KR101828862B1

KR101828862B1 - Plasma processing apparatus and shower head

Info

Publication number: KR101828862B1
Application number: KR1020160084682A
Authority: KR
Inventors: 마사토 미나미; 료 사토; 요시히코 사사키; 아츠시 헴미
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2015-07-10
Filing date: 2016-07-05
Publication date: 2018-02-13
Also published as: TWI723031B; JP2017022356A; KR20170007137A; JP6670625B2; TW201717709A

Abstract

플라즈마에 의한 부식에 대한 내구성이 뛰어난 샤워 헤드를 제공한다. 플라즈마 처리 장치(11)에 구비되는 샤워 헤드(22)는 챔버(20) 내에 처리 가스를 토출하는 가스 토출홀(40)과 가스 토출홀(40)의 가스 토출구측에 형성된 오목부를 가지는 기재(60)와, 세라믹스 또는 스테인리스로 이루어지고, 기재(60)의 오목부에 고정된 원통 형상의 슬리브를 가지고, 슬리브의 표면과 기재(60)에 있어서 슬리브가 배치된 면이 내플라즈마 피막(63)으로 덮인 구조로 한다. 세라믹스 슬리브(61)를 이용하는 경우에는 기재(60)의 플라즈마 생성 공간(S)측의 면과 내플라즈마 피막(63)과의 사이에 하지 피막(62)을 마련한다.A shower head excellent in durability against corrosion caused by plasma is provided. The showerhead 22 provided in the plasma processing apparatus 11 includes a gas discharge hole 40 for discharging the process gas into the chamber 20 and a substrate 60 having a concave portion formed on the gas discharge hole side of the gas discharge hole 40 And a cylindrical sleeve which is made of ceramics or stainless steel and is fixed to the concave portion of the base material 60. The surface of the sleeve and the surface on which the sleeve is disposed on the base material 60 are covered with the inner plasma film 63 Covered structure. When the ceramic sleeve 61 is used, the undercoating 62 is provided between the surface of the base material 60 on the side of the plasma generating space S and the inner plasma film 63.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a plasma processing apparatus,

본 발명은 배치대에 배치된 기판에 대하여 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치와, 플라즈마 생성 공간을 개재하여 기판과 대향하도록 배치되고 플라즈마 생성 공간에 플라즈마 생성용 가스를 공급하는 샤워 헤드에 관한 것이다. The present invention relates to a plasma processing apparatus for performing a plasma process on a substrate disposed in a placement table, and a showerhead arranged to face the substrate via a plasma generation space and to supply a plasma generation gas to the plasma generation space.

플랫 패널 디스플레이(FPD)용의 패널 제조 공정에서는, 플라즈마 처리 장치를 이용하여, 글라스 기판 등의 기판에 대하여 플라즈마를 이용한 성막 처리 또는 에칭 처리, 애싱 처리 등의 미세 가공을 실시함으로써, 기판 상에 화소의 디바이스 또는 전극, 배선 등을 형성하고 있다. 플라즈마 처리 장치에서는, 예를 들면 감압 가능한 처리실의 내부에 배치된 배치대 상에 기판이 배치되고 처리실 내의 기판 상방의 공간인 플라즈마 생성 공간에 처리 가스를 공급하는 샤워 헤드가, 플라즈마 생성 공간을 개재하여 기판과 대향하도록 배치된다. 이렇게 하여, 샤워 헤드로부터 플라즈마 생성 공간으로 처리 가스를 공급하면서 플라즈마 생성 공간에 고주파 전계를 발생시킴으로써, 플라즈마 생성 공간에 플라즈마를 생성시키고 있다. In a panel manufacturing process for a flat panel display (FPD), a substrate such as a glass substrate is subjected to fine processing such as film forming, etching, or ashing using a plasma using a plasma processing apparatus, A device or an electrode, wiring, or the like of the device is formed. In the plasma processing apparatus, for example, a showerhead in which a substrate is disposed on a placement base disposed inside a process chamber that can be depressurized, and a process gas is supplied to a plasma generation space, which is a space above the substrate in the process chamber, And is arranged to face the substrate. In this manner, a plasma is generated in the plasma generating space by generating a high frequency electric field in the plasma generating space while supplying the processing gas from the showerhead to the plasma generating space.

샤워 헤드는 플라즈마에 노출되기 때문에, 플라즈마에 의한 샤워 헤드의 부식을 억제하는 기술이 다양하게 제안되고 있다. 예를 들면, 알루미늄을 모재로하는 샤워 헤드의 가스 토출홀에 알루미나 피스를 삽입하고, 샤워 헤드의 플라즈마 생성 공간측의 표면을 알루미나 코팅막에 의해 덮는 구조가 제안되고 있다(특허 문헌 1 참조). Since the showerhead is exposed to the plasma, various techniques for suppressing the corrosion of the showerhead by the plasma have been proposed. For example, there has been proposed a structure in which an alumina piece is inserted into a gas discharge hole of a shower head made of aluminum as a base material, and a surface of the showerhead on the plasma generation space side is covered with an alumina coating film (see Patent Document 1).

일본특허공개공보 평08-227874호Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-227874

그러나, 상기 특허 문헌 1에 기재된 기술과 같이, 샤워 헤드의 가스 토출홀에 알루미나 피스를 배치한 구조로 한 경우라도, 샤워 헤드의 사용 가능한 수명이 짧아지고 있다고 하는 문제가 있다. 구체적으로, 가스 토출홀에 알루미나 피스가 배치되어 있어도, 사용되는 처리 가스의 다양화 등에 수반하여, 단기간에 가스 토출홀의 플라즈마 생성 공간측의 개구부에 있어서 알루미나 피스 및 알루미나 코팅막에 부식이 생겨, 샤워 헤드의 모재가 노출되어 버린다고 하는 문제가 발생하고 있다.However, as in the technique described in Patent Document 1, there is a problem that the usable life of the showerhead is shortened even when the structure is such that the alumina piece is disposed in the gas discharge hole of the showerhead. Specifically, even when the alumina pieces are arranged in the gas discharge holes, corrosion of the alumina piece and the alumina coating film occurs in the openings on the plasma generation space side of the gas discharge holes in a short period of time, There is a problem that the base material of the base material is exposed.

이 문제에 대처하는 방법으로서, 알루미나 피스의 직경 방향의 두께를 두껍게 하는 방법이 고려된다. 그러나, 알루미나 피스의 직경 방향의 두께를 두껍게 하면, 알루미나 피스의 단면 상에 밀착성이 높은 알루미나 코팅막을 형성하는 것이 곤란해진다. 이는, 알루미나 피스의 표면은 평활도가 높고, 또한 블라스트 처리 등에 의해서도 표면을 거칠게 하는 것이 용이하지 않으며, 또한 알루미나 코팅막에 대한 습윤성도 높지 않기 때문이다. 이 때문에, 단기간에 알루미나 코팅막이 박리되어 샤워 헤드의 모재가 노출되어 버린다고 하는 문제가 발생한다.As a method for coping with this problem, a method of increasing the thickness in the radial direction of the alumina piece is considered. However, if the thickness of the alumina piece in the radial direction is increased, it becomes difficult to form an alumina coating film having high adhesion on the end face of the alumina piece. This is because the surface of the alumina piece has a high degree of smoothness, and it is not easy to roughen the surface even by blasting or the like, and the wettability to the alumina coating film is not high. For this reason, there arises a problem that the alumina coating film peels off in a short period of time and the base material of the showerhead is exposed.

본 발명의 목적은, 플라즈마에 의한 부식에 대한 내구성이 뛰어난 샤워 헤드를 제공하는 것에 있다. 또한 본 발명의 목적은, 내구성이 뛰어난 샤워 헤드를 구비하는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to provide a shower head excellent in durability against corrosion caused by plasma. It is also an object of the present invention to provide a plasma processing apparatus having a showerhead excellent in durability.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 샤워 헤드는, 플라즈마 처리 장치에 장비되는 샤워 헤드로서, 상기 샤워 헤드는 처리 가스를 토출하는 가스 토출홀과 상기 가스 토출홀의 가스 토출구측에 형성된 오목부를 가지는 기재와, 세라믹스 또는 스테인리스로 이루어지고, 상기 오목부에 고정된 원통 형상의 슬리브와, 상기 슬리브의 표면과 상기 기재에 있어서 상기 슬리브가 배치된 면을 덮는 내플라즈마 피막을 가지는 것을 특징으로 한다.In order to attain the above object, the showerhead of the present invention is a showerhead equipped in a plasma processing apparatus, wherein the showerhead has a gas discharge hole for discharging a process gas and a concave portion formed on the gas discharge port side of the gas discharge hole A cylindrical sleeve made of ceramics or stainless steel fixed to the recess, and an inner plasma coating covering the surface of the sleeve and the surface on which the sleeve is disposed.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 플라즈마 처리 장치는, 기판이 배치되는 기판 배치면을 가지는 배치대와, 상기 배치대를 내부에 수용하는 챔버와, 상기 배치대에 배치된 기판과 대향하도록 배치되고, 상기 챔버 내에 처리 가스를 공급하는 샤워 헤드와, 상기 챔버의 내부에 상기 처리 가스에 의한 플라즈마를 생성시키는 플라즈마 생성 수단을 구비하고, 상기 배치대에 배치된 기판에 대하여 상기 플라즈마에 의한 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치로서, 상기 샤워 헤드는, 상기 챔버 내에 상기 처리 가스를 토출하는 가스 토출홀과 상기 가스 토출홀의 가스 토출구측에 형성된 오목부를 가지는 기재와, 세라믹스 또는 스테인리스로 이루어지고, 상기 오목부에 고정된 원통 형상의 슬리브와, 상기 슬리브의 표면과 상기 기재에 있어서 상기 슬리브가 배치된 면을 덮는 내플라즈마 피막을 가지는 것을 특징으로 한다.In order to attain the above object, a plasma processing apparatus of the present invention is a plasma processing apparatus comprising: a placement table having a substrate placement surface on which a substrate is placed; a chamber accommodating the placement table therein; And a plasma generating means for generating a plasma by the processing gas in the chamber, wherein the processing by the plasma is performed on the substrate placed on the placing table Wherein the showerhead comprises a substrate having a gas discharge hole for discharging the process gas into the chamber and a concave portion formed at the gas discharge port side of the gas discharge hole and a ceramic or stainless steel, A cylindrical sleeve fixed to the surface of the sleeve, It characterized by having a plasma within the film that covers the surface of the bracket arrangement.

본 발명에 따르면, 샤워 헤드가 플라즈마 처리 장치에 구비된 상태에 있어서, 샤워 헤드에 마련된 가스 토출홀의 플라즈마 생성 공간측에 일정한 높이와 두께를 가지는 세라믹스 또는 스테인리스로 이루어지는 슬리브를 배치하고, 또한 샤워 헤드의 플라즈마 생성 공간측의 면에, 슬리브 및 샤워 헤드의 기재에 대하여 밀착성이 높은 내플라즈마 피막이 형성된다. 이에 의해, 플라즈마 처리에 대한 높은 내구성을 구비한 샤워 헤드를 실현할 수 있다.According to the present invention, in a state where the shower head is provided in the plasma processing apparatus, a sleeve made of ceramics or stainless steel having a certain height and thickness is disposed on the plasma generating space side of the gas discharge hole provided in the shower head, The inner plasma film having a high adhesion to the substrate of the sleeve and the shower head is formed on the side of the plasma generation space side. Thus, a showerhead having high durability against plasma processing can be realized.

도 1은 본 발명의 실시의 형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 구비하는 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 기판 처리 시스템이 구비하는 플라즈마 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은 플라즈마 처리 장치를 구성하는 샤워 헤드에 마련된 가스 토출홀의 제 1 구조예를 나타내는 단면도와, 부분적인 확대 단면도이다.
도 4는 샤워 헤드를 구성하는 내플라즈마 피막의 밀착성을, 세라믹스 슬리브와 하지 피막과의 조합으로 평가한 결과를 나타내는 도이다.
도 5는 내플라즈마 이트리아 피막을 형성한 샤워 헤드의 부분적인 구조를 나타내는 단면도이다.
도 6은 플라즈마 처리 장치를 구성하는 샤워 헤드에 마련된 가스 토출홀의 제 2 구조예 및 제 3 구조예를 나타내는 단면도이다.
도 7은 플라즈마 처리 장치를 구성하는 샤워 헤드에 마련된 가스 토출홀의 제 4 구조예 및 제 5 구조예를 나타내는 단면도이다.
도 8은 플라즈마 처리 장치를 구성하는 샤워 헤드에 마련된 가스 토출홀의 제 6 구조예를 나타내는 단면도이다.
도 9는 구성재를 변경했을 때의 샤워 헤드를 구성하는 내플라즈마 피막의 내플라즈마성을 평가한 결과를 나타내는 도이다.
도 10은 혼합재로 이루어지는 샤워 헤드를 구성하는 내플라즈마 피막의 밀착성을, 세라믹스 슬리브 및 SUS 슬리브와 하지 피막과의 조합으로 평가한 결과를 나타내는 도이다.1 is a perspective view showing a schematic configuration of a substrate processing system including a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a plasma processing apparatus included in the substrate processing system.
Fig. 3 is a partially enlarged cross-sectional view showing a first structural example of a gas discharge hole provided in a showerhead constituting a plasma processing apparatus; Fig.
Fig. 4 is a diagram showing the result of evaluating the adhesion of the inner plasma film constituting the showerhead by a combination of the ceramics sleeve and the undercoating film. Fig.
5 is a cross-sectional view showing a partial structure of a showerhead in which a plasma is formed with a tri-layer film.
6 is a cross-sectional view showing a second structure example and a third structure example of the gas discharge hole provided in the showerhead constituting the plasma processing apparatus.
7 is a cross-sectional view showing a fourth structural example and a fifth structural example of the gas discharge hole provided in the showerhead constituting the plasma processing apparatus.
8 is a cross-sectional view showing an example of a sixth structure of the gas discharge hole provided in the showerhead constituting the plasma processing apparatus.
9 is a graph showing the results of evaluating the plasma resistance of the inner plasma film constituting the showerhead when the constituent members are changed.
10 is a diagram showing the results of evaluating the adhesion of the inner plasma film constituting the shower head made of the mixed material by a combination of the ceramics sleeve, the SUS sleeve and the undercoat film.

이하에, 본 발명의 실시의 형태에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 실시의 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(11)를 구비하는 기판 처리 시스템(10)의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing a schematic structure of a substrate processing system 10 including a plasma processing apparatus 11 according to the present embodiment.

기판 처리 시스템(10)은 글라스 기판 등의 FPD용의 기판(G)에 플라즈마 처리, 예를 들면 플라즈마 에칭을 실시하는 3 개의 플라즈마 처리 장치(11)를 구비한다. 3개의 플라즈마 처리 장치(11)는 각각, 수평 단면이 다각형 형상(예를 들면, 수평 단면이 직사각형 형상)의 반송실(12)의 측면에 게이트 밸브(13)를 개재하여 연결된다. 또한, 플라즈마 처리 장치(11)의 구성에 대해서는 도 2를 참조하여 후술한다.The substrate processing system 10 includes three plasma processing apparatuses 11 for performing plasma processing, for example, plasma etching, on a substrate G for FPD such as a glass substrate. Each of the three plasma processing apparatuses 11 is connected to a side surface of a transport chamber 12 having a polygonal horizontal cross section (for example, a horizontal cross section is rectangular) via a gate valve 13. The configuration of the plasma processing apparatus 11 will be described later with reference to Fig.

반송실(12)에는 또한, 로드록실(14)이 게이트 밸브(15)를 개재하여 연결되어 있다. 로드록실(14)에는 기판 반출반입 기구(16)가 게이트 밸브(17)를 개재하여 인접 설치된다. 기판 반출반입 기구(16)에는 2 개의 인덱서(18)가 인접 설치되어 있다. 인덱서(18)에는 기판(G)을 수납하는 카세트(19)가 배치된다. 카세트(19)에는 복수 매(예를 들면 25 매)의 기판(G)을 수납할 수 있다.The load lock chamber 14 is also connected to the transfer chamber 12 via a gate valve 15. A substrate carry-in / carry-in mechanism (16) is provided adjacent to the load lock chamber (14) via a gate valve (17). Two indexers 18 are provided adjacent to the substrate carry-in / carry-in mechanism 16. The indexer 18 is provided with a cassette 19 for storing the substrate G therein. A plurality of (for example, 25) substrates G can be accommodated in the cassette 19.

기판 처리 시스템(10)의 전체적인 동작은, 미도시의 제어 장치에 의해 제어된다. 기판 처리 시스템(10)에 있어서 기판(G)에 대하여 플라즈마 에칭을 실시할 시에는, 먼저, 기판 반출반입 기구(16)에 의해 카세트(19)에 수납된 기판(G)이 로드록실(14)의 내부로 반입된다. 이 때, 로드록실(14)의 내부에 플라즈마 에칭이 완료된 기판(G)이 존재하면, 그 플라즈마 에칭이 완료된 기판(G)이 로드록실(14) 내로부터 반출되고, 미에칭의 기판(G)과 치환된다. 로드록실(14)의 내부로 기판(G)이 반입되면, 게이트 밸브(17)이 닫힌다.The overall operation of the substrate processing system 10 is controlled by a control device (not shown). The substrate G stored in the cassette 19 is first transferred to the load lock chamber 14 by the substrate carry-in / carry-out mechanism 16 when plasma etching is performed on the substrate G in the substrate processing system 10, As shown in FIG. At this time, if the substrate G on which the plasma etching is completed exists in the load lock chamber 14, the substrate G on which the plasma etching has been completed is carried out from the inside of the load lock chamber 14, . When the substrate G is carried into the load lock chamber 14, the gate valve 17 is closed.

이어서, 로드록실(14)의 내부가 정해진 진공도까지 감압된 후, 반송실(12)과 로드록실(14)의 사이의 게이트 밸브(15)가 열린다. 그리고, 로드록실(14)의 내부의 기판(G)이 반송실(12)의 내부의 반송 기구(미도시)에 의해 반송실(12)의 내부로 반입된 후, 게이트 밸브(15)가 닫힌다.Then the gate valve 15 between the transfer chamber 12 and the load lock chamber 14 is opened after the interior of the load lock chamber 14 is reduced to a predetermined degree of vacuum. After the substrate G in the load lock chamber 14 is carried into the transfer chamber 12 by a transfer mechanism (not shown) inside the transfer chamber 12, the gate valve 15 is closed .

이어서, 반송실(12)과 플라즈마 처리 장치(11)의 사이의 게이트 밸브(13)가 열리고, 반송 기구에 의해 플라즈마 처리 장치(11)의 내부로 미에칭의 기판(G)이 반입된다. 이 때, 플라즈마 처리 장치(11)의 내부에 플라즈마 에칭이 완료된 기판(G)이 있으면, 그 플라즈마 에칭이 완료된 기판(G)이 반출되고, 미에칭의 기판(G)과 치환된다. 이 후, 플라즈마 처리 장치(11)에 의해 반입된 기판(G)에 플라즈마 에칭이 실시된다.Next, the gate valve 13 between the transport chamber 12 and the plasma processing apparatus 11 is opened, and the substrate G of a non-etching process is carried into the plasma processing apparatus 11 by the transport mechanism. At this time, if there is a substrate G on which the plasma etching is completed in the plasma processing apparatus 11, the substrate G on which the plasma etching has been completed is carried out and replaced with the substrate G of the unetched substrate. Thereafter, the substrate G carried by the plasma processing apparatus 11 is subjected to plasma etching.

도 2는 플라즈마 처리 장치(11)의 개략 구성을 나타내는 단면도이다. 플라즈마 처리 장치(11)로서, 여기서는, 유도 결합형의 플라즈마 처리 장치를 나타내고 있다. 플라즈마 처리 장치(11)는 대략 직사각형 형상의 챔버(20)(처리실)와, 챔버(20) 내의 하방에 배치되고, 정부(頂部)인 기판 배치면에 기판(G)을 배치하는 대 형상의 배치대(21)와, 배치대(21)와 대향하도록 챔버(20) 내의 상방에 유전체 또는 금속으로 이루어지는 창 부재(미도시)를 개재하여 배치되는 소용돌이 형상의 도체로 이루어지는 유도 결합 안테나(50)와, 창 부재의 하방에 있어서 챔버(20) 내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급부인 샤워 헤드(22)를 구비한다. 챔버(20)의 내부에 있어서, 배치대(21)와 샤워 헤드(22)의 사이에는 플라즈마가 생성되는 플라즈마 생성 공간(S)이 형성된다.2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the plasma processing apparatus 11. As shown in Fig. As the plasma processing apparatus 11, here, an inductively coupled plasma processing apparatus is shown. The plasma processing apparatus 11 includes a substantially rectangular chamber 20 (processing chamber) and a large arrangement (not shown) disposed below the chamber 20 for arranging the substrate G on the substrate placement surface An inductively coupled antenna 50 composed of a spiral conductor disposed above the chamber 20 via a window member (not shown) made of a dielectric or metal so as to face the placement base 21 And a showerhead 22 serving as a gas supply part for supplying a process gas into the chamber 20 below the window member. A plasma generating space S in which plasma is generated is formed between the placing table 21 and the showerhead 22 inside the chamber 20.

배치대(21)는 도체로 이루어지는 서셉터(23)를 내장하고 있고, 서셉터(23)에는 바이어스용 고주파 전원(24)이 정합기(25)를 개재하여 접속되어 있다. 또한, 배치대(21)의 상부에는 층 형상의 유전체로 형성되는 정전 흡착부(26)가 배치되어 있고, 정전 흡착부(26)는 상층의 유전체층과 하층의 유전체층에 의해 개재되도록 내포된 정전 흡착 전극(27)을 가진다.The placement stand 21 houses a susceptor 23 made of a conductor and the bias high frequency power supply 24 is connected to the susceptor 23 via a matching device 25. An electrostatic adsorption portion 26 formed of a layered dielectric is disposed on the placement table 21. The electrostatic adsorption portion 26 is formed by electrostatic adsorption (electrostatic adhesion) between the upper dielectric layer and the lower dielectric layer And has an electrode 27.

정전 흡착 전극(27)에는 직류 전원(28)이 접속되어 있고, 직류 전원(28)으로부터 정전 흡착 전극(27)에 직류 전압이 인가되면, 정전 흡착부(26)는 정전기력에 의해 배치대(21)에 배치된 기판(G)을 흡착 유지한다. 바이어스용 고주파 전원(24)은 비교적 낮은 주파수의 고주파 전력을 서셉터(23)에 공급하여, 정전 흡착부(26)에 정전 흡착된 기판(G)에 직류 바이어스 전위를 발생시킨다. 또한, 정전 흡착부(26)는 판 부재로서 형성되어도 되고, 또한 배치대(21) 상에 용사막으로서 형성되어도 된다.A DC power source 28 is connected to the electrostatic adsorption electrode 27. When a DC voltage is applied to the electrostatic adsorption electrode 27 from the DC power source 28, the electrostatic adsorption unit 26 is electrostatically attracted to the stage 21 (Not shown). The bias high frequency power supply 24 supplies a relatively low frequency high frequency power to the susceptor 23 to generate a DC bias potential on the electrostatically attracted substrate G on the electrostatic adsorption portion 26. The electrostatic attraction portion 26 may be formed as a plate member, or may be formed as a thermal sprayed film on the stage 21.

배치대(21)는 배치된 기판(G)을 냉각하는 냉매 유로(29)를 내장하고 있고, 냉매 유로(29)는 전열 가스를 공급하는 전열 가스 공급 기구(30)에 접속되어 있다. 전열 가스로서는, 예를 들면 He 가스가 이용된다. 전열 가스 공급 기구(30)는 전열 가스 공급원(31)과 가스 유량 제어기(32)를 가지고, 전열 가스를 배치대(21)에 공급한다. 배치대(21)는 상부에서 개구되는 복수의 전열 가스홀(33)과, 각각의 전열 가스홀(33) 및 전열 가스 공급 기구(30)를 연통시키는 전열 가스 공급 경로(34)를 가진다. 배치대(21)에는 정전 흡착부(26)에 정전 흡착된 기판(G)의 이면과 배치대(21)의 상부와의 사이에 미소한 극간이 생기는데, 전열 가스홀(33)로부터 공급되는 전열 가스가 이 극간에 공급됨으로써, 기판(G)과 배치대(21)와의 열 전달 효율을 향상시켜 배치대(21)에 의한 기판(G)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.The placement stand 21 houses a refrigerant passage 29 for cooling the substrate G placed thereon and the refrigerant passage 29 is connected to a heat transfer gas supply mechanism 30 for supplying the heat transfer gas. As the heat transfer gas, for example, He gas is used. The heat transfer gas supply mechanism 30 has a heat transfer gas supply source 31 and a gas flow rate controller 32 and supplies the heat transfer gas to the stage 21. The stage 21 has a plurality of heat transfer gas holes 33 opened at the upper portion and a heat transfer gas supply path 34 for communicating the heat transfer gas holes 33 and the heat transfer gas supply mechanism 30 with each other. A minute gap is formed between the back surface of the substrate G electrostatically attracted to the electrostatic chucking portion 26 and the upper portion of the placement table 21 in the placement table 21, Gas can be supplied between the gaps to improve the heat transfer efficiency between the substrate G and the placement table 21 and improve the cooling efficiency of the substrate G by the placement table 21. [

샤워 헤드(22)는 배치대(21)에 배치되는 기판(G)의 전체 면에 걸쳐 대향하도록 배치되어 있고, 처리 가스 공급 기구(35)에 접속되어 있다. 처리 가스 공급 기구(35)는 처리 가스 공급원(36), 가스 유량 제어기(37) 및 압력 제어 밸브(38)를 가진다. 샤워 헤드(22)는 처리 가스 공급 기구(35)와 연통하는 버퍼(39)를 내장하고 있고, 버퍼(39)는 다수의 가스 토출홀(40)을 개재하여 플라즈마 생성 공간(S)과 연통하고 있다.The shower head 22 is disposed so as to oppose the entire surface of the substrate G disposed on the stage 21 and is connected to the process gas supply mechanism 35. The process gas supply mechanism 35 has a process gas supply source 36, a gas flow rate controller 37, and a pressure control valve 38. The showerhead 22 has a buffer 39 communicating with the process gas supply mechanism 35. The buffer 39 is in communication with the plasma generation space S via a plurality of gas discharge holes 40 have.

처리 가스 공급 기구(35)로부터 버퍼(39)로 공급된 처리 가스는, 가스 토출홀(40)로부터 플라즈마 생성 공간(S)으로 도입된다. 복수의 가스 토출홀(40)은 배치대(21)에 배치되는 기판(G)의 전체 면에 걸쳐 대향하도록 분산 배치되어 있고, 이에 의해 기판(G) 상의 플라즈마 생성 공간(S)에 균일하게 처리 가스를 도입할 수 있다. 또한, 가스 토출홀(40)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.The process gas supplied from the process gas supply mechanism 35 to the buffer 39 is introduced into the plasma generation space S from the gas discharge hole 40. The plurality of gas discharging holes 40 are dispersed and disposed so as to face over the entire surface of the substrate G disposed on the stage 21 so as to uniformly treat the plasma generating space S on the substrate G Gas can be introduced. The detailed configuration of the gas discharge hole 40 will be described later.

유도 결합 안테나(50)에는 정합기(42)를 개재하여 플라즈마 생성용 고주파 전원(41)이 접속되어 있고, 플라즈마 생성용 고주파 전원(41)은 비교적 높은 주파수의 플라즈마 생성용의 고주파 전력을 유도 결합 안테나(50)에 공급한다. 플라즈마 생성용의 고주파 전력이 공급되는 유도 결합 안테나(50)는 플라즈마 생성 공간(S)에 전계를 발생시킨다. 또한, 플라즈마 처리 장치(11)는 챔버(20)의 내부와 연통하는 배기관(43)을 구비하고, 배기관(43)을 통하여 챔버(20)의 내부의 가스를 배출하여 챔버(20)의 내부를 정해진 감압 상태로 할 수 있다.The inductively coupled antenna 50 is connected to a plasma generating high frequency power source 41 via a matching device 42. The plasma generating high frequency power source 41 is connected to the inductively coupled antenna 50 through an induction coupling And supplies it to the antenna 50. The inductively coupled antenna 50 to which high frequency power for plasma generation is supplied generates an electric field in the plasma generating space S. The plasma processing apparatus 11 has an exhaust pipe 43 communicating with the inside of the chamber 20 and exhausts the gas inside the chamber 20 through the exhaust pipe 43 to exhaust the inside of the chamber 20 The predetermined reduced pressure state can be obtained.

플라즈마 처리 장치(11)의 각 구성 요소의 동작은 기판 처리 시스템(10)의 제어 장치에 의한 통괄적인 제어 하에서, 장치 컨트롤러(44)가 정해진 프로그램을 실행함으로써 제어된다. 플라즈마 처리 장치(11)에 의해 기판(G)에 대하여 플라즈마 에칭을 실시할 시에는, 플라즈마 생성 공간(S)이 감압되고, 처리 가스가 플라즈마 생성 공간(S)으로 도입되고 또한 유도 결합 안테나(50)에 플라즈마 생성용의 고주파 전력이 공급된다. 이에 의해, 플라즈마 생성 공간(S)에 전계가 발생한다. 플라즈마 생성 공간(S)으로 도입된 처리 가스는 전계에 의해 여기되어 플라즈마가 생성되고, 플라즈마 중의 양이온은 배치대(21)를 개재하여 기판(G)에 발생하는 직류 바이어스 전위에 의해 기판(G)으로 인입되어 기판(G)에 플라즈마 에칭을 실시한다. 또한, 플라즈마 중의 라디칼은 기판(G)에 도달하여 기판(G)에 플라즈마 에칭을 실시한다.The operation of each component of the plasma processing apparatus 11 is controlled by the device controller 44 executing the predetermined program under the overall control by the control apparatus of the substrate processing system 10. [ When plasma etching is performed on the substrate G by the plasma processing apparatus 11, the plasma generating space S is depressurized and the processing gas is introduced into the plasma generating space S and the inductively coupled antenna 50 The high-frequency power for plasma generation is supplied. As a result, an electric field is generated in the plasma generating space S. The processing gas introduced into the plasma generating space S is excited by an electric field to generate a plasma and the positive ions in the plasma are introduced into the substrate G by the direct current bias potential generated on the substrate G via the stage 21, To perform plasma etching on the substrate (G). In addition, the radical in the plasma reaches the substrate G, and plasma etching is performed on the substrate G.

플라즈마 처리 장치(11)에서는, 유도 결합 안테나(50)가 기판(G)의 전체 면을 덮도록 배치되어 있고, 이에 의해, 기판(G)의 전체 면을 덮도록 플라즈마를 생성할 수 있기 때문에, 기판(G)의 전체 면에 균일하게 플라즈마 에칭을 실시할 수 있다.In the plasma processing apparatus 11, the inductively coupled antenna 50 is arranged so as to cover the entire surface of the substrate G, whereby plasma can be generated so as to cover the entire surface of the substrate G, The entire surface of the substrate G can be subjected to plasma etching uniformly.

이어서, 샤워 헤드(22)에 있어서의 가스 토출홀(40)의 구조에 대하여 설명한다.Next, the structure of the gas discharge hole 40 in the shower head 22 will be described.

도 3의 (a)는 샤워 헤드(22)에 마련된 가스 토출홀(40)의 제 1 구조예를 나타내는 단면도이며, 도 3의 (b)는 도 3의 (a) 중에 나타내는 영역(A)의 확대 단면도이다.3 (a) is a cross-sectional view showing an example of a first structure of the gas discharge hole 40 provided in the shower head 22, and Fig. 3 (b) is a sectional view of a region A shown in Fig. FIG.

샤워 헤드(22)의 기재(60)는 예를 들면 알루미늄으로 구성되어 있다. 가스 토출홀(40)의 플라즈마 생성 공간(S)측, 즉, 가스 토출홀(40)의 가스 토출구측에는, 원통 형상을 가지는 세라믹스 슬리브(61)를 배치하기 위한 오목부가 형성되어 있다. 이 오목부와 가스 토출홀(40)을 형성하는 벽면에는 알루마이트 피막(65)이 형성되어 있다.The base material 60 of the showerhead 22 is made of, for example, aluminum. A concave portion for disposing a ceramic sleeve 61 having a cylindrical shape is formed on the side of the gas discharge hole 40 on the side of the plasma generation space S, that is, on the gas discharge port side of the gas discharge hole 40. An alumite coating 65 is formed on the wall surface defining the concave portion and the gas discharge hole 40.

기재(60)에 마련된 오목부에는 세라믹스 슬리브(61)가 삽입되고, 세라믹스 슬리브(61)의 중심홀은 가스 토출홀(40)의 일부를 형성한다. 세라믹스 슬리브(61)는 실리카계 접착제(64) 등을 이용하여 오목부에 접착, 고정된다. 세라믹스 슬리브(61)로서는, 예를 들면 알루미나(Al₂O₃) 슬리브가 이용된다.A ceramics sleeve 61 is inserted into the recess provided in the base material 60 and a center hole of the ceramic sleeve 61 forms a part of the gas discharge hole 40. The ceramic sleeve 61 is adhered and fixed to the concave portion using a silica-based adhesive 64 or the like. As the ceramics sleeve 61, for example, alumina (Al ₂ O ₃ ) sleeve is used.

세라믹스 슬리브(61)는 예를 들면 내경이 φ1 ~ 2 mm, 외경이 φ4 ~ 8 mm, 높이(두께)가 3 mm ~ 5 mm의 형상을 가진다. 세라믹스 슬리브(61)의 직경 방향의 두께(=(외경 - 내경) / 2)는 1 mm 이상인 것이 바람직하며, 이에 의해, 플라즈마에 대한 원하는 내구성을 얻을 수 있다. 또한, 세라믹스 슬리브(61)의 높이는 가스 토출홀(40)의 어느 깊이까지 플라즈마가 침입하는지에 따라 설정되며, 내경이 큰 경우에는 높이를 높게 하는 것이 바람직하다.The ceramic sleeve 61 has a shape with an inner diameter of 1 to 2 mm, an outer diameter of 4 to 8 mm, and a height (thickness) of 3 mm to 5 mm, for example. The thickness (= (outer diameter-inner diameter) / 2) of the ceramic sleeve 61 in the radial direction is preferably 1 mm or more, thereby achieving desired durability against plasma. The height of the ceramic sleeve 61 is set according to the depth of the gas discharge hole 40 to which the plasma intrudes. If the inner diameter is large, the height of the ceramic sleeve 61 is preferably increased.

기재(60) 및 세라믹스 슬리브(61)의 플라즈마 생성 공간(S)측의 표면에는, 하지 피막(62)(언더 코팅 피막)이 형성되어 있다. 하지 피막(62)은 예를 들면 이트리아(이하, '이트리아 하지 피막'이라고 함) 또는 알루미늄(이하, '알루미늄 하지 피막'이라고 함)이며, 그 두께는 10 μm ~ 50 μm, 바람직하게는 20 μm ~ 30 μm이다.A base coating 62 (undercoat coating) is formed on the surface of the base material 60 and the ceramic sleeve 61 on the plasma generation space S side. The undercoat film 62 is made of, for example, yttria (hereinafter referred to as "yttria base film") or aluminum (hereinafter referred to as "aluminum base film") and has a thickness of 10 μm to 50 μm, 20 μm to 30 μm.

하지 피막(62) 상에 내플라즈마 피막(63)이 형성되어 있다. 내플라즈마 피막(63)은 예를 들면 알루미나(이하, '내플라즈마 알루미나 피막'이라고 함), 이트리아(이하, '내플라즈마 이트리아 피막'이라고 함)이다. 내플라즈마 피막(63)의 두께는 50 μm ~ 400 μm, 바람직하게는 100 μm ~ 200 μm이다.An inner plasma film 63 is formed on the undercoat 62. The inner plasma film 63 is, for example, alumina (hereinafter referred to as "inner plasma alumina film") or yttria (hereinafter referred to as "inner plasma yttria film"). The thickness of the inner plasma film 63 is 50 mu m to 400 mu m, preferably 100 mu m to 200 mu m.

도 3에 나타내는 구조의 가스 토출홀(40)을 가지는 샤워 헤드(22)는, 예를 들면 다음의 순서로 제작할 수 있다. 먼저, 가스 토출홀(40)과 오목부가 형성된 기재(60)에, 일반적인 양극 산화 처리 등의 방법에 의해, 기재(60)의 표면에 알루마이트 피막(65)을 형성한다. 또한, 가스 토출홀(40) 및 오목부는, 드릴 또는 엔드밀 등을 이용한 기계 가공(절삭 가공)에 의해 용이하게 형성할 수 있다.The shower head 22 having the gas discharge hole 40 of the structure shown in Fig. 3 can be manufactured, for example, in the following procedure. First, an alumite coating 65 is formed on the surface of the substrate 60 by a general anodizing treatment or the like, on the substrate 60 having the gas discharge hole 40 and the recessed portion. The gas discharge hole 40 and the concave portion can be easily formed by machining (cutting) using a drill or an end mill or the like.

그리고 세라믹스 슬리브(61)를 실리카계 접착제(64) 등을 이용하여 오목부에 접착한다. 이 때, 세라믹스 슬리브(61)는 기재(60)에 기계 가공 등에 의해 형성된 오목부에 치수 정밀도에 따라 위치 결정되기 때문에, 세라믹스 슬리브(61)의 접착에 특별한 지그 등은 필요 없어, 접착 작업을 용이하게 행할 수 있다.Then, the ceramics sleeve 61 is bonded to the concave portion using a silica-based adhesive 64 or the like. At this time, since the ceramics sleeve 61 is positioned in the recess 60 formed by machining or the like on the base material 60 in accordance with the dimensional accuracy, a special jig or the like is not necessary for the adhesion of the ceramics sleeve 61, .

이어서, 기재(60)에 있어서 세라믹스 슬리브(61)가 배치된 면(플라즈마 처리 장치(11)에 탑재되었을 시 플라즈마 생성 공간(S)측이 되는 면으로서, 세라믹스 슬리브(61)의 표면을 포함함(이하, '기재(60)의 성막면'이라고 함)에 블라스트 처리 등을 실시한다. 이에 의해, 기재(60)의 성막면을 거칠게 하여 표면 조도를 크게 한다. 이는, 앵커 효과에 의해 하지 피막(62)의 밀착성을 높이기 위하여 행해진다.Next, the surface of the base material 60 on which the ceramic sleeve 61 is disposed (including the surface of the ceramic sleeve 61 when it is mounted on the plasma processing apparatus 11 and which becomes the plasma generation space S side) (Hereinafter referred to as " film formation surface of substrate 60 ") of the substrate 60. Thus, the film formation surface of the substrate 60 is roughened to increase the surface roughness. (62).

또한 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 본 실시의 형태에서는, 기재(60)의 성막면에 알루마이트 피막(65)이 형성되어 있지 않다. 이는, 블라스트 처리에 의해 기재(60)의 성막면에 형성되어 있던 알루마이트 피막(65)이 제거된 것에 의한다. 단, 기재(60)의 성막면에 알루마이트 피막(65)이 남도록 블라스트 처리를 행해도 된다.3 (b), in this embodiment, the alumite coating film 65 is not formed on the film-forming surface of the base material 60. As shown in Fig. This is because the alumite coating 65 formed on the film-forming surface of the base material 60 is removed by the blast treatment. However, the blast treatment may be performed so that the alumi- um film 65 remains on the film-forming surface of the substrate 60.

기재(60)를 구성하는 알루미늄 및 그 표면에 형성된 알루마이트 피막과 세라믹스 슬리브(61)에서는, 재질의 차이에 따라 블라스트 처리에 의한 가공 속도가 상이하다. 이 때문에, 기재(60)의 부분이 정해진 표면 거칠기가 되어도, 세라믹스 슬리브(61)의 표면은 이와 동일한 표면 거칠기가 되지 않는 것이 일반적이다. 그 경우, 가령, 블라스트 처리 후의 기재(60)의 성막면에 내플라즈마 피막(63)을 직접 형성하면, 내플라즈마 피막(63)은 기재(60)의 부분에서는 앵커 효과에 의해 높은 밀착성이 얻어져도, 세라믹스 슬리브(61)의 부분에서는 앵커 효과가 얻어지지 않아 밀착성이 낮아져 버린다. 따라서, 세라믹스 슬리브(61)와 내플라즈마 피막(63)의 쌍방에 대하여 습윤성이 높은 하지 피막(62)을 기재(60)의 성막면에 형성한다. 이에 의해, 세라믹스 슬리브(61)의 표면에 밀착된 내플라즈마 피막(63)을 형성할 수 있다.Aluminum constituting the base material 60 and the alumite coating formed on the surface thereof and the ceramics sleeve 61 differ in processing speed by the blast treatment depending on the difference in materials. Therefore, even if the portion of the base material 60 has a predetermined surface roughness, the surface of the ceramic sleeve 61 generally does not have the same surface roughness. In this case, if the inner plasma film 63 is formed directly on the film-forming surface of the base material 60 after the blast treatment, the inner plasma film 63 may have high adhesion due to the anchor effect at the portion of the base material 60 , The anchor effect can not be obtained at the portion of the ceramic sleeve 61, and the adhesion is lowered. Therefore, the base coat 60 having high wettability with respect to both the ceramic sleeve 61 and the inner plasma coating 63 is formed on the film formation surface of the base material 60. Thereby, the inner plasma film 63 adhered to the surface of the ceramic sleeve 61 can be formed.

하지 피막(62)은 예를 들면 APS(Atmospheric Plasma Spraying) 용사법에 의해 형성할 수 있다. 여기서, 하지 피막(62)으로서 이트리아 하지 피막을 형성한 경우에는, 이 후, 그대로 그 표면에 내플라즈마 피막(63)을 형성한 경우에도, 높은 밀착성을 나타내는 내플라즈마 피막(63)을 형성할 수 있다. 한편, 하지 피막(62)으로서 알루미늄 하지 피막을 형성한 경우, 그대로 그 표면에 내플라즈마 피막(63)을 형성할 수도 있는데, 바람직하게는, 그 표면을 거칠게 할 정도로 블라스트 처리를 실시하는 것이 바람직하며, 앵커 효과에 의해 내플라즈마 피막(63)의 밀착성의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 이트리아 하지 피막을 형성한 경우라도, 그 표면을 거칠게 할 정도의 블라스트 처리를 행해도 된다.The undercoat 62 can be formed by, for example, an APS (Atmospheric Plasma Spraying) spraying method. Here, in the case where the yttria base film is formed as the undercoat film 62, the inner plasma film 63 exhibiting high adhesiveness is formed even when the inner plasma film 63 is formed thereon as it is . On the other hand, when the undercoat film 62 is formed of an aluminum undercoat film, the plasma plasma film 63 may be formed as it is on the surface of the undercoat film 62. Preferably, it is preferable to perform blast treatment so as to roughen the surface thereof , The adhesion of the inner plasma film 63 can be improved by the anchor effect. Further, even when the yttria undercoat film is formed, the blast treatment may be performed to roughen the surface of the yttria base film.

이렇게 하여 형성한 하지 피막(62) 상에, 내플라즈마 피막(63)을 예를 들면 APS 용사법 등에 의해 형성한다. 이에 의해, 도 3에 나타내는 제 1 구조예의 가스 토출홀(40)을 구비하는 샤워 헤드(22)의 제작이 완료된다.On the undercoating 62 thus formed, the inner plasma film 63 is formed by the APS spraying method or the like. Thus, the production of the showerhead 22 having the gas discharge hole 40 of the first structural example shown in Fig. 3 is completed.

도 4는 내플라즈마 피막(63)의 밀착성을, 세라믹스 슬리브(61)와 하지 피막(62)과의 조합으로 평가한 결과를 나타내는 도이다. 또한, 세라믹스 슬리브(61)는 알루미나 슬리브이다. 하지 피막(62)은 이트리아 하지 피막과 알루미늄 하지 피막인데, 알루미늄 하지 피막의 경우에는, 내플라즈마 피막(63)의 형성 전에 블라스트 처리를 행하고 있다.4 is a diagram showing the result of evaluating the adhesion of the inner plasma film 63 by a combination of the ceramics sleeve 61 and the undercoat film 62. Fig. The ceramic sleeve 61 is an alumina sleeve. The undercoat film 62 is an yttria undercoat film and an aluminum base film. In the case of an aluminum base film, a blasting process is performed before the formation of the inner plasma film 63.

또한, 도 4 중에 나타내는 내플라즈마 피막의 'SUS'는, 내플라즈마 피막(63)으로서의 SUS 피막(이하, '내플라즈마 SUS 피막'이라고 함)이며, 내플라즈마 SUS 피막의 성막 방법에는 APS 용사법을 이용할 수 있다. 또한, 도 4 중에 나타내는 'SUS 슬리브'와 그 결과에 대해서는 후술한다.The 'SUS' of the inner plasma coating shown in FIG. 4 is an SUS coating (hereinafter referred to as 'inner plasma SUS coating') as the inner plasma coating 63, and the APS thermal spraying method is used as the deposition method of the inner plasma SUS coating . The 'SUS sleeve' shown in FIG. 4 and its result will be described later.

내플라즈마 피막(63)의 밀착성의 평가는, 내플라즈마 피막(63)에 대하여 접착제로 지그를 장착하고, 지그를 일정한 힘으로 끌어당겼을 때의 내플라즈마 피막(63)의 박리의 용이함으로 판정하고 있으며, 도면 중의 '○'는 높은 밀착성이 얻어진 것을 나타내고 있다.The evaluation of the adhesion of the inner plasma film 63 was made by attaching a jig to the inner plasma film 63 with an adhesive and determining that the inner plasma film 63 was easily peeled off when the jig was pulled with a constant force , And "O" in the figure indicates that high adhesion is obtained.

세라믹스 슬리브(61)에 직접 내플라즈마 피막(63)으로서 내플라즈마 알루미나 피막을 형성한 경우에는 밀착성이 낮고, 내구성에 문제가 있다. 그러나, 하지 피막(62) 상에 내플라즈마 알루미나 피막을 형성한 경우에는, 내플라즈마 알루미나 피막이 높은 밀착성을 나타내는 것이 확인되었다.In the case of forming a plasma-alumina coating directly on the ceramic sleeve 61 as the inner plasma coating 63, the adhesion is low and there is a problem in durability. However, when the inner plasma alumina coating was formed on the undercoat 62, it was confirmed that the inner plasma alumina coating exhibited high adhesion.

또한, 내플라즈마 피막(63)으로서 내플라즈마 이트리아 피막을 형성한 경우에는, 하지 피막(62)을 형성하지 않아도 높은 밀착성이 얻어진다. 이는, 이트리아의 알루미나에 대한 습윤성이 높기 때문이라고 상정된다. 이 경우, 가스 토출홀(40)의 구조는, 도 5의 단면도에 나타나는 바와 같이, 기재(60)의 성막면에 하지 피막(62)을 형성하지 않고, 직접, 내플라즈마 피막(63)으로서 내플라즈마 이트리아 피막(63A)이 형성된 구조가 된다. 또한, 내플라즈마 피막(63)의 일례인 내플라즈마 SUS 피막은 세라믹스 슬리브(61)에 대하여 밀착하지 않는다.Further, when the inner plasma forms the triacetylene film as the inner plasma film 63, high adhesion can be obtained without forming the base film 62. This is presumably because the wettability of yttria with alumina is high. In this case, as shown in the cross-sectional view of FIG. 5, the structure of the gas discharge hole 40 is such that the undercoat 62 is not formed on the film formation surface of the base material 60, The structure in which the plasma yttria film 63A is formed becomes a structure. Further, the plasma plasma SUS coating, which is an example of the plasma plasma coating 63, is not in close contact with the ceramic sleeve 61.

상기 설명한 바와 같이, 샤워 헤드(22)에 마련된 가스 토출홀(40)의 제 1 구조예에서는, 가스 토출홀(40)의 플라즈마 생성 공간(S)측에, 일정한 높이와 두께를 가지는 세라믹스 슬리브(61)를 배치하고, 세라믹스 슬리브(61)에 대하여 높은 밀착성을 가지는 내플라즈마 피막(63)을 형성할 수 있다. 이에 의해, 플라즈마 처리에 대하여 높은 내구성을 가지는 샤워 헤드(22)를 실현할 수 있다.As described above, in the first structural example of the gas discharge hole 40 provided in the shower head 22, a ceramic sleeve (not shown) having a constant height and thickness is formed on the plasma generation space S side of the gas discharge hole 40 61 can be disposed and the plasma plasma coating 63 having high adhesion to the ceramic sleeve 61 can be formed. Thereby, the showerhead 22 having high durability against the plasma treatment can be realized.

도 6의 (a)는 샤워 헤드(22)에 마련된 가스 토출홀(40)의 제 2 구조예를 나타내는 단면도이다.6 (a) is a cross-sectional view showing an example of a second structure of the gas discharge hole 40 provided in the shower head 22. Fig.

이미 설명한 바와 같이, 세라믹스 슬리브(61)의 표면에 밀착성이 높은 내플라즈마 피막(63)을 직접 형성하는 것은 용이하지 않다. 이 때문에, 세라믹스 슬리브(61)의 표면에 밀착성이 높은 내플라즈마 피막(63)을 형성하기 위해서는 하지 피막(62)을 마련하는 것이 바람직하다. 한편, 기재(60)의 알루미늄은, 예를 들면 블라스트 처리 등에 의해 표면을 거칠게 함으로써, 하지 피막(62)을 마련하지 않고 직접 내플라즈마 피막(63)을 형성하는 것도 가능하다.As described above, it is not easy to directly form the inner plasma coating 63 having high adhesion on the surface of the ceramic sleeve 61. [ Therefore, it is preferable to provide the undercoat 62 to form the plasma-resistant coating 63 having high adhesiveness on the surface of the ceramic sleeve 61. On the other hand, it is also possible to form the inner plasma film 63 directly without providing the undercoating 62 by roughening the surface of the base material 60 by, for example, blasting or the like.

따라서, 가스 토출홀(40)의 제 2 구조예에서는, 높이(두께) 방향의 일방의 단면에 미리 하지 피막(62)이 형성된 세라믹스 슬리브(61)를 준비하고, 제 1 구조예와 마찬가지로, 기재(60)에 마련한 오목부에 접착한다. 이 후, 기재(60)에 있어서 세라믹스 슬리브(61)가 배치된 면에, 내플라즈마 피막(63)을 성막한다. 이에 의해, 기재(60) 및 세라믹스 슬리브(61)의 양방에 대하여 높은 밀착성을 가지는 내플라즈마 피막(63)을 형성할 수 있다. 가스 토출홀(40)의 제 2 구조예에서는, 기재(60)에 하지 피막(62)을 형성할 필요가 없기 때문에, 하지 피막(62)의 형성에 필요한 코스트를 억제할 수 있다.Therefore, in the second structure example of the gas discharge hole 40, the ceramics sleeve 61 in which the undercoating 62 is formed in advance on one end face in the height (thickness) direction is prepared, and as in the first structure example, (60). Subsequently, the inner plasma film 63 is formed on the surface of the base material 60 where the ceramic sleeve 61 is disposed. Thereby, the inner plasma film 63 having high adhesion to both the base material 60 and the ceramic sleeve 61 can be formed. In the second structural example of the gas discharge hole 40, since it is not necessary to form the undercoat 62 on the base material 60, the cost required for forming the undercoat 62 can be suppressed.

도 6의 (b)는 샤워 헤드(22)에 마련된 가스 토출홀(40)의 제 3 구조예를 나타내는 단면도이다. 제 3 구조예는, 기재(60)에 관통홀을 형성하고, 이 관통홀에 세라믹스 슬리브(61A)가 삽입되어, 실리카계 접착제 등으로 고정된 구조를 가지는 점에서 제 1 구조예(도 3)와 상이하지만, 그 외의 구성은 제 1 구조예와 동일하다.6 (b) is a sectional view showing an example of the third structure of the gas discharge hole 40 provided in the shower head 22. As shown in Fig. The third structure example is a structure example (Fig. 3) in that a through hole is formed in the substrate 60, a ceramic sleeve 61A is inserted into the through hole, and the structure is fixed with a silica- But the other structure is the same as the first structure example.

제 3 구조예에서는, 세라믹스 슬리브(61A)의 중심홀이 가스 토출홀(40)이 된다. 세라믹스 슬리브(61A)는 외경이 일정하며, 가스 토출홀(40)의 가스 토출구측의 두께가, 가스 유입구측인 버퍼(39)측의 두께보다 두꺼워지도록 부분적으로 내경 차가 마련된 형상을 가진다. 이는, 가스 토출구측은 플라즈마에 노출되기 때문에 플라즈마에 대한 내구성을 높일 필요가 있으며, 한편, 버퍼(39)측은 플라즈마에 노출될 확률이 낮기 때문에, 두께가 얇아도 되는 것을 고려한 것이다. 세라믹스 슬리브(61A)에 있어서의 가스 토출구측의 두께는 세라믹스 슬리브(61)와 마찬가지로 1 mm 이상인 것이 바람직하다.In the third structure example, the center hole of the ceramic sleeve 61A becomes the gas discharge hole 40. The ceramic sleeve 61A has a constant outer diameter and a shape in which the thickness of the gas discharge hole 40 on the side of the gas discharge port 40 is partially larger than the thickness on the side of the buffer 39 on the gas inlet side. This is because it is necessary to increase the durability against the plasma because the side of the gas discharge port is exposed to the plasma and on the other hand the thickness of the buffer 39 side may be thin because the probability of exposure to the plasma is low. The thickness of the ceramics sleeve 61A on the side of the gas discharge port is preferably 1 mm or more like the ceramic sleeve 61.

세라믹스 슬리브(61A)를 이용함으로써, 세라믹스 슬리브(61)를 이용했을 때 얻어지는 효과에 더불어, 가스 토출홀(40)의 내벽의 플라즈마에 대한 내식성을 높일 수 있고, 또한 사용되는 가스에 대한 내식성을 향상시킬 수도 있다. 또한, 세라믹스 슬리브(61A)를 삽입하기 위하여 기재(60)에 마련한 관통홀의 벽면에는, 알루마이트 피막이 형성되어 있을 필요는 없다.By using the ceramic sleeve 61A, the corrosion resistance against the plasma of the inner wall of the gas discharge hole 40 can be enhanced, and the corrosion resistance against the gas used can be improved, in addition to the effect obtained by using the ceramic sleeve 61 . It is not necessary that an alumite coating is formed on the wall surface of the through hole provided in the base material 60 for inserting the ceramics sleeve 61A.

그런데, 세라믹스 슬리브(61)로서, 알루미나 슬리브 대신에 이트리아로 이루어지는 이트리아 슬리브를 이용할 수 있다. 그 경우에, 하지 피막(62)을 형성한다면 구리 재료로 이루어지는 이트리아 하지 피막을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 내플라즈마 피막(63)으로서 내플라즈마 이트리아 피막을 이용할 경우에는 하지 피막(62)을 형성하지 않아도 된다.As the ceramics sleeve 61, an yttria sleeve made of yttria may be used instead of the alumina sleeve. In that case, if the undercoat film 62 is formed, it is preferable to use a yttria base film made of a copper material. In addition, when the inner plasma is a triacid film as the inner plasma film 63, the undergarment film 62 need not be formed.

도 7의 (a)는 샤워 헤드(22)에 마련된 가스 토출홀(40)의 제 4 구조예를 나타내는 단면도이다. 제 4 구조예는 제 1 구조예(도 3)와 비교하여, 세라믹스 슬리브(61) 대신에 스테인리스로 이루어지는 SUS 슬리브(71)를 이용하고, 하지 피막(62)을 마련하지 않고 기재(60)의 성막면에 직접 내플라즈마 피막(63)이 형성되어 있는 점에서 제 1 구조예와 상이하다. 이하, 이들 상이점에 대하여 설명한다.7A is a cross-sectional view showing a fourth structural example of the gas discharge hole 40 provided in the shower head 22. As shown in Fig. The fourth structure example is different from the first structure example (Fig. 3) in that a SUS sleeve 71 made of stainless steel is used in place of the ceramics sleeve 61 and the SUS sleeve 71 made of stainless steel is used instead of the ceramic sleeve 61, And is different from the first structural example in that a plasma plasma film 63 is formed directly on the film formation surface. These differences will be described below.

SUS 슬리브(71)의 형상은, 세라믹스 슬리브(61)의 형상과 동등하게 할 수 있다. SUS 슬리브(71)는 기재(60)에 마련된 오목부에 삽입되어, 실리카계 접착제 등을 이용하여 접착된다. SUS 슬리브(71)는 예를 들면 블라스트 처리에 의해 표면을 정해진 표면 거칠기로 함으로써, 내플라즈마 피막(63)을 용사법에 의해 형성한 경우의 내플라즈마 피막(63)과의 밀착력을 높일 수 있다. 이 때문에, SUS 슬리브(71)를 이용하는 경우에는, 하지 피막(62)을 필요로 하지 않는다. 또한, 스테인리스의 선팽창 계수는 알루미늄의 선팽창 계수에 가깝다. 이 때문에, SUS 슬리브(71)의 외경을 크게 해도, 기재(60)와의 접합 경계에 크랙이 발생하기 어려워, 샤워 헤드(22)에서 플라즈마 처리에 의한 열 순환에 대하여 뛰어난 내구성을 나타낸다.The shape of the SUS sleeve 71 may be the same as the shape of the ceramic sleeve 61. The SUS sleeve 71 is inserted into a recess provided in the base material 60 and adhered using a silica-based adhesive or the like. The SUS sleeve 71 can increase the adhesion with the inner plasma film 63 when the inner plasma film 63 is formed by the spraying method, for example, by setting the surface to a predetermined surface roughness by the blast treatment. Therefore, when the SUS sleeve 71 is used, the undercoating 62 is not required. The coefficient of linear expansion of stainless steel is close to that of aluminum. Therefore, even if the outer diameter of the SUS sleeve 71 is increased, cracks are unlikely to occur at the junction boundary with the substrate 60, and the shower head 22 exhibits excellent durability against thermal cycling by the plasma treatment.

내플라즈마 피막(63)에는 내플라즈마 알루미나 피막, 내플라즈마 이트리아 피막과 더불어, 내플라즈마 SUS 피막을 이용할 수 있다. 내플라즈마 SUS 피막은 내플라즈마 알루미나 피막 및 내플라즈마 이트리아 피막과 마찬가지로, APS 용사법에 의해 형성할 수 있으며, 그 두께는 50 μm ~ 400 μm, 바람직하게는 100 μm ~ 200 μm이다.For the plasma plasma film 63, an inner plasma SUS coating can be used in addition to the inner plasma alumina coating and the inner plasma yttria coating. The inner plasma SUS coating can be formed by the APS spraying method like the inner plasma alumina coating and the inner plasma yttria coating, and its thickness is 50 mu m to 400 mu m, preferably 100 mu m to 200 mu m.

SUS 슬리브(71)가 배치된 가스 토출홀(40)을 가지는 샤워 헤드(22)의 제작 순서는 하지 피막(62)을 형성하지 않는 점을 제외하면 제 1 구조예(도 3)에 대하여 설명한 샤워 헤드(22)의 작성 순서에 준하기 때문에 설명을 생략한다. SUS 슬리브(71)를 이용한 샤워 헤드(22)는, 세라믹스 슬리브(61)를 이용한 샤워 헤드(22)와 동일한 효과를 나타낸다. 또한, SUS 슬리브(71)를 이용한 샤워 헤드(22)에는 하지 피막(62)을 형성하지 않아도 되기 때문에, 제작 공정을 단축할 수 있는 이점이 있다.The shower head 22 having the gas discharge hole 40 in which the SUS sleeve 71 is disposed is manufactured in the same manner as the shower described in the first structural example (Fig. 3) except that the undercoat 62 is not formed. Since the order of forming the head 22 is the same as that of the head 22, the description thereof will be omitted. The shower head 22 using the SUS sleeve 71 has the same effect as the shower head 22 using the ceramics sleeve 61. [ In addition, since the shower head 22 using the SUS sleeve 71 does not need to be provided with the undercoating 62, the manufacturing process can be shortened.

도 4에 나타내는 바와 같이, SUS 슬리브(71)에 대하여 내플라즈마 알루미나 피막, 내플라즈마 이트리아 피막, 내플라즈마 SUS 피막 모두 높은 밀착성을 나타내기 때문에, SUS 슬리브(71)를 이용함으로써, 내플라즈마 피막(63)의 선택 자유도가 커진다.As shown in Fig. 4, since the inner plasma alumina coating, the inner plasma yttria coating and the inner plasma SUS coating all exhibit high adhesion to the SUS sleeve 71, the SUS sleeve 71 can be used to form the inner plasma coating 63 are increased.

도 7의 (b)는 샤워 헤드(22)에 마련된 가스 토출홀(40)의 제 5 구조예를 나타내는 단면도이다. 제 5 구조예는 기재(60)에 관통홀을 형성하고, 이 관통홀에 SUS 슬리브(71A)가 삽입되어, 실리카계 접착제 등으로 접착된 구조를 가지는 점에서 제 4 구조예(도 7의 (a))와 상이하지만, 그 외의 구성은 제 4 구조예와 동일하다.7 (b) is a cross-sectional view showing an example of the fifth structure of the gas discharge hole 40 provided in the shower head 22. As shown in Fig. In the fifth structure example, a through hole is formed in the base material 60, the SUS sleeve 71A is inserted into the through hole, and the structure is bonded with a silica-based adhesive or the like. a)), but the other structure is the same as the fourth structure example.

제 5 구조예에서는, 상술한 제 3 구조예(도 6의 (b))와 마찬가지로, SUS 슬리브(71A)의 중심홀이 가스 토출홀(40)이 된다. SUS 슬리브(71A)를 이용함으로써, 가스 토출홀(40)의 내벽의 플라즈마에 대한 내식성을 높일 수 있고, 또한 사용되는 가스에 대한 내식성을 향상시킬 수도 있다.In the fifth structure example, the central hole of the SUS sleeve 71A becomes the gas discharge hole 40, similarly to the above-described third structure example (Fig. 6B). By using the SUS sleeve 71A, the corrosion resistance of the inner wall of the gas discharge hole 40 to the plasma can be enhanced, and the corrosion resistance against the gas used can be improved.

도 8의 (a), (b)는 샤워 헤드(22)에 마련된 가스 토출홀(40)의 제 6 구조예를 나타내는 단면도이다. 상기 제 1 구조예 내지 제 5 구조예에서는, 가스 토출홀(40)에는 슬리브에 의해 길이 방향(처리 가스가 흐르는 방향)에 단차가 형성되어 있다. 예를 들면, 복수 종의 가스로 이루어지는 처리 가스를 이용할 경우에는, 이 단차에 의한 다이어프램 효과에 의해, 처리 가스의 균일화를 높일 수 있다. 단, 가스 토출홀(40) 내의 단차는, 반드시 가스 토출홀(40)의 길이 방향과 직교하고 있을 필요는 없다.Figs. 8A and 8B are cross-sectional views showing a sixth structure example of the gas discharge hole 40 provided in the shower head 22. Fig. In the first to fifth structural examples, a step is formed in the gas discharge hole 40 in the longitudinal direction (direction in which the processing gas flows) by the sleeve. For example, when a process gas composed of a plurality of kinds of gases is used, the uniformity of the process gas can be enhanced by the diaphragm effect by the step. However, the stepped portion in the gas discharge hole 40 is not necessarily perpendicular to the longitudinal direction of the gas discharge hole 40.

도 8의 (a)는 중심홀에 경사(테이퍼)를 형성한 세라믹스 슬리브(61B)를 이용한 구조예를 나타내고 있고, 세라믹스 슬리브(61B)를 이용한 것 이외의 구성은, 제 1 구조예(도 3)의 구성과 동일하다. 또한, 도 8의 (b)는 중심홀에 테이퍼를 마련한 SUS 슬리브(71B)를 이용한 구조예를 나타내고 있고, SUS 슬리브(71B)를 이용한 것 이외의 구성은 제 5 구조예(도 7의 (b))와 동일하다.8A shows a structure example using a ceramics sleeve 61B in which a tapered portion is formed in a center hole and the structure except for using the ceramics sleeve 61B is the same as the first structure example ). 8B shows a structure example using a SUS sleeve 71B in which a taper is provided in the center hole. The structure other than the SUS sleeve 71B is similar to the fifth structure example (Fig. 7B )).

또한, 마찬가지로 세라믹스 슬리브(61A)의 내주에 형성되어 있는 단차를 경사 시켜도 되고, SUS 슬리브(71)의 중심홀의 테이퍼를 형성해도 된다. 또한, 가스 토출홀(40)은 반드시 그 내부에 단차를 가지고 있을 필요는 없지만, 단차를 형성하지 않는 경우라도, 플라즈마 생성 공간(S)측에서의 슬리브의 직경 방향의 두께를 플라즈마에 대한 원하는 내구성이 얻어지도록 설정할 필요가 있다.Similarly, the step formed on the inner periphery of the ceramics sleeve 61A may be inclined or the taper of the center hole of the SUS sleeve 71 may be formed. The thickness of the gas discharge hole 40 in the radial direction of the plasma generation space S side is not necessarily required to have a step in the inside thereof, .

이상, 본 발명에 대하여, 상기 실시의 형태를 이용하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시의 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 상기 실시의 형태에서는, 내플라즈마 피막(63)은 이트리아 또는 알루미나만으로 구성되었지만, 혼합재에 의해 구성되어도 된다. 그런데, 내플라즈마 피막(63)을 이트리아만으로 구성한 경우, 당해 내플라즈마 피막(63)의 플라즈마에 대한 내성(이하, '내플라즈마성'이라고 함)은 향상되지만, 이트리아는 산에 대한 내성(이하, '내산성'이라고 함)이 낮다. 따라서, 플라즈마 처리 장치(11)의 메인터넌스 시에 챔버(20)가 대기 개방되어, 대기 중의 수분과 챔버(20) 내에 잔류하는 디포짓(퇴적물) 또는 가스의 염화물이 반응하여 염산(HCl) 등의 산이 발생하면, 이 산에 의해 내플라즈마 피막(63)이 손상될 우려가 있다. 이에 대응하여, 내산성을 가지는 알루미나를 이트리아에 혼합하여 내플라즈마 피막(63)의 내산성을 향상시키는 것도 고려되지만, 이 경우, 내플라즈마 피막(63)에 있어서 알루미나 또는 이트리아가 입상(粒狀)인 채로 존재하여, 입계(粒界)가 생기기 때문에 내플라즈마성이 저하된다. 그러나, 혼합재에 규소(Si)가 용융 함유되면 혼합재의 조직은 유리질로 변질되고 치밀화되어 입계가 생기기 어려워진다. 따라서, 내산성의 향상을 목적으로서 알루미나를 포함하는 혼합재에 의해 내플라즈마 피막(63)을 구성할 경우, 입계의 발생을 억제시키기 위하여 규소 화합물, 예를 들면 산화 규소 또는 질화 규소를 혼합재에 더하는 것이 바람직하다.The present invention has been described using the above embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the inner plasma film 63 is composed of only yttria or alumina, but may be composed of a mixed material. However, when the inner plasma film 63 is composed of only yttria, the resistance of the inner plasma film 63 to plasma (hereinafter referred to as "plasma resistance") is improved, but yttria is resistant to acid Hereinafter, referred to as "acid resistance"). Therefore, during the maintenance of the plasma processing apparatus 11, the chamber 20 is opened to the atmosphere, and the moisture in the atmosphere reacts with the chloride of the deposit (sediment) or gas remaining in the chamber 20, If an acid is generated, there is a fear that the inner plasma film 63 is damaged by this acid. Corresponding to this, it is also considered to improve the acid resistance of the inner plasma film 63 by mixing alumina having an acid resistance with yttria. In this case, in the inner plasma film 63, alumina or yttria is granular, And the grain boundary is generated, so that the plasma resistance is lowered. However, when silicon (Si) is melted and contained in the mixed material, the structure of the mixed material is transformed into glassy material and becomes densified, making it difficult to form a grain boundary. Therefore, in order to improve the acid resistance, when the inner plasma membrane 63 is composed of a mixed material containing alumina, it is preferable to add a silicon compound such as silicon oxide or silicon nitride to the mixed material in order to suppress generation of grain boundaries Do.

도 9는 구성재를 변경했을 때의 내플라즈마 피막(63)의 내플라즈마성을 평가한 결과를 나타내는 도이다. 내플라즈마 피막(63)은 어느 구성재에 있어서도 APS 용사법 등에 의해 형성되고, 구성재로서는, 알루미나 단독(이하, '알루미나 용사'라고 함), 이트리아 단독(이하, '이트리아 용사'라고 함), 알루미나, 이트리아 및 산화 규소(SiO₂)의 혼합재(이하 '혼합 용사 A'라고 함) 그리고 알루미나, 이트리아, 산화 규소 및 질화 규소(Si₃N₄)의 혼합재(이하 '혼합 용사 B'라고 함)가 이용되었다. 또한 플라즈마로서는, 염화 취소(BCl₃) 및 염소(Cl₂)의 혼합 가스로부터 발생한 플라즈마를 이용하여, 당해 플라즈마에 각 내플라즈마 피막(63)을 일정 시간 노출시킨 후의 삭감량을 평가했다. 또한, 이트리아 용사의 내플라즈마 피막(63)의 삭감량을 1로 하여 각 내플라즈마 피막(63)의 삭감량을 규격화했다.9 is a graph showing the results of evaluating the plasma resistance of the inner plasma film 63 when the constituent members are changed. The plasma spray coating 63 is formed by APS spraying or the like on any of the constituent materials and examples of the constituent materials include alumina alone (hereinafter referred to as "alumina spray"), ytria alone (hereinafter referred to as "ytria spray" referred to as yttria, and (hereinafter referred to as "mixed sprayed a ') honhapjae of silicon oxide (SiO ₂₎ and alumina, yttria, honhapjae (the" mix sprayed B' of the silicon oxide and silicon nitride (Si ₃ N ₄₎ ) Were used. As the plasma, a plasma generated from a mixed gas of chlorine decontamination (BCl ₃ ) and chlorine (Cl ₂ ) was used to evaluate the amount of reduction after exposing each plasma film 63 to the plasma for a predetermined time. In addition, the amount of reduction of the inner plasma film 63 of the Yttria spray was set to 1, and the amount of reduction of the inner plasma film 63 was standardized.

도 9에 나타내는 바와 같이, 알루미나 용사의 내플라즈마 피막(63)의 삭감량은 9인데 반해, 혼합 용사 A 및 혼합 용사 B의 내플라즈마 피막(63)의 삭감량은 1이었다. 즉, 혼합 용사 A 및 혼합 용사 B는 이트리아 용사와 동등한 내플라즈마성을 가지는 것을 알 수 있었다. 또한, 혼합 용사 A 및 혼합 용사 B의 내플라즈마 피막(63)의 조직을 SEM으로 확인한 바, 입계가 확인되지 않고 조직이 유리질로 변질되어, 치밀화되어 있는 것이 확인되었다. 이에 의해, 혼합 용사 A 및 혼합 용사 B의 내플라즈마 피막(63)에서는 이트리아 이외의 재료가 혼합되는 것에 의한 내플라즈마성의 저하를 조직의 치밀화에 의해 보완되고 있는 것을 알 수 있었다.9, the reduction amount of the inner plasma coating 63 of the mixed spray A and the mixed spray B was 1, while the reduction amount of the inner plasma coating 63 of the alumina spray was 9, That is, it was found that the mixed spray A and the mixed spray B had plasma resistance equivalent to that of yttria spray. Further, when the structure of the inner plasma membrane 63 of the mixed sprayed product A and the mixed sprayed product B was confirmed by SEM, it was confirmed that the granular structure was not confirmed and the structure became vitreous and densified. As a result, it was found that the degradation of the plasma resistance due to the mixing of materials other than yttria was compensated by the densification of the structure in the inner plasma coating 63 of the mixed spray A and the mixed spray B.

도 10은 혼합 용사 A, B의 내플라즈마 피막(63)의 밀착성을, 세라믹스 슬리브(61) 및 SUS 슬리브(71)와 하지 피막(62)과의 조합으로 평가한 결과를 나타내는 도이다. 또한, 여기서의 세라믹스 슬리브(61)는 알루미나 슬리브 또는 이트리아 슬리브이며, 하지 피막(62)은 이트리아 하지 피막이다.10 shows the result of evaluation of the adhesion of the inner plasma coating 63 of the mixed spray A and B by the combination of the ceramics sleeve 61 and the SUS sleeve 71 and the undercoat 62. FIG. Here, the ceramics sleeve 61 is an alumina sleeve or yttria sleeve, and the undercoat 62 is an yttria base coat.

도 10에 있어서의 내플라즈마 피막(63)의 밀착성의 평가는, 도 4에 있어서의 평가와 마찬가지로, 내플라즈마 피막(63)에 대하여 접착제로 지그를 장착하고, 지그를 일정한 힘으로 끌어당겼을 때의 내플라즈마 피막(63)의 박리의 용이함으로 판정하고 있으며, 도면 중의 '○'는 높은 밀착성이 얻어지는 것을 나타내고 있다.The evaluation of the adhesion of the inner plasma film 63 in Fig. 10 is carried out in the same manner as in the evaluation in Fig. 4 except that the jig is attached to the inner plasma film 63 with an adhesive and when the jig is pulled with a constant force Of the inner surface of the plasma membrane 63 is easy to peel off, and "O" in the figure indicates that high adhesion can be obtained.

세라믹스 슬리브(61)에 직접 혼합 용사 A, B의 내플라즈마 피막(63)을 형성한 경우에는 밀착성이 낮고 내구성에 문제가 있다. 그러나, 하지 피막(62) 상에 혼합 용사 A, B의 내플라즈마 피막(63)을 형성한 경우에는, 내플라즈마 피막(63)이 높은 밀착성을 나타내는 것이 확인되었다. 한편, SUS 슬리브(71)에 직접 또는 하지 피막(62)을 개재하여 혼합 용사 A, B의 내플라즈마 피막(63)을 형성한 경우에는, 내플라즈마 피막(63)이 높은 밀착성을 나타내는 것이 확인되었다.When the inner plasma coating 63 of the mixed sprayed A and B is formed directly on the ceramic sleeve 61, the adhesion is low and there is a problem in durability. However, it was confirmed that the inner plasma film 63 exhibited high adhesiveness when the inner plasma film 63 of the mixed spray A and B was formed on the undercoat 62. On the other hand, it was confirmed that the inner plasma coating 63 exhibited high adhesion when the inner plasma coating 63 of the mixed spray A and B was formed directly on the SUS sleeve 71 or through the undercoating 62 .

이상으로부터, 내플라즈마 피막(63)을 혼합 용사 A, B에 의해 구성하면, 함유 하는 알루미나에 의해 내산성을 확보할 수 있을 뿐 아니라, 함유하는 규소 화합물에 기인하는 조직의 치밀화에 의해 내플라즈마성도 확보할 수 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 세라믹스 슬리브(61)에 혼합 용사 A, B의 내플라즈마 피막(63)을 형성할 경우, 내플라즈마 피막(63)의 밀착성의 관점으로부터, 하지 피막(62)을 형성하는 것이 바람직하다. 한편, SUS 슬리브(71)에 혼합 용사 A, B의 내플라즈마 피막(63)을 형성할 경우는 하지 피막(62)을 형성해도 하지 않아도 되다.From the above, it can be seen that when the inner plasma film 63 is constituted by the mixed spraying A and B, not only the acid resistance can be ensured by the contained alumina, but also the plasma resistance due to the densification of the structure due to the contained silicon compound I could see what I could do. When the inner plasma coating 63 of the mixed spray A and B is formed on the ceramic sleeve 61, it is preferable to form the base coating 62 from the viewpoint of the adhesion of the inner plasma coating 63. On the other hand, when the inner plasma film 63 of the mixed spray A and B is formed on the SUS sleeve 71, the undercoat 62 may not be formed.

상술한 혼합 용사 A는 산화 규소를 포함하고, 혼합 용사 B는 산화 규소 및 질화 규소를 포함하는데, 조직의 치밀화(유리질로의 변질)에는 규소의 기여가 크기 때문에, 내플라즈마 피막(63)은 어느 한 규소 화합물을 함유하면 조직을 치밀화할 수 있으며, 예를 들면 내플라즈마 피막(63)을 산화 규소를 포함하지 않는 알루미나, 이트리아 및 질화 규소의 혼합재로 구성해도 조직을 치밀화할 수 있다.Since the above-mentioned mixed spray A includes silicon oxide and the mixed spray B contains silicon oxide and silicon nitride, since the contribution of silicon to the densification (change to glassy) of the structure is large, For example, the plasma plasma film 63 may be composed of a mixture of alumina, yttria, and silicon nitride that does not contain silicon oxide, but the structure can be densified.

또한, 내플라즈마 피막(63)을 혼합 용사 A, B로 구성할 경우, 조직의 치밀화를 확실히 행하기 위하여, 알루미나, 이트리아, 산화 규소 또는 질화 규소의 각각의 가루를 혼합하여, 그대로 용사하는 것이 아니라, 알루미나, 이트리아, 산화 규소 또는 질화 규소가 스프레이 조립법에 의해 배합된 조립(造粒) 분말을 용사하는 것이 바람직하다.When the inner plasma film 63 is composed of the mixed sprayed products A and B, it is preferable that the respective powders of alumina, yttria, silicon oxide or silicon nitride are mixed and sprayed as they are to ensure the densification of the structure But it is preferable to spray the granulated powder mixed with alumina, yttria, silicon oxide or silicon nitride by a spray granulation method.

또한 상기 실시의 형태에서는, 플라즈마 처리 장치(11)로서 유도 결합형의 플라즈마 처리 장치를 채용했지만, 이에 한정되지 않고 플라즈마 처리 장치(11)는 샤워 헤드(22)에 고주파 전력을 공급함으로써 플라즈마 생성 공간(S)에 플라즈마를 생성시키는 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치여도 된다.In the above embodiment, the plasma processing apparatus 11 is an inductively coupled plasma processing apparatus. However, the plasma processing apparatus 11 is not limited to the plasma processing apparatus 11, The plasma processing apparatus may be a capacitively coupled plasma processing apparatus for generating a plasma in the plasma S.

또한, 플라즈마 처리 장치(11)로서 기판에 대하여 플라즈마 에칭 장치를 채용했지만, 이에 한정되지 않고 성막 장치 또는 애싱 장치, 이온 주입 장치 등의 다른 플라즈마 처리 장치여도 된다. 또한, 기판(G)으로서 FPD용의 글라스 기판을 채용했지만, 그 외의 기판(예를 들면, 반도체 웨이퍼)이라도 본 발명의 적용은 가능하다.In addition, although the plasma etching apparatus is employed as the plasma processing apparatus 11, the plasma etching apparatus is not limited to this, and other plasma processing apparatuses such as a film forming apparatus, an ashing apparatus, and an ion implanting apparatus may be used. Although the glass substrate for FPD is employed as the substrate G, the present invention can be applied to other substrates (for example, semiconductor wafers).

11 : 플라즈마 처리 장치
20 : 챔버
21 : 배치대
23 : 서셉터
28 : 직류 전원
40 : 가스 토출홀
50 : 유도 결합 안테나
60 : 기재
61, 61A, 61B : 세라믹스 슬리브
62 : 하지 피막
63 : 내플라즈마 피막
63A : 내플라즈마 이트리아 피막
71, 71A, 71B : SUS 슬리브11: Plasma processing device
20: chamber
21:
23: susceptor
28: DC power source
40: gas discharge hole
50: Inductively Coupled Antenna
60: substrate
61, 61A, 61B: Ceramic sleeve
62: Lower film
63: My plasma film
63A: My plasma yttria film
71, 71A, 71B: SUS sleeve

Claims

1. A showerhead provided in a plasma processing apparatus,
The shower head includes:
A substrate having a gas discharge hole for discharging the process gas and a recess formed on the gas discharge port side of the gas discharge hole,
A cylindrical sleeve made of stainless steel and fixed to the concave portion;
And an inner plasma film covering the surface of the sleeve and the surface on which the sleeve is disposed in the substrate.

The method according to claim 1,
The substrate is made of aluminum,
Wherein an alumite film is formed on a wall surface of the gas discharge hole.

3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the inner plasma coating is an alumina coating, an yttria coating, or a stainless steel coating.

delete

3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the inner plasma coating is made of a blendable desiccant, and the blendable desiccant comprises at least one of silicon oxide and silicon nitride in addition to alumina and yttria.

delete

3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the sleeve has an inner diameter of? 1 mm to? 2 mm, an outer diameter of 4 mm to 8 mm, and a height of 3 mm to 5 mm.

9. The method of claim 8,
Wherein the thickness of the sleeve in the radial direction is 1 mm or more.

3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the diameter of the gas discharge hole in the substrate is larger than the inner diameter of the sleeve and smaller than the outer diameter of the sleeve.

3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the sleeve has a constant outer diameter and a difference in inner diameter, and the thickness of the gas discharge hole on the side of the gas discharge port is thicker than the thickness on the gas inlet side.

A placement stand having a substrate placement surface on which the substrate is placed,
A chamber accommodating the placement table therein,
A shower head disposed to face the substrate disposed on the placement stand and supplying a process gas into the chamber,
And plasma generating means for generating a plasma by the process gas in the chamber,
A plasma processing apparatus for performing plasma processing on a substrate disposed on the placement table,
The shower head includes:
A substrate having a gas discharge hole for discharging the process gas into the chamber and a concave portion formed on the gas discharge port side of the gas discharge hole,
A cylindrical sleeve made of stainless steel and fixed to the concave portion;
And an inner plasma coating covering the surface of the sleeve and the surface on which the sleeve is disposed in the substrate.

13. The method of claim 12,
Wherein the inner plasma coating is an alumina coating, an yttria coating, or a stainless steel coating.

delete

13. The method of claim 12,
Wherein the inner plasma coating is made of a blendable desiccant, and the blendable desiccant comprises at least one of silicon oxide and silicon nitride in addition to alumina and yttria.

delete

The method according to any one of claims 12, 13 and 16,
Wherein the sleeve has an inner diameter of? 1 mm to? 2 mm, an outer diameter of 4 mm to 8 mm, and a height of 3 mm to 5 mm.