, 도 20(b)는 폴리이미드 테이프(70)의 점착층(70B)을 석영 플레이트(91)에 점착한 상태를 나타내고 있다. 그리고, 블록(90)과 석영 플레이트(91)를 접근시키고, 폴리이미드 테이프(70)를 양측으로부터 면압 280000N 상당의 압력으로 압접하면서, 석영 플레이트(91)를 1왕복의 이동량 1㎜에서 도 20(a), 20(b) 중의 좌우 방향으로 6만회 왕복 이동시켰다. 3개의 샘플에 대해서, 시험 중의 폴리이미드 테이프(70)의 두께를 측정함과 아울러, 표면 거칠기 측정기(미트트요사 제품 SJ301)를 이용하여 폴리이미드 테이프(70)의 표면 거칠기를 측정하였다.
석영 플레이트(91)의 이동 회수와 폴리이미드 테이프(70)의 두께의 관계를 도 21 및 도 22에 나타내었다. 도 21은 폴리이미드 테이프(70)의 점착층(70B)을 블록(90)에 붙인 경우의 결과이고, 도 22는 폴리이미드 테이프(70)의 점착층(70B)을 석영 플레이트(91)에 붙인 경우이다. 도 21로부터, 폴리이미드 테이프(70)의 점착층(70B)을 블록(90)에 붙인 경우에는, 6만회의 왕복 이동 후에도, 폴리이미드 테이프(70)의 두께는 대부분 변화되어 있지 않은 것을 알 수 있다. 또한, 표면 거칠기의 측정에서도, 폴리이미드 테이프(70), 블록(90) 및 석영 플레이트(91) 중 어디에도, 표면에 상처, 표면 거칠음 등은 생기지 않았었다. 한편, 도 22로부터, 폴리이미드 테이프(70)의 점착층(70B)을 석영 플레이트(91)에 붙인 경우에는, 1만회 정도의 왕복 이동으로 폴리이미드 테이프(70)의 막 두께 감소를 볼 수 있었다. 또한, 표면 거칠기의 측정에서는, 폴리이미드 테이프(70) 및 블록(90)의 표면에 손상 상처가 확인되어, 파티클의 발생이 염려되었다.
이상의 결과로부터, 제 5 및 제 6 실시 형태에 있어서, 스페이서(60C)로서 사용하는 폴리이미드 테이프(70)는 유전체판(28)보다, 덮개 부재(13)의 지지부(13a)에 붙이는 것이 바람직한 것이 확인되었다.
[질화 런닝 시험]
다음으로, 제 5 및 제 6 실시 형태와 동일한 구성의 플라즈마 처리 장치를 이용하여 30,000매의 웨이퍼 W에 대해서, 플라즈마 질화 처리를 행한 런닝 시험의 결과에 대해 설명한다. 본 런닝 시험에서는, 웨이퍼 W간의 질소 농도의 균일성, 파티클 수, 콘태미네이션, 유전체판과 덮개 부재의 지지부의 간극에 대해 평가하였다. 웨이퍼 W 표면의 실리콘에 대한 플라즈마 질화 처리의 조건은 처리 압력; 30Pa, Ar 유량; 660mL/min(sccm), N2 유량; 200mL/min(sccm), 마이크로파 파워; 1950W, 처리 온도 500℃, 처리 시간 50초로 실시하였다. 또한, 폴리이미드 테이프(70)로서는, 주식회사 테라오카 제작소 제품의 카프톤 테이프(카프톤은 등록 상표; 두께 80㎛)를 사용하였다.
우선, 30,000매의 웨이퍼 W에 대한 처리 전과 후에서의 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 지지부(13a)의 간극 d를 계측하였다. 그 결과, 간극 d는 처리 전이 80.4㎛, 처리 후가 80.9㎛이었다. 따라서, 폴리이미드 테이프(70)를 개재시키는 것에 의해서, 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 지지부(13a)의 간극 d는 장기간에 걸쳐 거의 일정하게 유지될 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
도 23에, 웨이퍼 W간의 질소 농도의 균일성의 결과를 나타내었다. 이 결과로부터, 30,000매의 처리에서, 질소 농도는 거의 0.2~0.4[atom%] 사이에 안정하게 추이하고 있어, 웨이퍼 W간의 처리의 균일성이 인식되었다.
도 24에, 파티클 카운터에서 계측한 0.12㎛ 이상의 크기의 파티클 수의 추이를 나타냈다. 이 결과로부터, 30,000매의 처리를 통해, 검출된 파티클 수는 거의 5개 이하였다. 폴리이미드 테이프(70) 자체 혹은 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 지지부(13a)의 갈림에 기인하는 파티클의 발생은 인식되지 않았다. 또, 15,000매째의 계측 결과에서 10개 이상의 파티클이 검출되고 있지만, 이것은 측정 오차일 가능성이 높다고 생각된다.
도 25 및 도 26에, Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Ni, Co, Zn, 및 Cu에 의한 콘태미네이션의 결과를 나타냈다. 이 결과로부터, 30,000매의 처리를 통해, 처리 매수가 증가하면 콘태미네이션도 증가한다고 하는 상관 관계는 인정되지 않았다. 이것은, 폴리이미드 테이프(70)를 개재시키는 것에 의해서, 유전체판(28)과 덮개 부재(13)의 지지부(13a)의 갈림이 방지된 결과, 덮개 부재(13)로부터의 콘태미네이션의 발생이 억제되었기 때문이라고 생각된다.
이상, 본 발명의 실시 형태를 예시의 목적으로 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 제약되지 않고 여러 가지의 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시 형태에서는, RLSA 방식의 플라즈마 처리 장치(100)를 사용했지만, 다른 방식의 플라즈마 처리 장치를 이용하더라도 좋고, 예를 들면 유도 결합 플라즈마(ICP), 표면파 플라즈마(SWP) 등의 방식의 플라즈마 처리 장치를 이용하더라도 좋다.
또, 상기 실시 형태에서는, 반도체 웨이퍼를 피처리체로 하는 플라즈마 질화 처리를 예로 들어 설명했지만, 피처리체로서의 기판은, 예를 들면 FPD(플랫 패널 디스플레이)용의 기판이나 태양 전지용 기판 등이더라도 좋다.
본 국제 출원은 2010년 3월 31일에 출원된 일본 특허 출원 제2010-81984호 및 2010년 9월 30일에 출원된 일본 특허 출원 제2010-221270호에 근거하는 우선권을 주장하는 것이며, 이들 출원의 모든 내용을 여기에서 원용한다.

Claims (23)

  1. 내부에 플라즈마 처리 공간을 갖고, 상부가 개구된 처리 용기와,
    상기 플라즈마 처리 공간의 상부를 막는 유전체판과,
    상기 처리 용기의 상부에 배치됨과 아울러, 상기 유전체판의 외주부(外周部)를 지지하는 고리 형상의 지지부를 갖는 덮개 부재와,
    상기 지지부와 상기 유전체판 사이에 마련되고, 상기 플라즈마 처리 공간을 밀폐하기 위한 밀봉 부재와,
    상기 밀봉 부재의 외주측에 마련되고, 상기 지지부와 상기 유전체판 사이에 간극을 형성하는 스페이서
    를 구비하되,
    상기 스페이서는 불소계 수지 또는 폴리이미드계 수지로 형성되어 있고,
    상기 스페이서에 의해 형성되는, 상기 지지부의 상면(上面)과 상기 유전체판의 하면 사이의 간극은 0.05~0.4㎜의 범위 내이며, 상기 스페이서의 탄성율은 상기 밀봉 부재의 탄성율보다 큰 200~500kgf/mm2의 범위 내이고,
    상기 밀봉 부재는, 제 1 부분과, 상기 제 1 부분의 내주측에 마련된 제 2 부분을 갖고 있고,
    상기 제 1 부분은 상기 제 2 부분보다 진공 밀봉성이 높은 재질에 의해 구성되고,
    상기 제 2 부분은 상기 제 1 부분보다 플라즈마 내성이 높은 재질에 의해 구성되어 있는
    플라즈마 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스페이서는 상기 밀봉 부재의 외주측에 간헐적으로 마련되어 있는
    플라즈마 처리 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스페이서는 폴리이미드 필름층과 점착층을 구비한 폴리이미드 테이프인
    플라즈마 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스페이서의 점착층은 상기 지지부에 점착되어 고정되어 있는
    플라즈마 처리 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 스페이서에 의해 형성되는, 상기 지지부의 상면과, 상기 유전체판의 하면 사이의 간극은 0.05~0.2㎜의 범위 내인
    플라즈마 처리 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 스페이서에 의해 형성되는, 상기 지지부의 상면과 상기 유전체판의 하면 사이의 간극은 0.05~0.08㎜의 범위 내인
    플라즈마 처리 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 스페이서와 상기 밀봉 부재의 간격은 1~10㎜의 범위 내인
    플라즈마 처리 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 덮개 부재의 내주의 벽면과 상기 유전체판의 외주 측벽 사이에는, 0.1~1㎜의 범위 내의 간극이 형성되어 있는
    플라즈마 처리 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 스페이서에 의해, 상기 유전체판이 수평 방향으로 위치 결정되어 있는
    플라즈마 처리 장치.
  16. 내부에 플라즈마 처리 공간을 갖고, 상부가 개구된 처리 용기와,
    상기 플라즈마 처리 공간의 상부를 막는 유전체판과,
    상기 처리 용기의 상부에 배치됨과 아울러, 상기 유전체판의 외주부를 지지하는 고리 형상의 지지부를 갖는 덮개 부재와,
    상기 지지부와 상기 유전체판 사이에 마련되고, 상기 플라즈마 처리 공간을 밀폐하기 위한 밀봉 부재와,
    상기 밀봉 부재의 외주측에 마련되고, 상기 지지부와 상기 유전체판 사이에 간극을 형성하는 스페이서
    를 구비하며,
    상기 스페이서에 의해 형성되는, 상기 지지부의 상면과 상기 유전체판의 하면 사이의 간극은 0.05~0.2㎜의 범위 내이며, 상기 스페이서의 탄성율은 상기 밀봉 부재의 탄성율보다 큰 200~500kgf/mm2의 범위 내이고,
    상기 밀봉 부재는, 제 1 부분과, 상기 제 1 부분의 내주측에 마련된 제 2 부분을 갖고 있고,
    상기 제 1 부분은 상기 제 2 부분보다 진공 밀봉성이 높은 재질에 의해 구성되고,
    상기 제 2 부분은 상기 제 1 부분보다 플라즈마 내성이 높은 재질에 의해 구성되어 있는 플라즈마 처리 장치를 이용하여, 피처리체를 플라즈마 처리하는
    플라즈마 처리 방법.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 스페이서에 의해 형성되는, 상기 지지부의 상면과 상기 유전체판의 하면 사이의 간극은 0.05~0.08㎜의 범위 내인
    플라즈마 처리 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 스페이서와 상기 밀봉 부재의 간격은 1~10㎜의 범위 내인
    플라즈마 처리 방법.
  21. 내부에 플라즈마 처리 공간을 갖고, 상부가 개구된 처리 용기와,
    상기 플라즈마 처리 공간의 상부를 막는 유전체판과,
    상기 처리 용기의 상부에 배치됨과 아울러, 상기 유전체판의 외주부를 지지하는 고리 형상의 지지부를 갖는 덮개 부재와,
    상기 지지부와 상기 유전체판 사이에 마련되고, 상기 플라즈마 처리 공간을 밀폐하기 위한 밀봉 부재와,
    상기 밀봉 부재의 외주측에 마련되고, 상기 지지부와 상기 유전체판 사이에 간극을 형성하는 스페이서와,
    상기 처리 용기의 내부를 보기 위한 관찰창
    을 구비하되,
    상기 관찰창은 상기 처리 용기의 측벽에 형성된 관찰용 개구부 내에 삽입되는 돌출부를 구비한 투명한 창 부재와,
    상기 창 부재를 외부로부터 고정하는 고정 부재와,
    상기 관찰용 개구부의 주위에서 상기 처리 용기의 측벽과 상기 창 부재 사이를 기밀하게 밀봉하는 밀봉 부재를 갖고,
    상기 관찰용 개구부의 내면과 상기 돌출부의 표면은 상기 돌출부를 상기 관찰용 개구부에 삽입할 수 있는 범위 내의 클리어런스로 간극없이 감합되도록 형성되어 있고,
    상기 돌출부를 상기 관찰용 개구부에 삽입하는 것에 의해 상기 창 부재를 상기 처리 용기의 측벽에 장착하고,
    상기 돌출부의 표면과 상기 관찰용 개구부의 내면의 클리어런스는 0.1㎜~2㎜의 범위 내이며, 상기 스페이서의 탄성율은 상기 밀봉 부재의 탄성율보다 큰 200~500kgf/mm2의 범위 내이고,
    상기 밀봉 부재는, 제 1 부분과, 상기 제 1 부분의 내주측에 마련된 제 2 부분을 갖고 있고,
    상기 제 1 부분은 상기 제 2 부분보다 진공 밀봉성이 높은 재질에 의해 구성되고,
    상기 제 2 부분은 상기 제 1 부분보다 플라즈마 내성이 높은 재질에 의해 구성되어 있는
    플라즈마 처리 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 돌출부의 선단면은 상기 처리 용기의 측벽의 내벽면의 형상에 맞추어 만곡되어 형성되어 있는
    플라즈마 처리 장치.
  23. 삭제
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