KR101718182B1 - Plasma processing apparatus, plasma producing apparatus, antenna structure, and plasma producing method - Google Patents
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Abstract
장치의 구성을 간소화할 수 있음과 아울러, 플라즈마의 생성 효율의 저하를 방지할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공한다.
플라즈마 처리 장치(10)는, 챔버(11)와, 해당 챔버(11)의 내부에 배치되고 기판 S를 탑재하는 탑재대(12)와, 챔버(11)의 외부에서 탑재대(12)와 대향하도록 배치되고 고주파 전원(26)에 접속되는 ICP 안테나(13)와, ICP 안테나(13)와 대향하는 챔버(11)의 벽부를 구성하고, 탑재대(12) 및 ICP 안테나(13)의 사이에 개재되는, 도전체로 이루어지는 창 부재(14)와, 창 부재(14)에 양단이 접속되는 도선(28)을 구비하며, 창 부재(14) 및 도선(28)은 폐회로를 형성하고, 도선(28)은 콘덴서(29)를 가진다.A plasma processing apparatus capable of simplifying the configuration of the apparatus and preventing deterioration of plasma generation efficiency is provided.
The plasma processing apparatus 10 includes a chamber 11, a mounting table 12 disposed inside the chamber 11 to mount the substrate S thereon, And an ICP antenna 13 connected to the RF power supply 26 and a wall portion of the chamber 11 opposed to the ICP antenna 13 and constituting a wall portion between the mounting table 12 and the ICP antenna 13 A window member 14 made of a conductive material and a lead wire 28 having both ends connected to the window member 14. The window member 14 and the lead wire 28 form a closed circuit, Has a capacitor (29).
Description
본 발명은 ICP(Inductive Coupling Plasma) 안테나를 이용하여 플라즈마를 생성하는 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 생성 장치, 안테나 구조체, 및 플라즈마 생성 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a plasma processing apparatus, a plasma generating apparatus, an antenna structure, and a plasma generating method for generating a plasma using an ICP (Inductive Coupling Plasma) antenna.
챔버와, 챔버 밖에 배치된 ICP(Inductive Coupling Plasma) 안테나를 구비하는 플라즈마 처리 장치에서는, ICP 안테나와 대향하는 챔버의 천정부가 유전체, 예를 들면, 석영으로 이루어지는 유전체창에 의해서 구성된다. 이 플라즈마 처리 장치에서는, 고주파 전원에 접속된 ICP 안테나를 고주파 전류가 흐르고, 해당 고주파 전류는 ICP 안테나에 자력선을 발생시킨다. 발생한 자력선은 유전체창을 투과하여 챔버 내에서 ICP 안테나를 따라 자계를 발생시킨다. 해당 자계가 시간적으로 변화하면 유도 전계를 일으키고, 해당 유도 전계에 의해서 가속된 전자가 챔버 내에 도입된 처리 가스의 분자나 원자와 충돌하여 플라즈마가 생긴다. 유도 전계는 ICP 안테나를 따르도록 발생되기 때문에, 챔버 내에서 플라즈마도 ICP 안테나를 따르도록 발생한다.In the plasma processing apparatus having the chamber and the ICP (Inductive Coupling Plasma) antenna disposed outside the chamber, the ceiling portion of the chamber facing the ICP antenna is constituted by a dielectric window made of a dielectric, for example, quartz. In this plasma processing apparatus, a high-frequency current flows through the ICP antenna connected to the high-frequency power source, and the high-frequency current generates a magnetic flux line to the ICP antenna. The resulting lines of magnetic force penetrate the dielectric window to generate a magnetic field along the ICP antenna in the chamber. When the magnetic field changes in time, an induced electric field is generated, and electrons accelerated by the induced electric field collide with molecules or atoms of the processing gas introduced into the chamber, and a plasma is generated. Since the induced electric field is generated along the ICP antenna, plasma also occurs in the chamber along the ICP antenna.
유전체창은 감압 환경인 챔버의 내부와 대기압 환경인 챔버의 외부를 구획하기 때문에, 압력차에 견디는 강성을 확보할 수 있는 두께가 필요하다. 또한, 챔버에 수용되어 플라즈마 처리가 실시되는 기판, 예를 들면, FPD(Flat Panel Display)의 대형화는 향후도 진전하는 것이 예상되기 때문에, 기판과 대향하는 유전체창을 대형화할 필요가 있고, 대형화되었을 때의 강성을 확보할 필요가 있으므로, 유전체창을 더 두껍게 할 필요가 있다.Since the dielectric window separates the inside of the chamber, which is the decompression environment, and the outside of the chamber, which is the atmospheric pressure environment, a thickness is required to ensure rigidity that can withstand the pressure difference. Further, since it is expected that the size of a substrate, for example, a FPD (Flat Panel Display) accommodated in the chamber and subjected to the plasma treatment, will advance in the future, it is necessary to enlarge a dielectric window opposed to the substrate, , It is necessary to make the dielectric window thicker.
그런데, 유전체창이 두꺼워지면 질수록, 유전체창의 중량은 증가하고, 또한 비용도 상승하기 때문에, 챔버의 천정부를 강성이 높고 염가의 도전체, 예를 들면, 금속으로 이루어지는 도전체창에 의해서 구성하는 것이 제안되어 있다. 도전체창에서는 금속이 자력선을 차폐하기 때문에, 해당 도전체창을 관통하는 슬릿을 마련하고, 해당 슬릿을 통해 자력선을 투과시킨다. 단, 마련되는 슬릿의 수나 크기에는 제한이 있기 때문에, 도전체창에서는 자력선의 투과 효율이 저하하고, 그 결과, 챔버 내에서 플라즈마의 생성 효율이 저하된다.However, as the thickness of the dielectric window increases, the weight of the dielectric window increases and the cost also increases. Therefore, it is proposed that the ceiling portion of the chamber is constituted by a conductor window made of a conductor having a high rigidity and an inexpensive conductor, . Since the metal shields the magnetic lines of force in the conductor window, slits penetrating the conductor window are provided and the magnetic lines of force are transmitted through the slits. However, since the number and size of the slits to be provided are limited, the transmission efficiency of magnetic lines of force is lowered in the conductive window, and as a result, the efficiency of generating plasma in the chamber is lowered.
한편, 콘덴서가 부착된 플로팅 코일을 챔버 외부로서, ICP 안테나의 근방에 마련하는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 이 플로팅 코일에는 ICP 안테나가 발생하는 자력선에 의한 전자 유도에 의해서 유도 전류가 흐르고, 해당 유도 전류는 플로팅 코일에 자력선을 발생시키고, 발생한 자력선은 유전체창을 투과하여 챔버 내에서 플로팅 코일을 따라서 자계를 발생시킨다. 즉, 챔버 내에는 ICP 안테나를 따른 자계뿐만 아니라 플로팅 코일을 따르는 자계도 발생하기 때문에, 플로팅 코일이 보조 안테나의 역할을 담당하고, 챔버 내에서 생기는 유도 전계가 강하게 되어, 그 결과, 플라즈마의 생성 효율의 저하를 방지할 수 있다.
On the other hand, it has been proposed to provide a floating coil with a capacitor on the outside of the chamber, in the vicinity of the ICP antenna (see, for example, Patent Document 1). In this floating coil, induction current flows by electromagnetic induction by the magnetic line of force generated by the ICP antenna, and the induction current generates a magnetic flux line in the floating coil. The generated magnetic flux lines penetrate the dielectric window to generate a magnetic field along the floating coil in the chamber. . That is, not only a magnetic field along the ICP antenna but also a magnetic field along the floating coil is generated in the chamber, so that the floating coil plays the role of the auxiliary antenna and the induced electric field generated in the chamber becomes strong. As a result, Can be prevented.
도전체창과 대향하는 ICP 안테나에서도, 상술한 특허문헌 1의 기술을 적용하여 유도 전계를 보강하는 것을 생각할 수 있지만, 상술한 특허문헌 1의 기술에서는, ICP 안테나나 도전체창과는 별도로 독립된 플로팅 코일을 마련할 필요가 있기 때문에, 장치의 구성이 복잡해진다고 하는 문제가 있다.In the ICP antenna opposed to the conductor window, it is conceivable to reinforce the induction field by applying the technique of the above-described
본 발명의 목적은, 장치의 구성을 간소화할 수 있음과 아울러, 플라즈마의 생성 효율의 저하를 방지할 수 있는 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 생성 장치, 안테나 구조체, 및 플라즈마 생성 방법을 제공하는 것에 있다.
It is an object of the present invention to provide a plasma processing apparatus, a plasma generating apparatus, an antenna structure, and a plasma generating method that can simplify the structure of the apparatus and prevent deterioration of plasma generation efficiency.
상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 기판을 수용하는 처리실과, 해당 처리실의 내부에 배치되고 상기 기판을 탑재하는 탑재대와, 상기 처리실의 외부에서 상기 탑재대와 대향하도록 배치되고 고주파 전원에 접속되는 유도 결합 안테나를 구비하는 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 유도 결합 안테나와 대향하는 상기 처리실의 하나의 벽부로서, 상기 처리실의 다른 벽부와 전기적으로 직접 도통되지 않는 상기 하나의 벽부를 구성하고, 또한 상기 탑재대 및 상기 유도 결합 안테나 사이에 개재되는, 도전체로 이루어지는 창 부재와, 상기 창 부재에 양단이 접속되는 도선을 구비하며, 상기 창 부재 및 상기 도선은 폐회로를 형성하고, 상기 도선은 적어도 하나의 콘덴서를 갖는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a plasma processing apparatus according to a first aspect of the present invention includes a processing chamber for accommodating a substrate, a mounting table disposed inside the processing chamber and for mounting the substrate thereon, A plasma processing apparatus comprising an inductively coupled antenna disposed to be connected to a high frequency power supply, the plasma processing apparatus comprising: a wall portion of the process chamber opposed to the inductively coupled antenna, A window member made of a conductor and interposed between the mount table and the inductively coupled antenna, and a lead wire having both ends connected to the window member, the window member and the lead wire forming a closed circuit, And the lead wire has at least one capacitor.
청구항 2에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 청구항 1에 기재된 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 폐회로의 리액턴스가 음으로 되도록 상기 콘덴서의 정전 용량이 조정되는 것을 특징으로 한다.The plasma processing apparatus according to claim 2 is characterized in that, in the plasma processing apparatus according to
청구항 3에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 청구항 1 또는 2에 기재된 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 처리실 내의 플라즈마의 분포에 따라 상기 도선 및 상기 창 부재의 접속 위치가 변경되는 것을 특징으로 한다.According to a third aspect of the present invention, in the plasma processing apparatus according to the first or second aspect, the connecting position of the lead and the window member is changed in accordance with the distribution of the plasma in the processing chamber.
청구항 4에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 창 부재는 복수의 분할편으로 분할되고, 상기 분할편의 적어도 하나에 대응하여 상기 도선이 마련되고, 상기 도선이 대응해서 마련된 상기 분할편에 상기 도선의 양단이 접속되는 것을 특징으로 한다.In the plasma processing apparatus according to claim 4, in the plasma processing apparatus according to any one of
청구항 5에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 창 부재는 복수의 분할편으로 분할되고, 상기 도선의 일단은 하나의 상기 분할편에 접속되고, 상기 도선의 타단은 다른 상기 분할편에 접속되고, 상기 하나의 분할편 및 상기 다른 분할편은 상기 도선과는 다른 도선에 의해서 접속되는 것을 특징으로 한다.The plasma processing apparatus according to claim 5 is the plasma processing apparatus according to any one of
청구항 6에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 청구항 5에 기재된 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 유도 결합 안테나는 상기 하나의 분할편에만 대향하는 것을 특징으로 한다.The plasma processing apparatus according to claim 6 is characterized in that, in the plasma processing apparatus according to claim 5, the inductively coupled antenna is opposed to only the one split piece.
청구항 7에 기재된 플라즈마 처리 장치는 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 창 부재는 복수의 분할편으로 분할되고, 상기 도선의 일단은 하나의 상기 분할편에 접속되고, 상기 도선의 타단은 다른 상기 분할편에 접속되고, 상기 하나의 분할편 및 상기 다른 분할편은 인접함과 아울러 그 사이에 배치된 유전체에 의해서 분리되고 서로 전기적으로 도통하지 않도록 직접 접촉하지 않고, 상기 하나의 분할편 및 상기 다른 분할편 사이의 상기 유전체의 일부가 얇게 형성되는 것을 특징으로 한다.The plasma processing apparatus according to claim 7 is the plasma processing apparatus according to any one of
청구항 8에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 도선은 상기 유도 결합 안테나로부터 생기는 자력선이 통과하는 통과면을 형성하도록 감겨지는 것을 특징으로 한다.The plasma processing apparatus according to claim 8 is characterized in that, in the plasma processing apparatus according to any one of
청구항 9에 기재된 플라즈마 처리 장치는, 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 콘덴서는 용량 가변 콘덴서이고, 상기 처리실 내의 플라즈마의 밀도 및 밀도 분포의 적어도 한쪽에 따라 상기 콘덴서의 정전 용량이 조정되는 것을 특징으로 한다.The plasma processing apparatus according to claim 9 is the plasma processing apparatus according to any one of
상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 10에 기재된 플라즈마 생성 장치는, 감압실 내에 플라즈마를 생성시키는 플라즈마 생성 장치로서, 상기 감압실의 외부에 배치되고 고주파 전원에 접속되는 유도 결합 안테나와, 해당 유도 결합 안테나 및 상기 감압실 내의 플라즈마 사이에 개재되는, 도전체로 이루어지는 창 부재와, 상기 창 부재에 양단이 접속되는 도선을 구비하며, 상기 창 부재 및 상기 도선은 폐회로를 형성하고, 상기 도선은 적어도 하나의 콘덴서를 가지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a plasma generating apparatus according to
청구항 11에 기재된 플라즈마 생성 장치는, 청구항 10에 기재된 플라즈마 생성 장치에 있어서, 상기 폐회로의 리액턴스가 음으로 되도록 상기 콘덴서의 정전 용량이 조정되는 것을 특징으로 한다.The plasma generating apparatus according to
청구항 12에 기재된 플라즈마 생성 장치는, 청구항 10 또는 11에 기재된 플라즈마 생성 장치에 있어서, 상기 창 부재는 복수의 분할편으로 분할되고, 상기 도선의 일단은 하나의 상기 분할편에 접속되고 상기 도선의 타단은 다른 상기 분할편에 접속되고, 상기 하나의 분할편 및 상기 다른 분할편은 상기 도선과는 다른 도선에 의해서 접속되는 것을 특징으로 한다.The plasma generation apparatus according to
상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 13에 기재된 안테나 구조체는, 고주파 전원에 접속되는 유도 결합 안테나를 구비하는 안테나 구조체에 있어서, 상기 유도 결합 안테나 및 상기 유도 결합 안테나에 의해 생성되는 플라즈마 사이에 개재되는, 도전체로 이루어지는 창 부재와, 상기 창 부재에 양단이 접속되는 도선을 구비하며, 상기 창 부재 및 상기 도선은 폐회로를 형성하고, 상기 도선은 적어도 하나의 콘덴서를 가지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an antenna structure according to a thirteenth aspect of the present invention is an antenna structure including an inductively coupled antenna connected to a high frequency power supply, the antenna structure comprising: A window member made of a conductive material, and a lead wire having both ends connected to the window member, wherein the window member and the lead wire form a closed circuit, and the lead wire has at least one capacitor.
청구항 14에 기재된 안테나 구조체는, 청구항 13에 기재된 안테나 구조체에 있어서, 상기 폐회로의 리액턴스가 음으로 되도록 상기 콘덴서의 정전 용량이 조정되는 것을 특징으로 한다.An antenna structure according to
청구항 15에 기재된 안테나 구조체는, 청구항 13 또는 14에 기재된 안테나 구조체에 있어서, 상기 창 부재는 복수의 분할편으로 분할되고, 상기 도선의 일단은 하나의 상기 분할편에 접속되고, 상기 도선의 타단은 다른 상기 분할편에 접속되고, 상기 하나의 분할편 및 상기 다른 분할편은 상기 도선과는 다른 도선에 의해서 접속되는 것을 특징으로 한다.The antenna structure according to
상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 16에 기재된 플라즈마 생성 방법은, 고주파 전원에 접속되는 유도 결합 안테나와, 상기 유도 결합 안테나 및 플라즈마 사이에 개재되는 도전체로 이루어지는 창 부재와, 도선을 구비하며, 상기 도선은 적어도 하나의 콘덴서를 가지는 안테나 구조체를 이용한 플라즈마 생성 방법으로서, 상기 도선의 양단을 상기 창 부재에 접속하여 폐회로를 형성하고, 상기 폐회로의 리액턴스가 음으로 되도록 상기 콘덴서의 정전 용량을 조정하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a plasma generating method according to
청구항 17에 기재된 플라즈마 생성 방법은, 청구항 16에 기재된 플라즈마 생성 방법에 있어서, 상기 콘덴서는 용량 가변 콘덴서이고, 상기 플라즈마의 밀도 및 밀도 분포 중 적어도 한쪽을 따라 상기 콘덴서의 정전 용량이 조정되는 것을 특징으로 한다.
The plasma generation method according to
본 발명에 의하면, 고주파 전원에 접속되는 유도 결합 안테나와 대향하는, 도전체로 이루어지는 창 부재에 도선의 양단이 접속되어 폐회로가 형성되고, 도선은 적어도 하나의 콘덴서를 가진다. 이것에 의해, 유도 결합 안테나로부터 발생하는 자계가 전자 유도에 의해서 폐회로에 유도 전류를 생성하고, 해당 유도 전류는 폐회로를 구성하는 창 부재를 따라 자계를 일으키게 하고, 당해 창 부재를 따라 생긴 자계가 유도 전계를 일으키게 하여, 결과적으로 플라즈마를 생성하므로, 콘덴서의 용량을 변화시켜 폐회로의 리액턴스를 조정해서 폐회로에 생성된 유도 전류를 제어하는 것에 의해, 독립된 플로팅 코일을 마련하는 일없이 플라즈마의 생성 효율의 저하를 방지할 수 있다. 즉, 장치의 구성을 간소화할 수 있음과 아울러, 플라즈마의 생성 효율의 저하를 방지할 수 있다.
According to the present invention, both ends of the conductor are connected to a window member made of a conductor, which faces the inductively coupled antenna connected to the high frequency power source, and a closed circuit is formed, and the conductor has at least one capacitor. Thereby, the magnetic field generated from the inductively coupled antenna generates an induced current in the closed circuit by electromagnetic induction, and the induced current causes a magnetic field along the window member constituting the closed circuit, and a magnetic field generated along the window member induces Thereby generating an electric field and consequently generating a plasma. Therefore, by controlling the reactance of the closed circuit by controlling the reactance of the closed circuit by changing the capacity of the capacitor, the generation efficiency of the plasma is lowered without providing an independent floating coil Can be prevented. In other words, it is possible to simplify the structure of the apparatus and to prevent the lowering of the plasma generation efficiency.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 있어서의 창 부재 및 ICP 안테나의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 있어서의 폐회로에 생성되는 유도 전류를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 폐회로의 유무와 처리 공간에서의 전자 밀도의 분포와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 2의 창 부재 및 ICP 안테나의 제 1 변형예를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 2의 창 부재 및 ICP 안테나의 제 2 변형예를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 2의 창 부재 및 ICP 안테나의 제 3 변형예를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 2의 창 부재 및 ICP 안테나의 제 4 변형예를 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 2의 창 부재 및 ICP 안테나의 제 5 변형예를 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 2의 창 부재 및 ICP 안테나의 제 6 변형예를 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 2의 창 부재 및 ICP 안테나의 제 7 변형예를 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 2의 창 부재 및 ICP 안테나의 제 8 변형예를 나타내는 사시도이다.
도 13은 도 2의 창 부재 및 ICP 안테나의 제 9 변형예를 나타내는 사시도이다.
도 14는 도 2의 창 부재 및 ICP 안테나의 제 10 변형예를 나타내는 사시도이다.
도 15는 도 2의 창 부재 및 ICP 안테나의 제 11 변형예를 나타내는 사시도이다.
도 16은 본 발명의 실시 형태에 따른 플라즈마 생성 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a perspective view schematically showing a configuration of a window member and an ICP antenna in Fig. 1. Fig.
3 is a diagram for explaining the induced current generated in the closed circuit in Fig.
4 is a graph showing the relationship between the presence or absence of a closed circuit and the distribution of the electron density in the processing space.
5 is a perspective view showing a first modification of the window member and the ICP antenna of Fig. 2;
6 is a perspective view showing a window member and an ICP antenna according to a second modification of Fig. 2;
Fig. 7 is a perspective view showing a window member and the ICP antenna of the third modification of Fig. 2;
8 is a perspective view showing a fourth variation of the window member and the ICP antenna of Fig. 2. Fig.
Fig. 9 is a perspective view showing a window member and an ICP antenna according to a fifth modification of Fig. 2;
10 is a perspective view showing a window member and an ICP antenna according to a sixth modification of Fig. 2;
11 is a perspective view showing a window member and an ICP antenna according to a seventh modification of Fig. 2;
Fig. 12 is a perspective view showing a window member and an ICP antenna according to a eighth modification of Fig. 2;
Fig. 13 is a perspective view showing a window member and an ICP antenna according to a ninth modification of Fig. 2;
14 is a perspective view showing a window member and an ICP antenna according to a tenth modification of Fig.
Fig. 15 is a perspective view showing a window member and the ICP antenna of the eleventh modification of Fig. 2;
16 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a plasma generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
우선, 본 발명의 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 대해 설명한다.First, a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1에 있어서, 플라즈마 처리 장치(10)는, 예를 들면, FPD용의 유리 기판(이하, 간단히 「기판」이라고 함) S를 수용하는 챔버(11)(처리실, 감압실)와, 해당 챔버(11)의 바닥부에 배치되고 기판 S를 상면(上面)에 탑재하는 탑재대(12)와, 챔버(11)의 외부에서 챔버(11)의 내부의 탑재대(12)와 대향하도록 배치되는 ICP 안테나(13)(유도 결합 안테나)와, 챔버(11)의 천정부를 구성하고, 탑재대(12) 및 ICP 안테나(13) 사이에 개재되는 창 부재(14)를 구비한다.1, the
챔버(11)는 대략 통 형상이고, 예를 들면, 2880㎜×3130㎜의 사이즈를 가지는 제 10 세대의 기판 S를 수용 가능하게 크기가 설정되어 있다. 챔버(11)는 배기 장치(15)를 갖고, 해당 배기 장치(15)는 챔버(11)를 진공 흡인하여 챔버(11)의 내부를 감압 환경으로 한다. 한편, 챔버(11)의 외부는 대기압 환경이고, 창 부재(14)는 챔버(11)의 내부와 외부를 구획한다. 창 부재(14)는 도전체, 예를 들면, 알루미늄 등의 금속 또는 반도체, 예를 들면, 실리콘에 의해서 구성된다.The
창 부재(14)는, 적어도 절연 부재 혹은 절연 피막(모두 도시하지 않음)을 거쳐서, 챔버(11)에 마련된 지지부(12)에 의해서 지지되고 있다. 이것에 의해, 창 부재(14)와 챔버(11)는 직접적으로 접촉하지 않아, 전기적으로 도통하지 않는다. 또한, 창 부재(14) 및 챔버(11) 사이를 격절(隔絶)하는 상기 절연 부재 혹은 절연 피막의 두께를 제어하는 것에 의해, 창 부재(14) 및 챔버(11) 사이에 유도 결합이 생기는 것을 억제할 수도 있다.The
창 부재(14)는 적어도 탑재대(12)에 탑재된 기판 S의 전면(全面)을 덮는 것이 가능한 크기를 가진다. 또, 창 부재(14)는, 후술하는 바와 같이, 복수의 분할편(35)으로 구성되어도 좋다.The
탑재대(12)는, 도전성 부재로 이루어지고, 기대로서 기능하는 직방체 형상의 서셉터(16)와 해당 서셉터(16)의 상면에 형성된 정전 척(17)을 가진다. 서셉터(16)는 급전봉(18) 및 정합기(19)를 거쳐서 고주파 전원(20)에 접속된다. 고주파 전원(20)은, 비교적 낮은 고주파 전력, 예를 들면, 13.56㎒ 이하의 고주파 전력을 서셉터(16)에 공급하고, 해당 서셉터(16)에서 바이어스 전위를 발생시킨다. 이것에 의해, 탑재대(12) 및 창 부재(14) 사이의 처리 공간 PS에서 생성되는 플라즈마 중의 이온을 탑재대(12)에 탑재되는 기판 S으로 끌어들인다.The mount table 12 has a
정전 척(17)은 전극판(21)을 내장하는 유전성 부재로 이루어지고, 해당 전극판(21)에는 직류 전원(22)이 접속된다. 정전 척(17)은 직류 전원(22)으로부터 인가되는 직류 전압에 기인하는 정전기력에 의해서 기판 S를 탑재대(12)에 정전 흡착한다.The
챔버(11)의 측벽에는 처리 가스 도입구(23)가 마련되고, 처리 가스 공급 장치(24)로부터 공급되는 처리 가스를 챔버(11) 내에 도입한다. 단, 처리의 균일성의 관점에서는 챔버(11)의 측벽으로부터 나오지 않고 챔버(11)의 상부로부터 처리 가스를 공급하는 쪽이 바람직하기 때문에, 예를 들면, 창 부재(14)를 복수의 분할편(35)으로 구성하는 경우에는, 각 분할편(35)을 지지하는 대들보부에 가스 도입구를 마련하여도 좋다.On the side wall of the
ICP 안테나(13)는 창 부재(14)의 상면을 따라 배치되는 고리 형상의 도선 혹은 도체판으로 이루어지고, 정합기(25)를 거쳐서 고주파 전원(26)에 접속된다. 또, 본 명세서 및 특허청구범위에서, 도선과 도체판을 총칭하여 도선이라고 칭한다.The
플라즈마 처리 장치(10)에서는, 고주파 전류가 ICP 안테나(13)를 흐르고, 해당 고주파 전류는 ICP 안테나(13)에 자력선을 발생시킨다. 발생한 자력선은, 종래와 같이 창 부재가 유전체로 형성되어 있는 경우에는 당해 창 부재를 투과하지만, 본 실시 형태와 같이, 창 부재(14)가 도전체로 형성되어 있는 경우에는 창 부재(14)의 주연부를 통과하고, 창 부재(14)에 슬릿이 형성되어 있는 경우에는 슬릿을 통과하고, 창 부재(14)가 복수의 분할편(35)으로 구성되어 있는 경우에는 각 분할편(35)의 간격을 통과하여, 챔버(11) 내에서 자계를 구성한다. 해당 자계가 시간적으로 변화하면 유도 전계를 일으키고, 해당 유도 전계에 의해서 가속된 전자가 챔버(11) 내에 도입된 처리 가스의 분자나 원자와 충돌하여 플라즈마가 생긴다.In the
생성되는 플라즈마 중의 이온은 서셉터(16)의 바이어스 전위에 의해서 기판 S에 끌어들여져 해당 플라즈마 중의 래디컬은 이동하여 기판 S에 도달하고, 각각 기판 S으로 플라즈마 처리, 예를 들면, 물리적 에칭 처리나 화학적 에칭 처리를 실시한다.The ions in the generated plasma are attracted to the substrate S by the bias potential of the
도 2는 도 1에서의 창 부재 및 ICP 안테나의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.Fig. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of the window member and the ICP antenna in Fig. 1. Fig.
도 2에 있어서, 창 부재(14)는 직사각형을 이루고, ICP 안테나(13)는 창 부재(14)와 평행하게 배치된 직선 형상의 평행부(13a)와, 평행부(13a)의 양단으로부터 창 부재(14)에 대해 수직으로 상승하는 2개의 수직부(13b, 13c)를 가진다. 평행부(13a)는 창 부재(14)의 대각선에 부분적으로 따라 배치되고, 수직부(13b)는 정합기(25)를 거쳐서 고주파 전원(26)에 접속되고, 수직부(13c)는 접지된다. 평행부(13a) 및 수직부(13b)의 접속부(13d) 및, 평행부(13a) 및 수직부(13c)의 접속부(13e)와, 창 부재(14)와의 사이에는 절연재(27)가 배치되고, ICP 안테나(13)는 창 부재(14)로부터 절연된다.2, the
또한, 플라즈마 처리 장치(10)는, 창 부재(14)의 하나의 대각선에 관한 양 정점(頂点)(14a, 14b)에 양단이 접속되는 도선(28)을 갖고, 해당 도선(28)은 콘덴서(29)를 가진다.The
도선(28) 및 창 부재(14)는 도면 중 파선으로 나타내는 고리 형상의 폐회로(30)를 형성하지만, 폐회로(30)가 창 부재(14)와 평행한 면 내에 존재하지 않고, 폐회로(30)가 존재하는 면과 창 부재(14)가 교차하도록, 도선(28)이 양단에서 창 부재(14)와 접속된다. 또한, ICP 안테나(13)의 평행부(13a)는 창 부재(14)의 상면을 따라 배치되기 때문에, ICP 안테나(13)와 폐회로(30)는 근접한다. 또, 본 실시 형태에서는, ICP 안테나(13), 창 부재(14) 및 도선(28)이 안테나 구조체를 구성한다.The
도 3은 도 2에서의 폐회로에 생성되는 유도 전류를 설명하기 위한 도면이다.Fig. 3 is a diagram for explaining an induced current generated in the closed circuit in Fig. 2. Fig.
도 3에 있어서, ICP 안테나(13)에 고주파 전류(31)가 흐르면, 해당 고주파 전류(31)는 ICP 안테나(13)의 주위에 자력선(32)를 발생시킨다. 폐회로(30)는 ICP 안테나(13)에 근접하기 때문에, ICP 안테나(13)의 주위에 발생하는 자력선(32)은 폐회로(30)가 형성하는 고리 형상부(30a)를 통과한다. 이 때, 자력선(32)의 전자 유도에 의해서 폐회로(30)에 유도 전류(33)가 흐르고, 해당 유도 전류(33)는 고리 형상부(30a)를 통과하는 자력선(이하, 「부(副)자력선」이라고 함)(34)을 발생시킨다.3, when the high-frequency current 31 flows through the
본 실시 형태에서는, 자력선(32)이 창 부재(14)의 주연부를 통과하는 등하여 처리 공간 PS에서 자계(이하, 「주(主)자계」라고 함)를 발생시키지만, 자력선(32)은 창 부재(14)를 따라서 분포하기 때문에, 주자계도 창 부재(14)를 따라 발생한다. 또한, 부자력선(34)도 창 부재(14)의 주연부를 통과하는 등하여 처리 공간 PS에서 자계(이하, 「부자계」라고 함)를 발생시키지만, 부자력선(34)도 창 부재(14)를 따라 발생한다. 따라서, 주자계와 부자계는 처리 공간 PS에서 중첩된다.In the present embodiment, the
이 때, 처리 공간 PS에서 주자계와 부자계가 역방향이면, 서로 상쇄되기 때문에, 자계에 의해서 처리 공간 PS에서 발생하는 유도 전계가 약해져, 플라즈마의 생성 효율이 저하한다.At this time, if the main system and the subsidiary system are opposite to each other in the processing space PS, they are canceled each other, so that the induction field generated in the processing space PS is weakened by the magnetic field and the plasma generation efficiency is lowered.
그래서, 본 실시 형태에서는, 주자계와 부자계의 방향을 동일한 방향으로 하기 위해서, 유도 전류(33)가 흐르는 방향을 고주파 전류(31)가 흐르는 방향과 동일하게 한다. 상술한 특허문헌 1에서 개시되어 있는 바와 같이, 폐회로(30)를 흐르는 유도 전류(33)는 하기 근사식 (1)로 나타낸다.Thus, in this embodiment, the direction in which the induction current 33 flows is made the same as the direction in which the high-frequency current 31 flows in order to orient the main system and the sub system in the same direction. As disclosed in the above-described
여기서, IIND는 유도 전류(33), M은 ICP 안테나(13) 및 폐회로(30) 사이의 상호 인덕턴스, ω는 각주파수, IRF는 고주파 전류(31), LS는 폐회로(30)의 자기 인덕턴스, CS는 콘덴서(29)의 정전 용량, LS-1/CSω는 폐회로(30)의 리액턴스이다.Where I IND is the induction current 33, M is the mutual inductance between the
상기 근사식(1)으로부터, 폐회로(30)의 리액턴스를 음으로 하면, IIND(유도 전류(33))의 부호(양 또는 음)가 IRF(고주파 전류(31))의 부호와 동일하게 되고, 유도 전류(33)가 흐르는 방향은 고주파 전류(31)가 흐르는 방향과 동일하게 되기 때문에, 본 실시 형태에서는 폐회로(30)의 리액턴스가 음으로 되도록 콘덴서(29)의 정전 용량(CS)이 조정된다. 또, 콘덴서(29)가 용량 고정 콘덴서인 경우는, 당해 콘덴서(29)를 교환하는 것에 의해 정전 용량이 조정된다.(Positive or negative) of I IND (induced current 33) is equal to the sign of I RF (high-frequency current 31) when the reactance of the closed
상술한 바와 같이, 폐회로(30)의 리액턴스를 음으로 하는 것에 의해, 유도 전류(33)가 흐르는 방향을 고주파 전류(31)가 흐르는 방향과 동일하게 하여 처리 공간 PS에서 주자계와 부자계를 동일한 방향으로 할 수 있어, 처리 공간 PS에서 발생하는 유도 전계를 강하게 할 수 있다. 그 결과, 가령, 자력선(32)이 창 부재(14)의 주연부를 통과하는 등하여 처리 공간 PS에 도달할 때에 감쇠했다고 하여도, 플라즈마의 생성 효율이 저하하는 것을 방지할 수 있다.As described above, by setting the reactance of the closed
즉, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(10)에 의하면, 독립된 플로팅 코일을 마련하는 일없이, 장치의 구성을 간소화할 수 있음과 아울러, 플라즈마의 생성 효율의 저하를 방지할 수 있다.That is, according to the
또한, 유도 전류(33)를 효율적으로 생성하기 위해서는, 상기 근사식(1)으로부터, 폐회로(30)의 리액턴스의 절대값을 작게 하는 것이 바람직하고, 콘덴서(29)의 정전 용량을 크게 하는 것이 바람직하다.In order to efficiently generate the induced current 33, it is preferable to reduce the absolute value of the reactance of the closed
도 4는 폐회로의 유무와 처리 공간에서의 전자 밀도의 분포의 관계를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing the relationship between the presence or absence of a closed circuit and the distribution of the electron density in the processing space.
본 발명자 등이, 플라즈마 처리 장치(10)에서, 절연재(27)를 제거함과 아울러 ICP 안테나(13)를 접속부(13d, 13e)로 창 부재(14)에 직접 접속하고, 창 부재(14)를 탑재대(12)와 쌍을 이루는 평행 평판 전극으로서 기능시킨 경우의 전자 밀도를 「●」으로 나타내고, 콘덴서(29)의 정전 용량을 극소로 하여 폐회로(30)의 리액턴스를 극대로 하는 것에 의해 폐회로(30)에 유도 전류(33)를 흘리지 않고, ICP 안테나(13)만을 기능시킨 경우의 전자 밀도를 「▲」으로 나타내고, 콘덴서(29)의 정전 용량을 크게 하고 폐회로(30)의 리액턴스를 작게 하는 것에 의해 폐회로(30)에 유도 전류(33)를 흘리고, ICP 안테나(13)뿐만 아니라 폐회로(30)에 유도 전류(33)를 흘려 폐회로(30)도 안테나로서 기능시킨 경우의 전자 밀도를 「×」으로 나타낸다.The present inventors have found that the
창 부재(14)를 탑재대(12)와 쌍을 이루는 평행 평판 전극으로서 기능시킨 경우, 플라즈마가 처리 공간 PS에 균일하게 분포하여 전자 밀도도 균일해지지만, 처리 공간 PS에는 전계만이 발생하고, 자계가 발생하지 않기 때문에, 처리 공간 PS에서 전자가 가속되지 않고 처리 가스의 분자나 전자와 별로 충돌하지 않아, 결과적으로 플라즈마의 생성 효율이 저하하여, 전체적으로 전자 밀도가 낮아지는 것을 알았다.When the
또한, ICP 안테나(13)만을 기능시킨 경우, 처리 공간 PS에서 주자계가 발생하지만, 평행부(13a)는 창 부재(14)의 양 정점(14a, 14b) 근방에는 존재하고 있지 않기 때문에, 주자계는 창 부재(14)의 중심부 근방에서 특히 강해져, 그 결과, 전자 밀도가 창 부재(14)의 중심부 근방에서 특히 높아지는 것을 알았다.Since the
이들에 대해, ICP 안테나(13)뿐만 아니라 폐회로(30)도 안테나로서 기능시킨 경우, 처리 공간 PS에서 주자계뿐만 아니라 부자계도 발생하기 때문에, 처리 공간 PS에서 강한 자계가 발생하여, 결과적으로 처리 공간 PS의 전체에서 전자 밀도가 높아지는 것을 알았다. 특히, 도선(28)과 창 부재(14)의 접속 위치인 양 정점(14a, 14b)은, 창 부재(14)의 주연부의 근처에 존재하고, 높은 자속 밀도로 자력선이 통과하는 것이 가능하기 때문에, 양 정점(14a, 14b)의 근방에서 부자계가 강해져, 따라서, 전자 밀도도 양 정점(14a, 14b)의 근방에서 국지적으로 높아지는 것을 알았다.On the other hand, when not only the
즉, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(10)에 의하면, ICP 안테나(13)뿐만 아니라 폐회로(30)에 유도 전류(33)를 흘려 폐회로(30)도 안테나로서 기능시키는 것에 의해, 처리 공간 PS에 강한 자계를 발생시켜 플라즈마의 생성 효율을 향상할 수 있는 것을 알았다.That is, according to the
또한, 상술한 바와 같이, 도선(28)과 창 부재(14)의 접속 위치는 높은 자속 밀도로 자력선이 통과하는 것이 가능하고, 당해 접속 위치 근방에서 부자계를 강하게 할 수 있기 때문에, 처리 공간 PS의 플라즈마의 분포에 따라 도선(28)과 창 부재(14)의 접속 위치를 변경하는 것에 의해, 처리 공간 PS에서의 플라즈마의 분포를 균일하게 할 수 있다. 예를 들면, 처리 공간 PS에서 플라즈마의 밀도를 높이고자 하는 부분에 대향하는 위치에서 도선(28)을 창 부재(14)에 접속하면, 플라즈마의 밀도를 높이고자 하는 부분에서의 부자계를 강하게 할 수 있어, 이에 따라 당해 부분에서 부자계에 의한 플라즈마의 생성 효율을 향상하여 플라즈마의 밀도를 높게 할 수 있다.Further, as described above, since the magnetic line of force can pass through the connection position between the lead 28 and the
이상, 본 발명에 대해 실시 형태를 이용하여 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.Although the present invention has been described above by using the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
예를 들면, ICP 안테나(13)의 평행부(13a)는, 창 부재(14)의 대각선을 따라 배치될 필요는 없고, 도 5에 나타내는 바와 같이, 창 부재(14)의 긴 변과 평행에 배치되어도 좋다(제 1 변형예). 또한, 도선(28)도 창 부재(14)의 양 정점(14a, 14b)에 접속될 필요는 없고, 창 부재(14)와 함께 형성하는 폐회로(30)의 고리 형상부(30a)를 자력선(32)이 통과 가능하면, 특별히 접속 개소는 제약되지 않는다. 예를 들면, ICP 안테나(13)의 평행부(13a)가 창 부재(14)의 긴 변과 평행하게 배치되는 경우, 도 5에 나타내는 바와 같이, 도선(28)을 창 부재(14)의 양 짧은 변(14c, 14d)에 접속하여 폐회로(30)를 창 부재(14)의 긴 변과 평행하게 형성하여도 좋다.For example, the
또, 도선(28)은 창 부재(14)의 주연부에 접속될 필요는 없고, 도 6에 나타내는 바와 같이, 폐회로(30)의 고리 형상부(30a)를 자력선(32)이 통과 가능한 한, 도선(28)을 창 부재(14)의 주연부 이외의 개소에 접속하여도 좋다(제 2 변형예). 즉, 폐회로(30)는 창 부재(14)보다 작아도 좋다. 또한, 도선(28)을 창 부재(14)의 주연부 이외의 개소에 접속하여 폐회로(30)를 작게 하는 것에 의해, 부자계를 발생시키는 범위를 한정해서 처리 공간 PS에서의 플라즈마의 분포의 국소적인 개선을 행할 수 있다.6, the
또한, ICP 안테나(13)에서의 평행부(13a)는 직선 형상으로 형성되어 있지 않아도 좋고, 예를 들면, 도 7에 나타내는 바와 같이, 감겨져 코일 형상으로 형성되어 있어도 좋고(제 3 변형예), 또, 도선(28)도, 폐회로(30)의 고리 형상부(30a)를 자력선(32)이 통과 가능하면, 예를 들면, 도 8에 나타내는 바와 같이, 자력선(32)이 통과하는 통과면(30b)을 형성하도록 감겨져 코일 형상으로 형성되어도 좋다(제 4 변형예).The
또, 폐회로(30)가 존재하는 면과 창 부재(14)는 교차할 필요는 없고, 예를 들면, 폐회로(30)가 존재하는 면과 창 부재(14)가 평행하여도 좋다(제 5 변형예). 이 경우, 도 9에 나타내는 바와 같이, 도선(28)에 의해서 고리 형상부(28a)를 형성하고, 해당 고리 형상부(28a)가 존재하는 면이 창 부재(14)로 평행하게 된다.The surface on which the closed
또한, 창 부재(14)는 복수의 분할편(35)으로 분할되고, 각 분할편(35)은 서로 유전체(도시하지 않음)에 의해서 분리되어 서로 전기적으로 도통하지 않도록 직접 접촉하지 않아도 된다(제 6 변형예). 이 경우, 도 10에 나타내는 바와 같이, 인접하는 2분할편(35)은 도선(36)(다른 도선)에 의해서 접속되어 서로 도통하고, 도선(28)의 일단(一端)은 하나의 분할편(35)에 접속되고, 도선(28)의 타단은 다른 분할편(35)에 접속된다. 특히, 하나의 분할편(35)에서는, 도선(36)이 접속되는 장소로부터 멀어진 가장자리부(35a)에 도선(28)의 일단이 접속되고, 다른 분할편(35)에서도, 도선(36)이 접속되는 장소로부터 멀어진 가장자리부(35b)에 도선(28)의 타단이 접속된다. 이것에 의해, 인접하는 2개의 분할편(35)의 배열 방향에 따른 폐회로(30)를 형성할 수 있다. 또, 도 11에 나타내는 바와 같이, 도선(36)도 콘덴서(37)를 갖고 있어도 좋다(제 7 변형예).Further, the
폐회로(30)를 구성하는 분할편(35)의 수는 2개에 한정되지 않고, 예를 들면, 처리 공간 PS에서 광범위한 부자계를 발생시키는 경우에는, 3개 이상의 분할편(35)을 조합하여 폐회로(30)를 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 복수의 분할편(35)의 조합을 변경하는 것에 의해 처리 공간 PS에서의 부자계의 분포를 임의로 조정할 수 있다.The number of the
또, 복수의 분할편(35)으로 폐회로(30)를 구성하는 경우, 폐회로(30)의 고리 형상부(30a)를 자력선(32)이 통과 가능하면, ICP 안테나(13)는 모든 분할편(35)에 대향할 필요는 없다. 예를 들면, 도 12에 나타내는 바와 같이, 도선(28)의 일단이 하나의 분할편(35)의 정부(頂部)(35c)에 접속되고, 도선(28)의 타단이 다른 분할편(35)의 정부(35d)에 접속되어 2개의 분할편(35)과 도선(28)으로 폐회로(30)를 형성하는 한편, ICP 안테나(13)가 하나의 분할편(35)에만 대향하고 있어도 좋다(제 8 변형예). 이 때, 폐회로(30)를 구성하는 다른 분할편(35)에는 유도 전류(33)가 흐르기 때문에, ICP 안테나(13)가 대향하지 않는 다른 분할편(35)에 대향하는 처리 공간 PS의 부분에도 자계를 일으키게 할 수 있다.When the
또한, 복수의 분할편(35)으로 폐회로(30)를 구성하는 경우, 도 13에 나타내는 바와 같이, 인접하는 2개의 분할편(35)의 사이의 유전체(38)의 일부(38a)를 얇게 형성하여도 좋고, 이 때, 얇게 형성된 유전체(38)의 일부(38a)의 정전 용량이 커져, 콘덴서로서 기능한다. 따라서, 도선(28)에 콘덴서(29)를 마련하는 일없이 폐회로(30)를 형성할 수 있고, 이에 따라, 폐회로(30)의 구성을 간소화하여 부품 점수를 삭감할 수 있다(제 9 변형예).13, a
또, 창 부재(14)가 복수의 분할편(35)으로 분할되는 경우, 도 14에 나타내는 바와 같이, 분할편(35)의 각각에 대응하여 도선(28)을 마련하고, 분할편(35)의 각각에 도선(28)의 각각의 양단을 접속하는 것에 의해, 분할편(35)의 각각에서 폐회로(30)를 형성하여도 좋다(제 10 변형예). 이 경우, 각 분할편(35)에 대향하는 처리 공간 PS의 부분에서의 부자계를 개별적으로 조정할 수 있고, 이에 따라, 처리 공간 PS에서의 플라즈마의 분포를 보다 미세하게 조정할 수 있다.14, when the
또, 창 부재(14)의 전면(全面)에서 균일한 플라즈마를 형성하기 위해서는 모든 분할편(35)에 대응하여 도선(28)을 마련하는 것이 바람직하지만, 처리 공간 PS의 형상(예를 들면, 비대칭 형상) 등, 플라즈마의 밀도 분포가 불균일하게 되는 요인이 있는 경우나, 의도적으로 플라즈마의 밀도 분포에 편향을 갖게 하고자 하는 경우에는, 모든 분할편(35)이 아니라, 일부의 분할편(35)에 대응하여 도선(28)을 마련하여도 좋다. 즉, 처리 공간 PS의 형상이나 플라즈마 처리의 내용 등에 따라 본 실시 형태에서는, 적어도 하나의 분할편(35)에 대응하여 도선(28)이 마련되어 있으면 좋다.In order to form a uniform plasma on the entire surface of the
또한, 창 부재(14)의 형상은 직사각형에 한정되지 않고, 예를 들면, 원형이어도 좋다. 이 경우도, 도 15에 나타내는 바와 같이, 창 부재(14)를 복수의 분할편(39)으로 분할하고, 인접하는 분할편(39)을 도선(28)이나 도선(36)으로 접속하여 폐회로가 형성된다(제 11 변형예).The shape of the
상술한 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 도선(28)이 갖는 콘덴서(29)는 용량 고정의 콘덴서이지만, 당해 콘덴서(29)를 용량 가변 콘덴서로 구성하여도 좋다. 이 경우, 처리 공간 PS 내의 플라즈마의 밀도에 따라 콘덴서(29)의 정전 용량을 조정하는 것에 의해 유도 전류(33)의 값을 변경하여, 처리 공간 PS에 생기는 부자계의 힘을 변경한다. 이것에 의해, 처리 공간 PS에서의 플라즈마의 밀도 분포를 조정할 수 있다.In the above-described
또한, 본 발명은 플라즈마의 생성 효율을 향상하기 때문에, 내부에서 기판 S에 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치(10)뿐만 아니라, 각종 용도에 이용되는 플라즈마의 플라즈마원으로서의 플라즈마 생성 장치에도 적용할 수 있다. 예를 들면, 본 발명이 적용된 플라즈마 생성 장치(40)로서는, 도 16에 나타내는 바와 같이, 도 1의 플라즈마 처리 장치(10)로부터 탑재대(12) 및 해당 탑재대(12)에 관련되는 구성요소를 제거한 것으로 되고, 예를 들면, 챔버(11)로부터 플라즈마를 취출하여 다른 개소에 공급하는 리모트 플라즈마 장치로서 이용할 수 있다.
Further, the present invention can be applied not only to the
PS: 처리 공간
S: 기판
10: 플라즈마 처리 장치
11: 챔버
12: 탑재대
13: ICP 안테나
14: 창 부재
28, 36: 도선
29: 콘덴서
30: 폐회로
35, 39: 분할편
38: 유전체
40: 플라즈마 생성 장치PS: Processing space
S: substrate
10: Plasma processing device
11: chamber
12: Mounting table
13: ICP antenna
14: window member
28, 36: conductor
29: Condenser
30: Closed circuit
35, 39:
38: Dielectric
40: Plasma generating device
Claims (17)
상기 유도 결합 안테나와 대향하는 상기 처리실의 하나의 벽부(壁部)로서, 상기 처리실의 다른 벽부와 전기적으로 직접 도통하지 않는 상기 하나의 벽부를 구성하고, 또한 상기 탑재대와 상기 유도 결합 안테나 사이에 개재되는, 도전체로 이루어지는 창 부재와,
상기 창 부재에 양단이 접속되는 도선
을 구비하되,
상기 창 부재 및 상기 도선은 폐회로를 형성하고,
상기 도선은 적어도 하나의 콘덴서를 가지며,
상기 폐회로가 상기 창 부재와 평행한 면 내에 존재하지 않고, 상기 폐회로가 존재하는 면과 상기 창 부재가 교차하고,
상기 창 부재에 유도 전류가 흐르는 것
을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
A plasma processing apparatus comprising: a processing chamber for accommodating a substrate; a mounting table disposed inside the processing chamber for mounting the substrate thereon; and an inductively coupled antenna disposed outside the processing chamber so as to face the mounting table and connected to a high- In this case,
Wherein one wall portion of the treatment chamber facing the inductively coupled antenna is constituted by the one wall portion which does not electrically conduct directly with the other wall portion of the treatment chamber and the one wall portion between the mount table and the inductively coupled antenna A window member made of a conductive material,
A lead wire to which both ends are connected to the window member
, ≪ / RTI &
Wherein the window member and the lead wire form a closed circuit,
The lead having at least one capacitor,
Wherein the closed circuit is not present in a plane parallel to the window member, the plane on which the closed circuit is present crosses the window member,
An induction current flows in the window member
And the plasma processing apparatus.
상기 폐회로의 리액턴스가 음으로 되도록 상기 콘덴서의 정전 용량이 조정되는 것
을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
The method according to claim 1,
The capacitance of the capacitor is adjusted such that the reactance of the closed circuit becomes negative
And the plasma processing apparatus.
상기 처리실 내의 플라즈마의 분포에 따라 상기 도선 및 상기 창 부재의 접속 위치가 변경되는 것
을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
The method according to claim 1,
And a connection position of the lead wire and the window member is changed according to distribution of the plasma in the treatment chamber
And the plasma processing apparatus.
상기 창 부재는 복수의 분할편으로 분할되고, 상기 분할편의 적어도 하나에 대응하여 상기 도선이 마련되고, 상기 도선이 대응하여 마련된 상기 분할편에 상기 도선의 양단이 접속되는 것
을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the window member is divided into a plurality of divided pieces, the lead is provided corresponding to at least one of the divided pieces, and both ends of the lead are connected to the divided piece provided with the corresponding lead
And the plasma processing apparatus.
상기 창 부재는 복수의 분할편으로 분할되고,
상기 도선의 일단(一端)은 하나의 상기 분할편에 접속되고, 상기 도선의 타단은 다른 상기 분할편에 접속되고, 상기 하나의 분할편 및 상기 다른 분할편은 상기 도선과는 다른 도선에 의해서 접속되는 것
을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The window member is divided into a plurality of divided pieces,
Wherein one end of the lead is connected to one of the split pieces and the other end of the lead is connected to the other split piece and the one split piece and the other split piece are connected to each other by a lead wire different from the lead wire Being
And the plasma processing apparatus.
상기 유도 결합 안테나는 상기 하나의 분할편에만 대향하는 것
을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the inductively coupled antenna is disposed opposite to the one split piece
And the plasma processing apparatus.
상기 유도 결합 안테나와 대향하는 상기 처리실의 하나의 벽부(壁部)로서, 상기 처리실의 다른 벽부와 전기적으로 직접 도통하지 않는 상기 하나의 벽부를 구성하고, 또한 상기 탑재대와 상기 유도 결합 안테나 사이에 개재되는, 도전체로 이루어지는 창 부재와,
상기 창 부재에 양단이 접속되는 도선
을 구비하되,
상기 창 부재 및 상기 도선은 폐회로를 형성하고,
상기 도선은 적어도 하나의 콘덴서를 가지며,
상기 창 부재는 복수의 분할편으로 분할되고,
상기 도선의 일단은 하나의 상기 분할편에 접속되고, 상기 도선의 타단은 다른 상기 분할편에 접속되며,
상기 하나의 분할편 및 상기 다른 분할편은 인접함과 아울러 그 사이에 배치된 유전체에 의해서 분리되어 서로 전기적으로 도통하지 않도록 직접 접촉하지 않고,
상기 하나의 분할편과 상기 다른 분할편 사이의 상기 유전체의 일부가 얇게 형성되는 것
을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
A plasma processing apparatus comprising: a processing chamber for accommodating a substrate; a mounting table disposed inside the processing chamber for mounting the substrate thereon; and an inductively coupled antenna disposed outside the processing chamber so as to face the mounting table and connected to a high- In this case,
Wherein one wall portion of the treatment chamber facing the inductively coupled antenna is constituted by the one wall portion which does not electrically conduct directly with the other wall portion of the treatment chamber and the one wall portion between the mount table and the inductively coupled antenna A window member made of a conductive material,
A lead wire to which both ends are connected to the window member
, ≪ / RTI &
Wherein the window member and the lead wire form a closed circuit,
The lead having at least one capacitor,
The window member is divided into a plurality of divided pieces,
One end of the lead is connected to one of the divided pieces, the other end of the lead is connected to the other divided piece,
The one split piece and the other split piece are separated from each other by a dielectric disposed therebetween and are not in direct contact with each other so as not to be electrically conducted to each other,
A part of the dielectric between the one split piece and the other split piece is thinly formed
And the plasma processing apparatus.
상기 도선은 상기 유도 결합 안테나로부터 생기는 자력선이 통과하는 통과면을 형성하도록 감겨지는 것
을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The conductor being wound so as to form a passing surface through which a magnetic force line generated from the inductively coupled antenna passes
And the plasma processing apparatus.
상기 콘덴서는 용량 가변 콘덴서이고, 상기 처리실 내의 플라즈마의 밀도 및 밀도 분포의 적어도 한쪽에 따라 상기 콘덴서의 정전 용량이 조정되는 것
을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the capacitor is a capacitance variable capacitor and the capacitance of the capacitor is adjusted according to at least one of a density and a density distribution of the plasma in the treatment chamber
And the plasma processing apparatus.
상기 감압실의 외부에 배치되고 고주파 전원에 접속되는 유도 결합 안테나와,
상기 유도 결합 안테나와 상기 감압실 내의 플라즈마의 사이에 개재되는, 도전체로 이루어지는 창 부재와,
상기 창 부재에 양단이 접속되는 도선
을 구비하되,
상기 창 부재 및 상기 도선은 폐회로를 형성하고,
상기 도선은 적어도 하나의 콘덴서를 가지며,
상기 폐회로가 상기 창 부재와 평행한 면 내에 존재하지 않고, 상기 폐회로가 존재하는 면과 상기 창 부재가 교차하고,
상기 창 부재에 유도 전류가 흐르는 것
을 특징으로 하는 플라즈마 생성 장치.
A plasma generating apparatus for generating plasma in a decompression chamber,
An inductively coupled antenna disposed outside the decompression chamber and connected to a high frequency power source,
A window member made of a conductor and interposed between the inductively coupled antenna and the plasma in the decompression chamber;
A lead wire to which both ends are connected to the window member
, ≪ / RTI &
Wherein the window member and the lead wire form a closed circuit,
The lead having at least one capacitor,
Wherein the closed circuit is not present in a plane parallel to the window member, the plane on which the closed circuit is present crosses the window member,
An induction current flows in the window member
And a plasma generator.
상기 폐회로의 리액턴스가 음으로 되도록 상기 콘덴서의 정전 용량이 조정되는 것
을 특징으로 하는 플라즈마 생성 장치.
11. The method of claim 10,
The capacitance of the capacitor is adjusted such that the reactance of the closed circuit becomes negative
And a plasma generator.
상기 창 부재는 복수의 분할편으로 분할되고,
상기 도선의 일단은 하나의 상기 분할편에 접속되고, 상기 도선의 타단은 다른 상기 분할편에 접속되고, 상기 하나의 분할편 및 상기 다른 분할편은 상기 도선과는 다른 도선에 의해서 접속되는 것
을 특징으로 하는 플라즈마 생성 장치.
The method according to claim 10 or 11,
The window member is divided into a plurality of divided pieces,
One end of the lead is connected to one of the divided pieces, the other end of the lead is connected to the other divided piece, and the one divided piece and the other divided piece are connected to each other by a lead wire different from the lead wire
And a plasma generator.
상기 유도 결합 안테나와 상기 유도 결합 안테나에 의해 생성되는 플라즈마의 사이에 개재되는, 도전체로 이루어지는 창 부재와,
상기 창 부재에 양단이 접속되는 도선
을 구비하되,
상기 창 부재 및 상기 도선은 폐회로를 형성하고,
상기 도선은 적어도 하나의 콘덴서를 가지며,
상기 폐회로가 상기 창 부재와 평행한 면 내에 존재하지 않고, 상기 폐회로가 존재하는 면과 상기 창 부재가 교차하고,
상기 창 부재에 유도 전류가 흐르는 것
을 특징으로 하는 안테나 구조체.
An antenna structure comprising an inductively coupled antenna connected to a high frequency power source,
A window member made of a conductor and interposed between the inductively coupled antenna and the plasma generated by the inductively coupled antenna;
A lead wire to which both ends are connected to the window member
, ≪ / RTI &
Wherein the window member and the lead wire form a closed circuit,
The lead having at least one capacitor,
Wherein the closed circuit is not present in a plane parallel to the window member, the plane on which the closed circuit is present crosses the window member,
An induction current flows in the window member
.
상기 폐회로의 리액턴스가 음으로 되도록 상기 콘덴서의 정전 용량이 조정되는 것
을 특징으로 하는 안테나 구조체.
14. The method of claim 13,
The capacitance of the capacitor is adjusted such that the reactance of the closed circuit becomes negative
.
상기 창 부재는 복수의 분할편으로 분할되고,
상기 도선의 일단은 하나의 상기 분할편에 접속되고, 상기 도선의 타단은 다른 상기 분할편에 접속되고, 상기 하나의 분할편 및 상기 다른 분할편은 상기 도선과는 다른 도선에 의해서 접속되는 것
을 특징으로 하는 안테나 구조체.
The method according to claim 13 or 14,
The window member is divided into a plurality of divided pieces,
One end of the lead is connected to one of the divided pieces, the other end of the lead is connected to the other divided piece, and the one divided piece and the other divided piece are connected to each other by a lead wire different from the lead wire
.
상기 도선의 양단을 상기 창 부재에 접속하여 폐회로를 형성하고,
상기 폐회로의 리액턴스가 음으로 되도록 상기 콘덴서의 정전 용량을 조정하고,
상기 폐회로가 상기 창 부재와 평행한 면 내에 존재하지 않고, 상기 폐회로가 존재하는 면과 상기 창 부재가 교차하고,
상기 창 부재에 유도 전류가 흐르는 것
을 특징으로 하는 플라즈마 생성 방법.
A plasma generating method using an antenna structure comprising an inductively coupled antenna connected to a high frequency power source, a window member made of a conductor interposed between the inductively coupled antenna and the plasma, and a conductor, wherein the conductor has at least one capacitor As a result,
Both ends of the lead wire are connected to the window member to form a closed circuit,
The capacitance of the capacitor is adjusted so that the reactance of the closed circuit becomes negative,
Wherein the closed circuit is not present in a plane parallel to the window member, the plane on which the closed circuit is present crosses the window member,
An induction current flows in the window member
And a plasma generating step of generating plasma.
상기 콘덴서는 용량 가변 콘덴서이고, 상기 플라즈마의 밀도 및 밀도 분포의 적어도 한쪽에 따라 상기 콘덴서의 정전 용량이 조정되는 것
을 특징으로 하는 플라즈마 생성 방법.17. The method of claim 16,
Wherein the capacitor is a capacitance variable capacitor and the capacitance of the capacitor is adjusted according to at least one of a density and a density distribution of the plasma
And a plasma generating step of generating plasma.
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