KR102136925B1 - 유도 결합 플라스마 처리 장치 - Google Patents

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는 분할 타입의 금속 창을 갖고 있어도, 처리실의 내부에 균일한 플라스마를 생성하는 것이 가능한 유도 결합 플라스마 처리 장치를 제공하는 것이다. 해결 수단으로서, 본체 용기(1)와, 본체 용기(1)를, 피처리체(G)를 수용하고, 수용한 피처리체(G)에 유도 결합 플라스마 처리를 실시하는 처리실(4)과, 처리실(4) 내에 유도 결합 플라스마를 생성하기 위한 고주파 안테나(11)를 수용하는 안테나실(3)에 구획하는 도전성을 가진 직사각 형상의 금속 창(2)을 구비하고, 고주파 안테나(11)는, 안테나실(3)의 내부에, 직사각 형상의 금속 창(2)에 대응하는 면 내를 주회하도록 마련되며, 직사각 형상의 금속 창(2)은, 서로 전기적으로 절연된 복수의 분할편(2a 내지 2d)으로 분할되며, 분할편(2a 내지 2d)은 각각, 다른 부재에 놓이는 일 없이, 매달림 부재(8)에 의해서 안테나실(3)의 천판부(3b)로부터 매달려 있다.

Description

유도 결합 플라스마 처리 장치{INDUCTIVELY COUPLED PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 유도 결합 플라스마 처리 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(LCD) 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD) 제조 공정에 있어서는, 유리 기판에 플라스마 에칭이나 성막 처리 등의 플라스마 처리를 실행하는 공정이 존재하며, 이와 같은 플라스마 처리를 실행하기 위해서 플라스마 에칭 장치나 플라스마 CVD 장치 등의 여러 가지의 플라스마 처리 장치가 이용된다. 플라스마 처리 장치로서는 종래, 용량 결합 플라스마 처리 장치가 많이 이용되고 있었지만, 최근, 고진공도이며 고밀도의 플라스마를 얻을 수 있다고 하는 큰 이점을 가지는 유도 결합 플라스마(Inductively　Coupled Plasma:ICP) 처리 장치가 주목받고 있다.
　최근, 피처리 기판의 사이즈가 대형화되고 있으며, 예를 들면 LCD용의 직사각 형상 유리 기판에서는, 단변×장변의 길이가, 약 1500㎜×약 1800㎜의 사이즈에서 약 2200㎜×약 2400㎜의 사이즈로, 또한 약 2800㎜×약 3000㎜의 사이즈로 현저하게 대형화되고 있다.
　이와 같은 피처리 기판의 대형화에 동반해서, 유도 결합 플라스마 처리 장치의 천장벽을 구성하는 직사각 형상의 유전체 창도 대형화된다. 그렇지만, 유전체 창을 구성하는 석영 등의 유전체 재료는 약하기 때문에 대형화에는 적합하지 않다. 이 때문에, 직사각 형상의 유전체 창을 석영보다 강성이 높은 금속 창으로 하고, 직사각 형상의 금속 창을 분할하고, 분할된 금속 창끼리를 절연함으로써, 처리실의 천장벽을 구성하도록 한 유도 결합 플라스마 처리 장치가 특허문헌 1에 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제 2012-227427 호 공보
특허문헌 1에 기재된 유도 결합 플라스마 처리 장치는, 직사각 형상의 금속 창의 주위에 마련된 금속 지지 선반과, 금속 지지 선반 사이에 마련된 복수의 금속 지지 비임을 구비하고 있다. 특허문헌 1은, 금속 지지 선반과 금속 지지 비임의 사이, 및 금속 지지 비임과 금속 지지 비임의 사이에 구획된 영역에, 직사각 형상의 금속 창을 복수로 분할한 분할편을, 각각 현가하는 구조로 되어 있다. 즉, 특허문헌 1은, 금속 지지 선반, 및 금속 지지 비임을, 분할편을 탑재하는 탑재부로서 이용하면서, 복수의 분할편을 처리실 위에 걸치도록 하여 놓인다.
그렇지만, 특허문헌 1은, 복수의 분할편을, 금속 지지 선반, 및 금속 지지 비임을 탑재부로서 이용하기 때문에, 특히, 금속 지지 비임에는 분할편을 탑재하기 위한 폭이 필요하게 되어 있다.
또한, 금속 지지 비임은, 처리의 사이, 감압하에 있는 처리실과, 대기압 하에 있는 안테나실의 사이에 개재된다. 이 때문에, 금속 지지 비임에는, 대기압을 지지하기 위한 높은 강도가 요구된다. 강도의 관점에서도, 특허문헌 1에 있어서의 금속 지지 비임은, 그 폭을 넓게 설정할 필요가 있다.
폭이 넓은 금속 지지 비임 아래에는 유도 전계가 형성되기 어렵다. 특히, 직사각 형상의 금속 창을, 둘레 방향을 따라서 분할하는 금속 지지 비임은, 안테나실에 배치된 고주파 안테나와 병행한다. 이 때문에, 고주파 안테나에 흐르는 전류와는 역 방향의 전류가 흐른다. 역기전력이다. 역기전력에 근거하여 발생하는 전류는, 금속 지지 비임의 폭이 넓어짐에 따라서 현저해진다. 이와 같은 전류가 현저해지면, 금속 지지 비임 바로 아래 뿐만 아니라, 금속 지지 비임의 주위의 유도 전계도 약해지며, 그 결과, 처리실 내에 발생하는 유도 전계의 균일성을 저하시킬 가능성이 있다. 유도 전계의 균일성이 저하하면, 처리실의 내부에 생성되는 플라스마의 균일성에도 영향을 미친다.
또한, 금속 창의 면적은, 피처리체의 크기에 따라 설정된다. 그러나, 금속 지지 비임의 폭이 넓어져 가면, 금속 창의 총 면적에서 차지하는 분할편의 총 면적의 비율이 저하한다. 이 비율이 저하하면, 처리실의 내부에, 유도 전계를 효율적으로 생성하는 것도 어려워진다.
또한, 분할편이, 처리실에 처리 가스를 공급하는 샤워 헤드를 겸하고 있는 경우에는, 상기 비율이 작아짐에 따라서, 금속 창의 총 면적에서 차지하는 가스 샤워부의 총 면적의 비율도 저하한다. 이 때문에, 처리 가스의 효율적인 공급이나, 균일성이 양호한 처리 가스의 공급도 곤란하게 되어 버린다.
본 발명에 따른 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 분할 타입의 금속 창을 갖고 있어도, 처리실의 내부에 균일한 플라스마를 생성하는 것이 가능한 유도 결합 플라스마 처리 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
또한, 분할 타입의 금속 창을 갖고 있어도, 처리실의 내부에 균일한 플라스마를 생성하는 것이 가능하고, 또한, 처리 가스의 효율적인 공급이나, 균일성이 좋은 처리 가스의 공급도 가능한 유도 결합 플라스마 처리 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 하나의 관점에서는, 직사각 형상의 피처리체에 유도 결합 플라스마 처리를 실시하는 유도 결합 플라스마 처리 장치에 있어서, 본체 용기와, 상기 본체 용기를, 상기 피처리체를 수용하고, 수용한 상기 피처리체에 유도 결합 플라스마 처리를 실시하는 처리실과, 상기 처리실 내에 유도 결합 플라스마를 생성하기 위한 고주파 안테나를 수용하는 안테나실로 구획하는 도전성을 가진 직사각 형상의 금속 창을 구비하고, 상기 고주파 안테나는, 상기 안테나실의 내부에, 상기 직사각 형상의 금속 창에 대응하는 면 내를 주회하도록 마련되며, 상기 직사각 형상의 금속 창은, 서로 전기적으로 절연된 복수의 분할편으로 분할되며, 상기 분할편은 각각, 다른 부재에 놓이는 일 없이, 매달림 부재에 의해서 상기 안테나실의 천장판부로부터 매달려 있는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라스마 처리 장치를 제공한다.
상기 하나의 관점에 따른 유도 결합 플라스마 처리 장치에 있어서, 상기 직사각 형상의 금속 창은, 상기 직사각 형상의 금속 창을, 상기 직사각 형상의 금속 창의 둘레 방향을 따라서 둘 이상으로 분할하는 제 1 분할과, 상기 둘레 방향을 따라서 분할된 금속 창을, 상기 둘레 방향과 교차하는 방향을 따라서 둘 이상으로 분할하는 제 2 분할이 행해져서, 상기 복수의 분할편으로 분할되는 것으로 할 수 있다. 이 때, 상기 제 2 분할은, 상기 직사각 형상의 금속 창의 네 모서리로부터, 대각선을 따른 분할을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 분할이 행해지는 방향에는, 도전성을 갖는 금속 비임과, 상기 금속 비임과 상기 분할편을 절연하는 절연 부재가 개재되며, 상기 제 1 분할이 행해지는 방향에는, 상기 금속 비임이 없으며, 상기 분할편끼리를 절연하는 절연 부재만이 개재되는 구조로 할 수 있다.
또한, 상기 제 1 분할이 행해진 방향, 및 상기 제 2 분할이 행해진 방향 각각에는, 상기 분할편끼리를 절연하는 절연 부재만이 개재되는 구조로 할 수도 있다. 이 때, 상기 절연 부재는, 상기 분할편이 수용되는 복수의 수용부를 가진 하나의 절연 부재로서 구성하는 것이 가능하다.
또한, 상기 절연 부재는, 상기 분할편 상에 탑재되는 구조를 가지도록 할 수 있다.
또한, 상기 매달림 부재는, 상기 분할편으로부터 전기적으로 절연되어 있는 것이 좋다. 또한, 상기 매달림 부재에는, 인접하는 상기 분할편끼리에 걸쳐서, 이들 분할편 각각에 체결되는 구조를 가진 것이 포함되어 있어도 좋다.
또한, 상기 안테나실의 천판부의 외측에, 상기 천판부의 변형을 억제하는 보강 부재가 마련되어 있어도 좋다. 이 때, 상기 보강 부재는, 상기 천판부로부터 외측을 향하여 볼록해지는 원호형의 형상을 가지는 것이 바람직하다.
상기 분할편은, 상기 처리실에 처리 가스를 공급하는 가스 샤워 헤드를 겸하는 것이 바람직하다. 이러한 경우에 상기 매달림 부재는, 상기 분할편에 상기 처리 가스를 공급하기 위한 배관을 겸하고 있어도 좋다. 또한, 상기 분할편은, 냉온수 순환기에 의해 온도 제어되는 것이 바람직하다. 이러한 경우에 상기 매달림 부재는, 상기 냉온수 순환기에 의한 상기 분할편으로의 냉온수 순환을 위한 배관을 겸하고 있어도 좋다.
본 발명에 의하면, 분할 타입의 금속 창을 갖고 있어도, 처리실의 내부에 균일한 플라스마를 생성하는 것이 가능한 유도 결합 플라스마 처리 장치를 제공할 수 있다. 또한, 분할 타입의 금속 창을 갖고 있어도, 처리실의 내부에 균일한 플라스마를 생성하는 것이 가능하며, 또한, 처리 가스의 효율적인 공급이나, 균일성이 양호한 처리 가스의 공급도 가능한 유도 결합 플라스마 처리 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라스마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 종단면도,
도 2는 도 1 중의 Ⅱ-Ⅱ선을 따르는 수평 단면도,
도 3은 고주파 안테나의 일 예를 도시하는 평면도,
도 4는 금속 창을 이용했을 경우의 유도 결합 플라스마의 생성 원리를 도시하는 도면,
도 5는 금속 창의 매달림 구조의 일 예를 도시하는 단면도,
도 6은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라스마 처리 장치가 구비하고 있는 절연 부재의 일 예를 도시하는 평면도,
도 7은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유도 결합 플라스마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 종단면도,
도 8은 도 7 중의 Ⅷ-Ⅷ선을 따른 수평 단면도,
도 9는 본 발명의 제 2 실시형태의 유도 결합 플라스마 처리 장치에 이용하는 절연 부재의 일 예를 도시하는 평면도,
도 10은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 유도 결합 플라스마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 종단면도,
도 11의 (a) 도면은 보강 부재의 장착의 일 예를 도시하는 평면도이며, 도 11의 (b)의 도면은 보강 부재의 장착의 다른 예를 도시하는 평면도.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다.
<제 1 실시형태>
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라스마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 종단면도, 도 2는 도 1 중의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 수평 단면도이다. 도 1 및 도 2에 도시하는 유도 결합 플라스마 처리 장치는, 직사각형 기판, 예를 들면, FPD용 유리 기판 위에 박막 트랜지스터를 형성할 때의 메탈막, ITO막, 산화막 등의 에칭이나, 레지스트막의 애싱 처리 등의 플라스마 처리에 이용할 수 있다. 여기서, FPD로서는, 액정 디스플레이(LCD), 일렉트로 루미네선스(Electro　Luminescence:EL) 디스플레이, 플라스마 디스플레이 패널(PDP) 등이 예시된다. 또한, FPD용 유리 기판에 한정하지 않으며, 태양 전지 패널용 유리 기판에 대한 상기와 동일한 플라스마 처리에도 이용할 수 있다.
이 플라스마 처리 장치는, 도전성 재료, 예를 들면, 내벽면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 이루어지는 각통 형상의 기밀한 본체 용기(1)를 갖는다. 이 본체 용기(1)는 분해 가능하게 조립되어 있으며, 접지선(1a)에 의해 전기적으로 접지되어 있다. 본체 용기(1)는, 본체 용기(1)와 절연되어 형성된 직사각 형상의 금속 창(2)에 의해 상하로 안테나실(3) 및 처리실(4)로 구획되어 있다. 금속 창(2)은, 처리실(4)의 천장벽을 구성한다. 금속 창(2)은, 예를 들면, 비자성체이며 도전성의 금속, 예를 들면 알루미늄 또는 알루미늄을 포함한 합금으로 구성된다. 또한, 금속 창(2)의 내 플라스마성을 향상시키기 위해서, 금속 창(2)의 처리실(4)측의 표면에 유전체막이나 유전체 커버를 마련하여도 좋다. 유전체 막으로서는 양극 산화막 또는 용사 세라믹스막을 들 수 있다. 또한 유전체 커버로서는 석영제 또는 세라믹스제의 것을 들 수 있다.
안테나실(3)의 측벽(3a)과 처리실(4)의 측벽(4a)의 사이에는, 본체 용기(1)의 내측으로 돌출하는 금속 프레임(5)과, 금속 프레임(5)의 내측에 대각선 형상으로 형성된 금속 비임(6)이 마련되어 있다. 금속 프레임(5) 및 금속 비임(6)은 도전성 재료, 바람직하게는 알루미늄 등의 금속으로 구성된다.
본 예의 직사각 형상의 금속 창(2)은 복수의 분할편(2a 내지 2h)으로 분할되며, 이들 분할편(2a 내지 2h)은 각각, 도 2에 도시하는 바와 같이 금속 프레임(5) 및 금속 비임(6)의 내측에 배치되어 있다. 본 예에서는, 직사각 형상의 금속 창(2)에 대해, 금속 창(2)의 둘레 방향을 따라서 둘 이상으로 분할하는 제 1 분할(화살표 A)과, 둘레 방향을 따라서 분할된 금속 창(2)을, 둘레 방향과 교차하는 방향을 따라서 추가로 둘 이상으로 분할하는 제 2 분할(화살표 B)이 행해져서, 합계 8개의 분할편(2a 내지 2h)으로 분할되어 있다. 본 예의 제 2 분할(화살표 B)은, 직사각 형상의 금속 창(2)의 네 모서리로부터, 대각선을 따른 분할을 포함하고 있다. 이와 같이 분할된 분할편(2a 내지 2h)은, 절연 부재(7)에 의해서 금속 프레임(5) 및 금속 비임(6)으로부터 전기적으로 절연되는 동시에, 분할편(2a 내지 2h)끼리도 절연 부재(7)에 의해서 서로 전기적으로 절연되도록 되어 있다.
본 예의 분할편(2a 내지 2h)은, 금속 프레임(5) 및 금속 비임(6)의 내측에, 이들 금속 프레임(5) 및 금속 비임(6)에 놓이는 일 없이 배치되어 있다. 그리고, 절연 부재(7)는, 분할편(2a 내지 2h), 금속 프레임(5), 및 금속 비임(6) 각각의 상부에 탑재되는 구조를 갖고 있다. 본 예의 분할편(2a 내지 2h)의 지지 형태는, 매달림 부재(8)에 의해서 안테나실(3)의 천판부(3b)로부터 매다는 형태이다. 본 예의 매달림 부재(8)는, 분할편(2a 내지 2h)을, 분할편(2a 내지 2h)의 상부 각각에 탑재된 절연 부재(7)와 함께 매단다. 또한, 본 예의 매달림 부재(8)는, 금속 프레임(5) 및 금속 비임(6)에 대해서도, 금속 프레임(5) 상부 및 금속 비임(6)의 상부 각각에 탑재된 절연 부재(7)와 함께 매단다. 또한, 본 예의 절연 부재(7)는, 일체적으로 매달림 부재(8)와 금속 비임(6)의 상면 및 분할편(2a 내지 2h)의 상면을 절연하고, 금속 비임(6)의 측면과 분할편(2a 내지 2h)의 측면을 절연하고 있지만, 절연 부재(7)는, 예를 들면, 매달림 부재(8)와 금속 비임(6)의 상면 및 분할편(2a 내지 2h)의 상면을 절연하는 부분과, 금속 비임(6)의 측면과 분할편(2a 내지 2h)의 측면을 절연하는 부분으로 분할되어 있어도 좋다.
또한, 본 예에 있어서는, 분할편(2a 내지 2h)이 처리 가스 공급용의 샤워헤드를 겸하고 있다. 분할편(2a 내지 2h)이 샤워 헤드를 겸하는 경우에는, 분할편(2a 내지 2h) 각각의 내부에, 처리 가스를 확산시키는 처리 가스 확산 실(9)이 형성된다. 분할편(2a 내지 2h)의 처리실(4)에 대향한 하면에는, 처리 가스 확산실(9)로부터 처리실(4)에 대하여 처리 가스를 분출하는 복수의 처리 가스 토출 구멍(9a)이 형성된다. 처리 가스 공급 기구(10)는, 처리 가스를, 가스 공급관(10a)을 거쳐서 분할편(2a 내지 2h) 각각의 내부에 형성된 처리 가스 확산실(9)에 공급한다. 공급된 처리 가스는, 처리 가스 토출 구멍(9a)을 거쳐서 처리 가스 확산실(9)로부터 처리실(4)을 향하여 토출된다.
안테나실(3)의 내부에는, 분할편(2a 내지 2h)에 면하도록 고주파 안테나(11)가 배치된다. 고주파 안테나(11)는, 예를 들면, 도시하지 않는 절연 부재로 이루어지는 스페이서를 거쳐서 분할편(2a 내지 2h)으로부터 이격하여 배치된다. 고주파 안테나(11)는, 분할편(2a 내지 2h)으로 분할된 직사각 형상의 금속 창(2)에 대응하는 면 내에서, 직사각 형상의 금속 창(2)의 둘레 방향을 따라서 주회(周回)하도록 마련되며, 예를 들면 도 3에 도시하는 바와 같이, 소용돌이 형상으로 형성된다. 도 3에 도시하는 고주파 안테나(11)는, 도전성 재료, 예를 들면 구리 등으로 이루어지는 4개의 안테나 선(11a 내지 11d)을 90°씩 위치를 어긋나게 하면서 권회하며, 전체가 소용돌이 형상이 되도록 한 다중(4중) 안테나를 구성한 예이며, 안테나 선의 배치 영역이 대략 액자 형상을 이루고 있다. 또한, 고주파 안테나(11)는, 도 3에 도시하는 다중 안테나에 한정되는 것이 아니며, 하나 또는 복수의 안테나 선을 환상으로 한 환상 안테나라도 좋다. 또한, 본 예의 고주파 안테나(11)는, 그 단면이 단변과 장변을 가진 직사각 형상으로 되어 있다. 그리고, 고주파 안테나(11)는, 장변측을 분할편(2a 내지 2h)에 대향시켜 배치하고 있지만(소위 수평 설치), 단변측을 분할편(2a 내지 2h)에 대향시키도록 배치하여도 좋다(소위 수직 설치).
고주파 안테나(11)에는, 정합기(12)를 거쳐서 제 1 고주파 전원(13)이 접속되어 있다. 그리고, 플라스마 처리의 사이, 고주파 안테나(11)에는, 제 1 고주파 전원(13)으로부터 정합기(12)를 거쳐서, 예를 들면 13.56㎒의 고주파 전력을 공급한다. 이것에 의해, 분할편(2a 내지 2h) 각각의 표면에 와전류가 야기되며, 이 와전류에 의해서 처리실(4)의 내부에 유도 전계가 형성된다. 가스 토출 구멍(9a)으로부터 토출된 처리 가스는, 유도 전계에 의해서 처리실(4)의 내부에서 플라스마화된다.
처리실(4) 내의 하방에는, 금속 창(2)을 사이에 두고 고주파 안테나(11)와 대향하도록, 피처리 기판으로서 직사각 형상의 FPD용 유리 기판(이하 간단히 기판이라 적음)(G)을 탑재하기 위한 탑재대(14)가 마련되어 있다. 탑재대(14)는, 도전성 재료, 예를 들면 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 구성되어 있다. 탑재대(14)에 탑재된 기판(G)은, 정전 척(도시하지 않음)에 의해 흡착 보지된다. 탑재대(14)는 절연체 프레임(15) 내에 수납되어 있다. 절연체 프레임(15)은, 본체 용기(1)의 저부에 탑재되어 있다. 또한 탑재대(14)는, 본체 용기(1)의 저부에, 상하 방향으로 승강 가능하게 마련되어 있어도 좋다. 처리실(4)의 측벽(4a)에는, 기판(G)을 반입출하기 위한 반입출구(16) 및 반입출구(16)를 개폐하는 게이트 밸브(17)가 마련되어 있다.
탑재대(14)에는, 급전선(18)에 의해, 정합기(19)를 거쳐서 제 2 고주파 전원(20)이 접속되어 있다. 제 2 고주파 전원(20)은, 플라스마 처리 중에, 바이어스용의 고주파 전력, 예를 들면 주파수가 3.2㎒의 고주파 전력을 탑재대(14)에 인가한다. 이 바이어스용의 고주파 전력에 의해 생성된 셀프 바이어스에 의해서, 처리실(4) 내에 생성된 플라스마 중의 이온을 효과적으로 기판(G)으로 인입할 수 있다. 또한, 탑재대(14) 내에는, 기판(G)의 온도를 제어하기 위해서, 세라믹 히터 등의 가열 수단이나 냉매 유로 등으로 이루어지는 온도 제어 기구와 온도 센서가 마련되어 있다(모두 도시하지 않음).
처리실(4)의 저부에는, 배기구(21)를 거쳐서 진공 펌프 등을 포함하는 배기 장치(22)가 접속되어 있다. 배기 장치(22)는, 처리실(4)의 내부를 배기한다. 이것에 의해, 플라스마 처리 중, 처리실(4)의 내부가 소정의 진공 분위기(예를 들면 1.33Pa)로 설정, 유지된다.
탑재대(14)에 탑재된 기판(G)의 이면측에는 냉각 공간(도시하지 않음)이 형성되어 있으며, 일정한 압력의 열 전달용 가스로서 He 가스를 공급하기 위한 He 가스 유로(23)가 마련되어 있다. 이와 같이 기판(G)의 이면측에 열 전달용 가스를 공급함으로써, 진공 하에서 기판(G)의 온도 상승이나 온도 변화를 회피할 수 있도록 되어 있다.
이 플라스마 처리 장치의 각 구성부는, 마이크로 프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 제어부(100)에 접속되어 제어되는 구성으로 되어 있다. 또한, 제어부(100)에는, 오퍼레이터에 의한 플라스마 처리 장치를 관리하기 위한 커멘드 입력 등의 입력 조작을 실행하는 키보드나, 플라스마 처리 장치의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스(101)가 접속되어 있다. 또한, 제어부(100)에는, 플라스마 처리 장치에서 실행되는 각종 처리를 제어부(100)의 제어로 실현하기 위한 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라서 플라스마 처리 장치의 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램 즉 처리 레시피가 격납된 기억부(102)가 접속되어 있다. 처리 레시피는 기억부(102) 중의 기억 매체에 기억되어 있다. 기억 매체는, 컴퓨터에 내장된 하드 디스크나 반도체 메모리라도 좋고, CDROM, DVD, 플래시 메모리 등의 가반성(可搬性)의 것이어도 좋다. 또한, 다른 장치로부터, 예를 들면 전용 회선을 거쳐서 레시피를 적절히 전송시키도록 하여도 좋다. 그리고, 필요에 따라서, 유저 인터페이스(101)로부터의 지시 등에 의해 임의의 처리 레시피를 기억부(102)로부터 호출하여 제어부(100)에 실행시킴으로써, 제어부(100)의 제어하에서, 플라스마 처리 장치에서의 소망의 처리가 실행된다.
(금속 창)
다음에, 금속 창을 이용한 경우의 유도 결합 플라스마의 생성 원리를 설명한다. 도 4는 금속 창을 이용한 경우의 유도 결합 플라스마의 생성 원리를 도시하는 도면이다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 고주파 안테나(11)에 흐르는 고주파 전류(IRF)로부터, 금속 창(2) 상면(고주파 안테나측 표면)에 유도 전류가 발생한다. 유도 전류는 표면 효과에 의해 금속 창(2)의 표면 부분에만 흐르지만, 금속 창(2)은 금속 프레임(5), 금속 비임(6), 및 본체 용기(1)로부터 절연되어 있기 때문에, 고주파 안테나(11)의 평면 형상이 직선 형상이면, 금속 창(2)의 상면으로 흐른 유도 전류는, 금속 창(2)의 측면으로 흐르고, 이어서, 측면으로 흐른 유도 전류는, 금속 창(2)의 하면(처리실측 표면)으로 흐르며, 또한, 금속 창(2)의 측면을 거쳐서, 재차 금속 창(2)의 상면으로 되돌아와, 와전류(IED)를 생성한다. 이와 같이 하여, 금속 창(2)에는, 그 상면(고주파 안테나측 표면)으로부터 하면(처리실측 표면)으로 루프하는 와전류(IED)가 생성된다. 이 루프하는 와전류(IED) 중, 금속 창(2)의 하면을 흐른 전류가 처리실(4) 내에 유도 전계(IP)를 생성하며, 이 유도 전계(IP)에 의해 처리 가스의 플라스마가 생성된다.
한편, 고주파 안테나(11)가 금속 창(2)에 대응하는 면 내에서 둘레 방향을 따라서 주회하도록 마련되어 있는 경우에는, 금속 창(2)으로서 깨끗한 1매의 판을 이용하면, 고주파 안테나에 의해서 금속 창(2)의 상면에 생성되는 와전류(IED)는, 금속 창(2)의 상면 만을 루프하는 것으로 된다. 따라서 와전류(IED)는 금속 창(2)의 하면에는 흐르지 않으며 플라스마는 생성되지 않는다. 이 때문에, 금속 창(2)을 분할편(2a 내지 2h)으로 분할하는 동시에 서로 절연하며, 분할편(2a 내지 2h) 각각에 와전류(IED)가 흐르도록 한다. 즉, 금속 창(2)을 서로 절연한 상태로 복수의 분할편(2a 내지 2h)으로 분할함으로써, 분할편(2a 내지 2h) 각각의 상면에는, 측면에 도달하는 유도 전류가 흐르고, 측면으로부터 하면으로 흐르며, 재차 측면을 흐른 상면으로 되돌아 가는 루프 형상의 와전류(IED)를 생성한다.
(매달림 구조)
다음에, 금속 창(2)의 매달림 구조의 일 예를 설명한다.
도 5는 금속 창의 매달림 구조의 일 예를 도시하는 단면도이다. 도 5에는 분할편(2a, 2b)을 매다는 구조의 일 부분이 도시되어 있다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 절연 부재(7)는, 분할편(2a, 2b), 금속 프레임(5), 및 금속 비임(6) 상에 탑재되는 칼라부(31)를 갖고 있다. 칼라부(31)의 분할편(2a, 2b)에 대향하는 면에는, 시일 부재, 예를 들면 O링(34)이 환상으로 마련되어 있다. 또한, 칼라부(31)의 금속 프레임(5)에 대향하는 면, 및 칼라부(31)의 금속 비임(6)에 대향하는 면에도, 시일 부재, 예를 들면 O링(35)이 환상으로 마련되어 있다. 이러한 O링(34, 35)에 의해서, 안테나실(3)과 처리실(4)의 기밀성이 보지된다.
칼라부(31)끼리의 사이에는, 분할편(2a, 2b)의 측면끼리, 및 분할편(2a, 2b)의 측면을 금속 프레임(5), 금속 비임(6)으로부터 절연하는 벽부(36)가 마련되어 있다. 벽부(36)끼리의 사이에 얻어진 공간이, 분할편(2a, 2b)이 수용되는 수용부가 된다.
분할편(2a, 2b)을 수용부에 수용한 상태로, 매달림 부재(8)를, 절연 부재(7) 및 분할편(2a, 2b)에 체결 부재, 예를 들면 볼트(40)에 의해서 체결한다. 이것에 의해, 절연 부재(7) 및 분할편(2a, 2b)이 매달림 부재(8)에 체결된다. 또한, 매달림 부재(8)에 체결된 절연 부재(7) 및 분할편(2a, 2b)을, 금속 프레임(5)과 금속 비임(6)에 의해서 구획된 영역에 수용하고, 매달림 부재(8)를, 절연 부재(7), 금속 프레임(5) 및 금속 비임(6)에 체결 부재, 예를 들면 볼트(42)에 의해서 체결한다. 이것에 의해, 금속 프레임(5) 및 금속 비임(6)이 매달림 부재(8)에 체결된다. 그리고, 분할편(2a, 2b), 절연 부재(7), 금속 프레임(5) 및 금속 비임(6)에 체결된 매달림 부재(8)를, 안테나실(3)의 천판부(3b)에 체결 부재, 예를 들면 볼트(43)에 의해서 체결한다. 이와 같이 하여, 분할편(2a, 2b)이 매달림 부재(8)에 의해서 안테나실(3)의 천판부(3b)로부터 매달린 구조를 얻을 수 있다. 또한, 도 5에 도시하는 바와 같이, 볼트(40, 42)와, 금속 프레임(5)이나 금속 비임(6), 및 분할편(2a, 2b)의 사이에 절연물(44)을 개재되어, 볼트(40, 42)를, 금속 프레임(5)이나 금속 비임(6), 및 분할편(2a, 2b)으로부터 절연하도록 하여도 좋다. 또한, 본 예에서는, 도 5에 도시한 절연 부재(7)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 금속 프레임(5)과 금속 비임(6)에 의해서 구획된 4개의 삼각형 형상의 영역(41)에 대응하여 4개 마련된다.
또한, 본 예의 매달림 부재(8)는, 인접하는 분할편(2a, 2b)끼리에 걸쳐서, 이들 분할편(2a, 2b) 각각에 체결되는 구조를 갖고 있다. 매달림 부재(8)는, 물론 분할편(2a), 또는 분할편(2b) 중 어느 한쪽에만 체결되는 구조를 갖고 있어도 좋다. 그렇지만, 매달림 부재(8)를 인접하는 분할편(2a, 2b) 각각에 체결되는 구조로 하고, 인접하는 분할편(2a, 2b)끼리, 1개의 매달림 부재(8)를 공유하도록 하면, 매달림 부재(8)의 수를 삭감할 수 있다고 하는 이점을 얻을 수 있다.
(처리 동작)
다음에, 이상과 같이 구성되는 유도 결합 플라스마 처리 장치를 이용하여 기판(G)에 대해 플라스마 처리, 예를 들면 플라스마 에칭 처리를 실시할 때의 처리 동작에 대하여 설명한다.
우선, 게이트 밸브(17)를 개방한 상태에서 반입출구(16)로부터 반송 기구(도시하지 않음)에 의해 기판(G)을 처리실(4) 내에 반입하고, 탑재대(14)의 탑재면에 탑재한 후, 정전 척(도시하지 않음)에 의해 기판(G)을 탑재대(14) 상에 고정한다. 다음, 처리실(4) 내에 처리 가스 공급 기구(10)로부터 공급되는 처리 가스를, 샤워 헤드를 겸하는 분할편(2a 내지 2h)의 가스 토출 구멍(9a)으로부터 처리실(4) 내로 토출시키는 동시에, 배기 장치(22)에 의해 배기구(21)를 거쳐서 처리실(4) 내를 진공 배기함으로써, 처리실 내를 예를 들면 0.66Pa 내지 26.6Pa 정도의 압력 분위기로 유지한다.
또한, 이 때 기판(G)의 이면측의 냉각 공간에는, 기판(G)의 온도 상승이나 온도 변화를 회피하기 위해서, He 가스 유로(23)를 거쳐서, 열 전달용 가스로서 He 가스를 공급한다.
이어서, 제 1 고주파 전원(13)으로부터 예를 들면 13.56㎒의 고주파를 고주파 안테나(11)에 인가하고, 이것에 의해 금속 창(2)을 거쳐서 처리실(4) 내에 균일한 유도 전계를 생성한다. 이와 같이 하여 생성된 유도 전계에 의해서, 처리실(4) 내에서 처리 가스가 플라스마화하여, 고밀도의 유도 결합 플라스마가 생성된다. 이 플라스마에 의해, 기판(G)에 대해서 플라스마 처리로서, 예를 들면 플라스마 에칭 처리가 실행된다.
이와 같은 제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라스마 처리 장치에 의하면, 분할편(2a 내지 2h)을, 금속 프레임(5)이나 금속 비임(6) 상에 탑재하지 않고, 안테나실(3)의 천판부(3b)로부터 매달림 부재(8)에 의해서 매다는 구조로 하고 있다. 그리고, 분할편(2a 내지 2h)을 천판부(3b)로부터 매다는 것에 의해, 분할편(2a 내지 2h)이 대기압을 지지하는 구조로 되어 있다. 이 때문에, 금속 비임(6)에는 대기압을 지지할 정도의 강도는 필요 없어져서, 분할편을 금속 프레임이나 금속 비임 상에 탑재하는 타입의 유도 결합 플라스마 처리 장치와 비교하여, 금속 비임(6)의 폭을 좁게 설정할 수 있다.
금속 비임(6)의 폭을 좁게 설정하는 것이 가능해진 결과, 처리실(4) 내로의 유도 전계의 형성에는 기여하지 않는 금속 비임(6)의 면적을 최소 한도로 억제할 수 있어서, 처리실(4) 내에 발생하는 유도 전계의 균일성을 향상시키는 것이 가능해진다. 유도 전계의 균일성이 향상되는 것에 의해, 처리실(4) 내에 생성되는 플라스마의 균일성도 좋아져서, 플라스마 처리의 균일성도 향상된다.
또한, 분할편을 금속 프레임 및 금속 비임 상에 탑재하는 타입의 유도 결합 플라스마 처리 장치에 있어서는, 금속 비임을 분할편마다 설정해야 한다. 이 때문에, 분할 수가 증가함에 따라서 금속 비임의 수도 증가한다는 사정이 있다. 이와 같은 사정으로부터도, 처리실(4) 내에의 유도 전계의 형성에는 기여하지 않는 금속 비임의 면적이 증가하는 경향이 있었다.
이와 같은 사정에 비하여, 제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라스마 처리 장치에 의하면, 분할편(2a 내지 2h)을 천판부(3b)로부터 매다는 구조로 한 것에 의해서, 금속 비임(6)을 분할편(2a 내지 2h)마다 설정할 필요를 없앨 수 있다. 즉, 분할편(2a 내지 2h)끼리를 절연 부재(7)로 절연하는 것만으로 좋다. 이 때문에, 분할 수가 증가했다고 하여도, 금속 비임(6)의 수를 줄일 수 있고, 금속 비임(6)의 수를 줄인 만큼, 처리실(4) 내에의 유도 전계의 형성에 기여하는 분할편(2a 내지 2h)의 면적을 증가시킬 수 있다고 하는 이점도 얻을 수 있다.
또한, 직사각 형상의 금속 창을 둘레 방향을 따라서 분할하는 금속 비임은, 안테나실에 배치된 고주파 안테나와 병행한다. 이러한 금속 비임에는, 고주파 안테나를 흐르는 전류와는 역 방향의 전류가 흐른다. 이러한 전류는, 금속 비임의 바로 아래 뿐만 아니라, 금속 비임의 주위의 유도 전계까지도 약화시켜 버린다.
이와 같은 직사각 형상의 금속 창을 둘레 방향을 따라서 분할하는 금속 비임에 대해서도, 분할편(2a 내지 2h)끼리를 절연 부재(7)로 절연하는 것만으로 충분한, 제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라스마 처리 장치에 있어서는, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 없앨 수 있다. 제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라스마 처리 장치는, 금속 프레임(5)의 내측의 영역에, 대각선을 따라서 분할하는 금속 비임(6) 밖에 존재하지 않는다. 이 때문에, 고주파 안테나에 흐르는 전류와는 역방향의 전류가 흐르는 금속 비임은 없어져서, 처리실(4)의 내부에, 유도 전계를 보다 효율적이고 균일하게 생성할 수 있다고 하는 이점도 얻을 수 있다.
또한, 제 1 실시형태에 있어서는, 분할편(2a 내지 2h)이 처리 가스 공급용의 가스 샤워 헤드를 겸하고 있다. 반드시 분할편(2a 내지 2h)이 가스 샤워 헤드를 겸할 필요는 없다. 그렇지만, 분할편(2a 내지 2h)의 면적을 증가시킬 수 있는 제 1 실시형태에 있어서, 추가로 분할편(2a 내지 2h)이 가스 샤워 헤드를 겸하도록 하면, 금속 창(2)의 총 면적에 차지하는 가스 샤워부의 총 면적의 비율을 증가시키는 것이 가능해져, 처리 가스의 효율적인 공급, 및 균일성이 양호한 가스 공급을 실현할 수 있다고 하는 이점도 얻을 수 있다.
이와 같이, 제 1 실시형태에 의하면, 분할 타입의 금속 창(2)을 갖고 있어도, 처리실(4)의 내부에 균일한 플라스마를 생성하는 것이 가능한 유도 결합 플라스마 처리 장치를 제공할 수 있다.
또한, 분할 타입의 금속 창(2)을 갖고 있어도, 처리실(4)의 내부에 균일한 플라스마를 생성하는 것이 가능하며, 또한, 처리 가스의 효율적인 공급이나, 균일성이 양호한 처리 가스의 공급도 가능한 유도 결합 플라스마 처리 장치를 얻을 수 있다.
<제 2 실시형태>
도 7은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유도 결합 플라스마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 종단면도, 도 8은 도 7 중의 Ⅷ-Ⅷ선을 따른 수평 단면도이다. 도 7 및 도 8에 있어서, 도 1 및 도 2와 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고, 다른 부분에 대해서만 설명한다.
도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 제 2 실시형태에 따른 유도 결합 플라스마 처리 장치가, 제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라스마 처리 장치와 다른 점은, 금속 비임(6)을 모두 없애고, 금속 프레임(5)만으로 한 것이다. 금속 프레임(5)의 내측에 배치되는 분할편(2a 내지 2h)은, 모두 절연 부재(7)에 의해서 절연하기만 하고 있다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유도 결합 플라스마 처리 장치가 구비하고 있는 절연 부재의 일 예를 도시하는 평면도이다.
제 1 실시형태에 있어서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 금속 프레임(5)과 금속 비임(6)에 의해서 구획된 4개의 삼각 형상의 영역(41)에 대응시켜, 4개의 절연 부재(7)를 구비하고 있었다. 그러나, 제 2 실시형태에 있어서는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 금속 프레임(5)의 내측에 얻어진 1개의 직사각 형상의 영역(41)에 대응하여, 하나의 절연 부재(7)를 마련하기만 하면 된다. 이 때문에, 제 1 실시형태와 비교하여, 제 2 실시형태는 절연 부재(7)의 수를 줄일 수 있어서, 예를 들면, 유도 결합 플라스마 처리 장치의 조립성이 양호하게 된다고 하는 이점을 얻을 수 있다.
또한, 금속 프레임(5)의 내측에 얻어지는 직사각 형상의 영역의 크기를 제 1 실시형태와 동일하게 한 경우에는, 금속 비임(6)이 없는 만큼, 처리실(4) 내로의 유도 전계의 형성에 기여하는 분할편(2a 내지 2h)의 면적을 증가시킬 수 있다. 이 때문에, 제 1 실시형태와 비교하여, 유도 전계의 균일성이 더욱 향상된다. 그리고, 처리실(4) 내에 생성되는 플라스마의 균일성도 더욱 양호하며, 또한, 플라스마 처리의 균일성도 더욱 향상된다.
또한, 제 2 실시형태에 있어서도, 분할편(2a 내지 2h)이 처리 가스 공급용의 가스 샤워 헤드를 겸하도록 하면, 가스 샤워부의 총 면적이 증가하므로, 처리 가스의 보다 효율적인 공급, 및 보다 균일성이 좋은 처리 가스의 공급을 실현할 수 있다.
<제 3 실시형태>
도 10은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 유도 결합 플라스마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 종단면도이다. 도 10에 있어서 도 7과 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고, 다른 부분에 대해서만 설명한다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 제 3 실시형태가 제 2 실시형태와 다른 점은, 안테나실(3)의 천판부(3b)의 외측에 보강 부재(50)를 마련한 것이다. 보강 부재(50)는 천판부(3b)의 변형을 억제하는 것이다. 본 예에서는, 보강 부재(50)는 천판부(3b)로부터 외측을 향하여 볼록해지는 원호형의 형상을 갖고 있다. 이 형상은, 천판부(3b)가 변형하려고 하는 형상과는 반대의 형상이다. 원호형의 보강 부재(50)는, 본 예에서는 천판부(3b)에 지주(51)에 의해서 접속되며, 소위 리브 구조를 이루고 있다.
도 11의 (a)는 보강 부재의 장착의 일 예를 도시하는 평면도, 도 11의 (b)는 보강 부재의 장착의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
보강 부재(50)는, 도 11의 (a)에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 천판부(3b)의 중심을 통과하도록, 하나만 마련하도록 하여도 좋고, 도 11의 (b)에 도시하는 바와 같이, 복수 개 마련하도록 하여도 좋다.
본 발명의 실시형태에 따른 유도 결합 플라스마 처리 장치의 처리실(4)은, 처리하는 사이, 감압 환경하가 된다. 이 때문에, 분할편(2a 내지 2h)에는 대기압에 의해서 처리실(4)을 향하여 누르는 힘이 가해진다. 게다가, 분할편(2a 내지 2h)은 천판부(3b)로부터 매달림 부재(8)에 의해서 매달려 있다. 이 때문에, 처리의 사이, 분할편(2a 내지 2h)은, 천판부(3b)를 매달림 부재(8)를 거쳐서 인장하게 되어, 천판부(3b)가 변형되기 쉬운 상태로 된다.
이와 같은 사정은, 천판부(3b)의 외측에 보강 부재(50)를 마련함으로써 해소할 수 있다. 또한, 천판부(3b)의 외측에 보강 부재(50)를 마련하면, 천판부(3b)의 변형이 억제되므로, 변형하기 어려운 천판부(3b)에 매달리는 분할편(2a 내지 2h)도 또한, 변형하기 어렵다고 하는 이점을 얻을 수 있다.
또한, 도 10에 있어서는, 보강 부재(50)를 제 2 실시형태에 따른 유도 결합 플라스마 처리 장치에 마련한 예를 도시했지만, 제 3 실시형태에 따른 보강 부재(50)는, 제 1 실시형태 따른 유도 결합 플라스마 처리 장치에 대해서도, 물론 적용 가능하다.
<금속 창의 분할 예>
도 2나 도 8에 도시한 수평 단면도에는, 금속 창(2)의 분할 예가 도시되었다. 도 2나 도 8에 따른 분할 예는, 둘레 방향에 교차하는 방향에 따른 분할, 예를 들면, 대각선을 따른 분할과, 둘레 방향을 따른 분할을 조합한 것이었다. 둘레 방향에 따른 분할은, 금속 창(2)을, 복수의 환(環)으로 분할한다. 도 2나 도 8에 도시한 분할은, 둘레 방향을 따른 분할이 일주(一周)였으므로, 금속 창(2)은 내환과 내환을 가진 이환형이 된다.
금속 창(2)에는, 둘레 방향을 따른 분할이 반드시 필요하지는 않으며, 둘레 방향에 교차하는 방향을 따른 분할, 예를 들면, 대각선을 따른 분할만이어도 좋다. 이러한 경우에는, 금속 창이 일환형으로 된다.
이상, 본 발명을 실시형태에 의해 설명했지만, 본 발명이 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지로 변형 가능하다.
예를 들면, 고주파 안테나로서 소용돌이 형상의 것을 예로 들어 설명했지만, 환상 등, 금속 창에 대응하는 면 내에서 금속 창의 둘레 방향을 따라서 주회하도록 마련되어 있으면, 구조는 문제되지 않는다.
또한, 금속 창(2)의 분할편(2a 내지 2h)은, 냉온수 순환기에 의해 온도 제어되도록 하여도 좋다. 이러한 경우, 냉온수를 매달림 부재(8)에 흘려 보낼 수 있는 구조로 하여도 좋다. 이와 같이 매달림 부재(8)를, 분할편(2a 내지 2h)을 매달기 위한 부재로서 사용하는 것 이외에, 냉온수 순환기에 의한 분할편(2a 내지 2h)으로의 냉온수 순환을 위한 배관으로도 사용함으로써, 냉온수 순환을 위한 배관류를 별도로 마련하는 일 없이, 심플한 구성으로 분할편(2a 내지 2h)의 냉온수 순환에 의한 온도 제어를 실현할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서의 분할편(2a 내지 2h)은, 처리실(4)에 처리 가스를 공급하는 가스 샤워 헤드를 겸하고 있었다. 그 경우, 처리 가스를 매달림 부재(8)에 흘려 보낼 수 있는 구조로 하여도 좋다. 이와 같이, 매달림 부재(8)를, 가스 샤워 헤드[분할편(2a 내지 2h)]에 처리 가스를 공급하기 위한 배관으로서 사용하도록 하여도 좋다. 이것에 의해, 처리 가스의 공급을 위한 배관류를 별도로 마련하는 일 없이, 심플한 구성으로 분할편(2a 내지 2h)으로부터 처리실(4)로의 처리 가스의 공급을 실현할 수 있다.
또한, 매달림 부재(8)에는, 상기 냉온수를 흘려 보낼 수 있는 구조와, 상기 처리 가스를 흘려 보낼 수 있는 구조의 쌍방을 마련하고, 분할편(2a 내지 2h)을 매다는 부재로서 사용하는 동시에, 냉온수 순환을 위한 배관 및 처리 가스를 공급하기 위한 배관을 각각 겸하는 것도 가능하다.
또한, 상기 실시형태에서는 유도 결합 플라스마 처리 장치의 일 예로서 에칭 장치를 예시했지만, 에칭 장치에 한정되지 않으며, CVD 성막 등의 다른 플라스마 처리 장치에도 적용할 수 있다.
더구나, 피처리 기판으로서 FPD 기판을 이용한 예를 나타냈지만, 직사각형 기판이면 태양 전지 패널용의 기판 등 다른 기판에 대한 플라스마 처리에도 적용 가능하다.
1 : 본체 용기
2 : 금속 창
2a 내지 2h : 분할편
3 : 안테나실
4 : 처리실
5 : 금속 프레임
6 : 금속 비임
7 : 절연 부재
8 : 매달림 부재
11 : 고주파 안테나
50 : 보강 부재
A : 둘레 방향을 따른 분할
B : 둘레 방향에 교차하는 방향을 따른 분할

Claims (15)

  1. 직사각 형상의 피처리체에 유도 결합 플라스마 처리를 실시하는 유도 결합 플라스마 처리 장치에 있어서,
    본체 용기와,
    상기 본체 용기를, 상기 피처리체를 수용하고, 수용한 상기 피처리체에 유도 결합 플라스마 처리를 실시하는 처리실과, 상기 처리실 내에 유도 결합 플라스마를 생성하기 위한 고주파 안테나를 수용하는 안테나실로 구획하는 도전성을 가진 직사각 형상의 금속 창을 구비하고,
    상기 고주파 안테나는, 상기 안테나실의 내부에, 상기 직사각 형상의 금속 창에 대응하는 면 내를 주회하도록 마련되며,
    상기 직사각 형상의 금속 창은 복수의 분할편으로 분할되며, 상기 분할편끼리는 절연 부재에 의해 서로 전기적으로 절연되어 있으며,
    상기 분할편은 각각, 매달림 부재에 의해서 상기 안테나실의 천판부로부터 매달려 있으며,
    상기 매달림 부재와 상기 분할편은 전기적으로 절연되면서 체결 부재에 의해 직접 체결되며,
    상기 매달림 부재에는, 인접하는 상기 분할편끼리에 걸쳐서, 이들 분할편 각각에 체결되는 구조를 가진 것이 포함되는 것을 특징으로 하는
    유도 결합 플라스마 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 직사각 형상의 금속 창은,
    상기 직사각 형상의 금속 창을, 상기 직사각 형상의 금속 창의 둘레 방향을 따라서 2개 이상으로 분할하는 제 1 분할과,
    상기 둘레 방향을 따라서 분할된 금속 창을, 상기 둘레 방향과 교차하는 방향을 따라서 2개 이상으로 분할하는 제 2 분할이 행해져서, 상기 복수의 분할편으로 분할되는 것을 특징으로 하는
    유도 결합 플라스마 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 분할은, 상기 직사각 형상의 금속 창의 네 모서리로부터, 대각선을 따른 분할을 포함하는 것을 특징으로 하는
    유도 결합 플라스마 처리 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 분할이 행해지는 방향에는, 도전성을 가진 금속 비임과, 상기 금속 비임과 상기 분할편을 절연하는 절연 부재가 개재되고,
    상기 제 1 분할이 행해지는 방향에는, 상기 금속 비임이 없으며, 상기 분할편끼리를 절연하는 절연 부재만이 개재되는 것을 특징으로 하는
    유도 결합 플라스마 처리 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 분할이 행해진 방향, 및 상기 제 2 분할이 행해진 방향 각각에는, 상기 분할편끼리를 절연하는 절연 부재만 개재되는 것을 특징으로 하는
    유도 결합 플라스마 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 분할편끼리를 절연하는 절연 부재는, 상기 분할편이 수용되는 복수의 수용부를 가진 1개의 절연 부재로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는
    유도 결합 플라스마 처리 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분할편끼리를 절연하는 절연 부재는 상기 분할편 상에 탑재되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는
    유도 결합 플라스마 처리 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안테나실의 천판부의 외측에, 상기 천판부의 변형을 억제하는 보강 부재가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는
    유도 결합 플라스마 처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 보강 부재는, 상기 천판부로부터 외측을 향하여 볼록해지는 원호형의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는
    유도 결합 플라스마 처리 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분할편은 상기 처리실에 처리 가스를 공급하는 가스 샤워 헤드를 겸하고 있는 것을 특징으로 하는
    유도 결합 플라스마 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 매달림 부재는 상기 분할편에 상기 처리 가스를 공급하기 위한 배관을 겸하고 있는 것을 특징으로 하는
    유도 결합 플라스마 처리 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분할편은 냉온수 순환기에 의해 온도 제어되는 것을 특징으로 하는
    유도 결합 플라스마 처리 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 매달림 부재는, 상기 냉온수 순환기에 의한 상기 분할편으로의 냉온수 순환을 위한 배관을 겸하고 있는 것을 특징으로 하는
    유도 결합 플라스마 처리 장치.
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6600990B2 (ja) * 2015-01-27 2019-11-06 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP2016225018A (ja) * 2015-05-27 2016-12-28 東京エレクトロン株式会社 ガス処理装置およびそれに用いる多分割シャワーヘッド
JP6593004B2 (ja) * 2015-07-22 2019-10-23 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP6719290B2 (ja) * 2016-06-22 2020-07-08 東京エレクトロン株式会社 補強構造体、真空チャンバー、およびプラズマ処理装置
JP6851188B2 (ja) * 2016-11-28 2021-03-31 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びシャワーヘッド
KR102458733B1 (ko) 2018-01-09 2022-10-27 삼성디스플레이 주식회사 플라즈마 처리 장치
EP3588533A1 (en) * 2018-06-21 2020-01-01 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Plasma source and method of operating the same
JP7097758B2 (ja) * 2018-06-21 2022-07-08 東京エレクトロン株式会社 シャワーヘッドおよびプラズマ処理装置
JP7182916B2 (ja) * 2018-06-26 2022-12-05 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP7126431B2 (ja) * 2018-11-30 2022-08-26 東京エレクトロン株式会社 シャワーヘッドおよびガス処理装置
JP7169885B2 (ja) * 2019-01-10 2022-11-11 東京エレクトロン株式会社 誘導結合プラズマ処理装置
KR102180640B1 (ko) * 2019-07-08 2020-11-19 인베니아 주식회사 유도 결합 플라즈마 처리장치
KR102180641B1 (ko) * 2019-07-08 2020-11-19 인베니아 주식회사 유도 결합 플라즈마 처리장치
CN114144540A (zh) * 2019-07-26 2022-03-04 应用材料公司 用于在基板上形成膜的蒸发器腔室
JP2021026846A (ja) * 2019-08-01 2021-02-22 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及び制御方法
JP7394632B2 (ja) * 2020-01-16 2023-12-08 東京エレクトロン株式会社 アレーアンテナ及びプラズマ処理装置
JP7403347B2 (ja) * 2020-02-21 2023-12-22 東京エレクトロン株式会社 誘導結合アンテナ及びプラズマ処理装置
JP7446190B2 (ja) * 2020-09-23 2024-03-08 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ生成方法
JP2023003828A (ja) * 2021-06-24 2023-01-17 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及び成膜方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101089877B1 (ko) * 2008-04-15 2011-12-05 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 진공 용기 및 플라즈마 처리 장치
KR101156943B1 (ko) 2009-01-14 2012-06-20 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 유도 결합 플라즈마 처리 장치

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3609985B2 (ja) * 1999-05-13 2005-01-12 東京エレクトロン株式会社 誘導結合プラズマ処理装置
JP2002190450A (ja) * 2000-12-21 2002-07-05 Toshiba Corp プラズマ処理方法とその装置
JP2004134495A (ja) * 2002-10-09 2004-04-30 Fasl Japan Ltd プラズマ処理装置
JP2005285564A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd プラズマ処理装置
KR20060073737A (ko) * 2004-12-24 2006-06-29 삼성전자주식회사 플라즈마 장치
JP5103223B2 (ja) * 2008-02-27 2012-12-19 東京エレクトロン株式会社 マイクロ波プラズマ処理装置およびマイクロ波プラズマ処理装置の使用方法
JP5285403B2 (ja) * 2008-04-15 2013-09-11 東京エレクトロン株式会社 真空容器およびプラズマ処理装置
JP5213530B2 (ja) * 2008-06-11 2013-06-19 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
KR101155121B1 (ko) * 2009-03-25 2012-06-11 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 커버 고정구 및 커버 고정 장치
JP2011258622A (ja) * 2010-06-07 2011-12-22 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置及びその誘電体窓構造
JP5745812B2 (ja) * 2010-10-27 2015-07-08 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP5727281B2 (ja) * 2011-04-21 2015-06-03 東京エレクトロン株式会社 誘導結合プラズマ処理装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101089877B1 (ko) * 2008-04-15 2011-12-05 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 진공 용기 및 플라즈마 처리 장치
KR101156943B1 (ko) 2009-01-14 2012-06-20 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 유도 결합 플라즈마 처리 장치

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Publication number Publication date
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