KR102263421B1 - 플라즈마 처리 장치, 급전 유닛, 및 탑재대 시스템 - Google Patents

플라즈마 처리 장치, 급전 유닛, 및 탑재대 시스템 Download PDF

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나오히코 오쿠니시
히데오 가토
나오키 마츠모토
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Abstract

마이크로파에 의해 처리 가스를 여기시키는 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 이 플라즈마 처리 장치에서는, 탑재대의 정전 척 내에 히터가 마련되어 있다. 히터는 필터 유닛 및 봉 형상의 급전체를 거쳐서 히터 전원에 접속되어 있다. 급전체는 절연체로 구성된 통 형상부의 내공에 통과되고 있다. 또한, 통 형상부를 거쳐서 전파하는 마이크로파를 억제하는 초크부가 급전체와 통 형상부의 사이에 마련되어 있다. 초크부는 도전성을 갖고, 제 1 부분 및 제 2 부분을 포함하고 있다. 제 1 부분은 급전체로부터 그 급전체의 긴 방향에 교차하는 방향으로 연장되고 있다. 제 2 부분은 통 형상을 갖고 있고, 통 형상부와 급전체의 사이에 있어서 제 1 부분의 주연으로부터 연장되고 있다.

Description

플라즈마 처리 장치, 급전 유닛, 및 탑재대 시스템{PLASMA PROCESSING APPARATUS, POWER SUPPLY UNIT AND MOUNTING TABLE SYSTEM}
본 발명의 실시 형태는 플라즈마 처리 장치, 급전 유닛, 및 탑재대 시스템에 관한 것이다.
전자 디바이스의 제조에 있어서는 여러 가지의 플라즈마 처리가 피처리체에 대하여 실시된다. 플라즈마 처리를 실시하기 위한 플라즈마 처리 장치에서는, 처리 용기 내에 공급된 가스가 여기되는 것에 의해 플라즈마가 생성된다. 이 플라즈마에 의해 피처리체가 처리된다.
또한, 플라즈마 처리 장치에서는, 피처리체는 탑재대 위에 탑재된다. 탑재대는 하부 전극 및 정전 척을 갖고 있다. 정전 척은 하부 전극상에 마련되어 있다. 하부 전극에는, 고주파 전력을 발생시키는 고주파 전원이 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 정전 척 내에는, 피처리체를 가열하기 위한 히터가 마련되어 있다. 히터는 급전체를 거쳐서 히터 전원에 전기적으로 접속되어 있다. 급전체는 절연재로 구성된 피복부에 의해 피복되어 있다. 또한, 급전체와 히터 전원의 사이에는, 필터 유닛이 마련되어 있다. 필터 유닛은 LC 필터를 내장하고 있다. 이 필터 유닛에 의해, 하부 전극에 공급되는 고주파 전력의 히터 전원으로의 유입을 억제할 수 있다. 이와 같은 플라즈마 처리 장치는 특허 문헌 1에 기재되어 있다.
한편, 처리 가스를 여기시키는 방식에는 여러 가지의 방식이 존재하고 있지만, 최근, 마이크로파에 의해 처리 가스를 여기시키는 플라즈마 처리 장치가 주목되고 있다.
(선행 기술 문헌)
(특허 문헌)
(특허 문헌 1) 일본 특허 공개 2011-135052호 공보
마이크로파에 대해서는, 피복부는 유전체이다. 따라서, 마이크로파를 이용하는 플라즈마 처리 장치에서는, 해당 마이크로파가 피복부를 전파한다. 이와 같이 전파되어 누출되는 마이크로파는 플라즈마 처리 장치의 여러 가지의 부품에 영향을 미칠 수 있다. 예컨대, 히터 전원에 대하여 마이크로파가 유입되거나, 혹은, 여러 가지의 계측기의 오동작을 초래하는 일이 있다.
따라서, 마이크로파에 의해 처리 가스를 여기시키는 플라즈마 처리 장치에서는, 급전체의 주위의 매체에 전파되는 마이크로파를 억제할 것이 요구되고 있다.
일 측면에 있어서는, 마이크로파에 의해 처리 가스를 여기시키는 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 이 플라즈마 처리 장치는 처리 용기, 탑재대, 고주파 전원, 히터, 히터 전원, 필터 유닛, 급전체, 통 형상부, 및, 초크부를 구비하고 있다. 탑재대는 처리 용기 내에 마련되어 있다. 이 탑재대는 하부 전극, 및, 그 하부 전극상에 마련된 정전 척을 갖고 있다. 고주파 전원은 하부 전극에 전기적으로 접속되어 있다. 히터는 정전 척 내에 마련되어 있다. 히터 전원은 히터에 공급되는 전력을 발생시킨다. 필터 유닛은 히터 전원에 접속된 필터를 갖고 있다. 급전체는 봉 형상이고, 필터를 거쳐서 히터 전원과 히터를 접속한다. 통 형상부는 절연체로 구성되어 있고, 급전체가 통과하는 내공(內孔)을 갖고 있다. 초크부는 통 형상부를 거쳐서 전파되는 마이크로파를 억제한다. 이 초크부는 도전성으로서, 제 1 부분 및 제 2 부분을 포함하고 있다. 제 1 부분은 급전체로부터 그 급전체의 긴 방향에 교차하는 방향으로 연장되고 있다. 제 2 부분은 통 형상을 갖고 있고 통 형상부와 급전체의 사이에 있어서 제 1 부분의 주연으로부터 연장되고 있다.
일 형태에 있어서, 제 2 부분은 일단(一端)과, 제 1 부분에 접속하는 타단(他端)을 포함하고, 해당 일단과 해당 타단의 사이의 길이는 마이크로파의 대기 중에서의 파장의 1/4의 길이이다.
상기 플라즈마 처리 장치에서는, 통 형상부를 전파하는 마이크로파, 즉, 입사파의 일부가 초크부의 제 2 부분과 급전체의 사이의 영역을 전파하고, 제 1 부분에서 반사된다. 제 1 부분에서의 반사에 의해 발생하는 반사파는 입사파와 간섭하고, 입사파를 감쇠시키거나, 혹은, 상쇄시킨다. 따라서, 이 플라즈마 처리 장치에 의하면, 급전체의 주위의 매체에 전파되는 마이크로파를 억제하는 것이 가능하게 된다.
일 형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치는 통 형상부의 외주를 따라서 마련된 도전성의 포위부를 더 구비한다. 또한, 일 형태에 있어서, 필터 유닛은 도전성의 하우징을 구비하고, 포위부는 하우징으로부터 이간하고 있다. 포위부와 초크부의 제 2 부분의 사이에 절연체로 구성된 통 형상부가 마련된 구조는 용량 성분을 초래하고, 히터와 히터 전원의 사이의 임피던스를 저하시킬 수 있다. 이 임피던스의 저하는 필터 유닛의 하우징과 포위부를 이간시키는 것에 의해, 제어하는 것이 가능하다.
일 형태에 있어서는, 포위부는 일단과, 그 일단보다 필터 유닛의 하우징으로부터 떨어져 있는 타단을 포함하고, 포위부의 일단과 하우징의 사이에는, 절연체가 마련되어 있더라도 좋다. 또한, 이 절연체는 지르코니아로 구성되어 있더라도 좋다. 지르코니아로 구성된 절연체를 포위부와 하우징의 사이에 개재시키는 것에 의해, 포위부와 하우징의 사이를 거치는 마이크로파의 누출을 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 다른 일 측면에 있어서는, 마이크로파에 의해 처리 가스를 여기하는 플라즈마 처리 장치에 있어서 정전 척에 마련된 히터와 히터 전원을 필터 유닛을 거쳐서 접속하는 급전 유닛이 제공된다. 이 급전 유닛은 상술한 급전체, 통 형상부, 및 초크부를 구비하고 있다. 일 형태에 있어서, 급전 유닛은 상술한 포위부를 더 구비할 수 있다. 다른 일 형태에 있어서는, 초크부의 제 2 부분은 일단과, 제 1 부분에 접속하는 타단을 포함하고, 해당 일단과 해당 타단의 사이의 길이는 마이크로파의 대기 중에서의 파장의 1/4의 길이이다. 이러한 급전 유닛에 의하면, 급전체의 주위의 매체에 전파되는 마이크로파를 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 또 다른 일 측면에 있어서는, 마이크로파에 의해 처리 가스를 여기하는 플라즈마 처리 장치용 탑재대 시스템이 제공된다. 이 탑재대 시스템은 상술한 탑재대, 고주파 전원, 히터, 히터 전원, 필터 유닛, 급전체, 통 형상부, 및, 초크부를 구비하고 있다. 따라서, 이 탑재대 시스템에 의하면, 급전체의 주위의 매체에 전파되는 마이크로파를 억제하는 것이 가능하게 된다.
상기 탑재대 시스템의 일 형태에 있어서는, 초크부의 제 2 부분은 일단과, 제 1 부분에 접속하는 타단을 포함하고, 해당 일단과 해당 타단의 사이의 길이는 마이크로파의 대기 중에서의 파장의 1/4의 길이이다. 또한, 일 형태에 있어서, 탑재대 시스템은 통 형상부의 외주를 따라서 마련된 도전성의 포위부를 더 구비한다. 또한, 일 형태에 있어서, 필터 유닛은 도전성의 하우징을 구비하고, 포위부는 하우징으로부터 이간하고 있다. 또한, 일 형태에 있어서, 포위부는 일단과, 그 일단보다 필터 유닛의 하우징으로부터 떨어져 있는 타단을 포함하고, 포위부의 일단과 하우징의 사이에는, 절연체가 마련되어 있더라도 좋다. 또한, 이 절연체는 지르코니아로 구성되어 있더라도 좋다.
이상 설명한 바와 같이, 마이크로파에 의해 처리 가스를 여기시키는 플라즈마 처리 장치에 있어서, 급전체의 주위의 매체에 전파되는 마이크로파를 억제하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 일 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 슬롯판의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 3은 유전체창의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라서 취한 단면도이다.
도 5는 도 3에 나타내는 유전체창 위에 도 2에 나타내는 슬롯판을 마련한 상태를 나타내는 평면도이다.
도 6은 도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치의 탑재대 시스템을 확대하여 나타내는 도면이다.
도 7은 정전 척 내의 히터를 나타내는 평면도이다.
도 8은 필터 유닛의 상세, 및, 히터 전원과 히터의 전기적 접속을 나타내는 도면이다.
도 9는 일 실시 형태의 급전 유닛을 나타내는 도면이다.
도 10은 초크부(70)에 의한 마이크로파 억제의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 참고예의 급전 유닛을 나타내는 도면이다.
도 12는 플라즈마 처리 장치(10)의 초크부 및 참고예의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 13은 다른 실시 형태에 따른 탑재대 시스템에 있어서의 급전 유닛과 그 주위의 구조를 나타내는 도면이다.
도 14는 포위부(64)를 이용한 경우, 포위부(64A)를 이용한 경우, 도 11에 나타낸 참고예를 이용한 경우의 각각에 대하여, 임피던스 애널라이저를 이용하여 구한 히터와 히터 전원의 사이의 임피던스의 주파수 특성을 나타내는 그래프이다.
이하, 도면을 참조하여 여러 가지의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이기로 한다.
도 1은 일 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1에 있어서는, 플라즈마 처리 장치의 종단면이 개략적으로 나타나 있다. 도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치(10)는 마이크로파를 이용하여 처리 가스를 여기시키는 것에 의해 플라즈마를 생성하고, 해당 플라즈마에 의해 피처리체(이하, 「웨이퍼」라고 한다) W를 처리하는 장치이다.
플라즈마 처리 장치(10)는 처리 용기(12)를 구비하고 있다. 처리 용기(12)는 그 내부에 있어서 처리 공간 S를 규정하고 있다. 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 처리 공간 S 내에 웨이퍼 W가 수용되고, 해당 웨이퍼 W에 대한 플라즈마 처리가 실시된다. 일 실시 형태에 있어서, 처리 용기(12)는 측벽(12a), 저부(12b), 및, 천부(12c)를 포함하고 있다. 측벽(12a)은 축선 Z가 연장되는 방향(이하, 「축선 Z 방향」이라고 한다)으로 연장되는 대략 원통 형상을 갖고 있다. 저부(12b)는 측벽(12a)의 하단측에 마련되어 있다. 측벽(12a)의 상단부는 개구하고 있다. 측벽(12a)의 상단부 개구는 유전체창(18)에 의해 닫혀 있다. 유전체창(18)은 측벽(12a)의 상단부와 천부(12c)의 사이에 끼어 있다. 이 유전체창(18)과 측벽(12a)의 상단부의 사이에는 봉지 부재 SL1이 개재되어 있더라도 좋다. 봉지 부재 SL1은, 예컨대 O링이고, 처리 용기(12)의 밀폐에 기여한다.
또한, 플라즈마 처리 장치(10)는 탑재대 시스템(20S)을 구비하고 있다. 이 탑재대 시스템(20S)은 탑재대(20)를 포함하고 있다. 탑재대(20)는 처리 용기(12) 내에 있어서, 유전체창(18)의 아래쪽에 마련되어 있다. 탑재대(20)는 하부 전극 LE 및 정전 척 ESC를 포함하고 있다. 하부 전극 LE는 매칭 유닛 MU를 거쳐서 고주파 전원 RFG에 접속되어 있다. 고주파 전원 RFG는 이온 인입용 고주파 전력(고주파 바이어스 전력)을 발생시킨다. 정전 척 ESC는 하부 전극 LE상에 마련되어 있다. 정전 척 ESC는 쿨롱력에 의해 그 상면에 탑재된 웨이퍼 W를 흡착하여 해당 웨이퍼 W를 유지한다. 이 탑재대(20)를 포함하는 탑재대 시스템(20S)의 상세에 대해서는 후술한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(10)는 히터 HT 및 HS를 더 구비할 수 있다. 히터 HT는 천부(12c) 내에 마련되어 있고, 안테나(14)를 둘러싸도록 고리 형상으로 연장되고 있다. 또한, 히터 HS는 측벽(12a) 내에 마련되어 있고, 고리 형상으로 연장되고 있다.
또한, 플라즈마 처리 장치(10)는 처리 용기(12) 내에 마이크로파를 도입하기 위해, 일 실시 형태에서는, 안테나(14), 동축 도파관(16), 유전체창(18), 마이크로파 발생기(32), 튜너(34), 도파관(36), 및, 모드 변환기(38)를 더 구비할 수 있다. 마이크로파 발생기(32)는 ㎓대의 마이크로파, 예컨대 2.45㎓의 주파수의 마이크로파를 발생시킨다. 이 마이크로파 발생기(32)는 튜너(34), 도파관(36), 및 모드 변환기(38)를 거쳐서, 동축 도파관(16)의 상부에 접속되어 있다. 동축 도파관(16)은 축선 Z를 따라서 연장되고 있다. 또, 탑재대(20)의 탑재 영역 MR, 즉 웨이퍼 W가 탑재되는 영역의 중심(中心)은 축선 Z 위에 위치하고 있다.
동축 도파관(16)은 외측 도체(16a) 및 내측 도체(16b)를 포함하고 있다. 외측 도체(16a)는 축선 Z 방향으로 연장되는 원통 형상을 갖고 있다. 이 외측 도체(16a)의 중심(中心) 축선은 축선 Z에 대략 일치하고 있다. 외측 도체(16a)의 하단은 도전성의 표면을 갖는 냉각 재킷(40)의 상부에 전기적으로 접속되어 있다. 내측 도체(16b)는 외측 도체(16a)의 안쪽에 있어서, 해당 외측 도체(16a)와 동축에 마련되어 있다. 내측 도체(16b)는, 일 실시 형태에서는, 축선 Z 방향으로 연장되는 원통 형상을 갖고 있다. 이 내측 도체(16b)의 하단은 안테나(14)의 슬롯판(44)에 접속하고 있다.
일 실시 형태에 있어서, 안테나(14)는 레이디얼 라인 슬롯 안테나이다. 이 안테나(14)는 천부(12c)에 형성된 개구 내에 배치되어 있고, 유전체창(18)의 상면의 위에 마련되어 있다. 안테나(14)는 유전체판(42) 및 슬롯판(44)을 포함하고 있다. 유전체판(42)은 마이크로파의 파장을 단축시키는 것이고, 대략 원반 형상을 갖고 있다. 유전체판(42)은, 예컨대, 석영 또는 알루미나로 구성된다. 유전체판(42)은 슬롯판(44)과 냉각 재킷(40)의 하면의 사이에 끼어 있다. 안테나(14)는, 따라서, 유전체판(42), 슬롯판(44), 및, 냉각 재킷(40)의 하면을 포함하고 있다.
도 2는 슬롯판의 일례를 나타내는 평면도이다. 슬롯판(44)은 박판 형상이고, 원반 형상이다. 슬롯판(44)의 판 두께 방향의 양면은 각각 평평하다. 원형의 슬롯판(44)의 중심(中心) CS는 축선 Z 위에 위치하고 있다. 슬롯판(44)에는, 복수의 슬롯쌍(44p)이 마련되어 있다. 복수의 슬롯쌍(44p)의 각각은 판 두께 방향으로 관통하는 2개의 슬롯 구멍(44a, 44b)을 포함하고 있다. 슬롯 구멍(44a, 44b) 각각의 평면 형상은 긴 구멍 형상이다. 각 슬롯쌍(44p)에 있어서, 슬롯 구멍(44a)의 긴 축이 연장되는 방향과, 슬롯 구멍(44b)의 긴 축이 연장되는 방향은 서로 교차 또는 직교하고 있다.
도 2에 나타내는 예에서는, 복수의 슬롯쌍(44p)은 축선 Z를 중심(中心)으로 하는 가상 원 VC의 안쪽에 마련된 내측 슬롯쌍군 ISP와 가상 원 VC의 바깥쪽에 마련된 외측 슬롯쌍군 OSP로 크게 나누어져 있다. 내측 슬롯쌍군 ISP는 복수의 슬롯쌍(44p)을 포함하고 있다. 도 2에 나타내는 예에서는, 내측 슬롯쌍군 ISP는 7개의 슬롯쌍(44p)을 포함하고 있다. 내측 슬롯쌍군 ISP의 복수의 슬롯쌍(44p)은 중심(中心) CS에 대하여 둘레 방향으로 동일한 간격으로 배열되어 있다. 내측 슬롯쌍군 ISP에 포함되는 복수의 슬롯 구멍(44a)은 해당 슬롯 구멍(44a)의 중심(重心)이 슬롯판(44)의 중심(中心) CS로부터 반경 r1의 원 위에 위치하도록 동일한 간격으로 배열되어 있다. 또한, 내측 슬롯쌍군 ISP에 포함되는 복수의 슬롯 구멍(44b)은 해당 슬롯 구멍(44b)의 중심(重心)이 슬롯판(44)의 중심(中心) CS로부터 반경 r2의 원 위에 위치하도록 동일한 간격으로 배열되어 있다. 여기서, 반경 r2는 반경 r1보다 크다.
외측 슬롯쌍군 OSP는 복수의 슬롯쌍(44p)을 포함하고 있다. 도 2에 나타내는 예에서는, 외측 슬롯쌍군 OSP는 28개의 슬롯쌍(44p)을 포함하고 있다. 외측 슬롯쌍군 OSP의 복수의 슬롯쌍(44p)은 중심(中心) CS에 대하여 둘레 방향으로 동일한 간격으로 배열되어 있다. 외측 슬롯쌍군 OSP에 포함되는 복수의 슬롯 구멍(44a)은 해당 슬롯 구멍(44a)의 중심(重心)이 슬롯판(44)의 중심(中心) CS로부터 반경 r3의 원 위에 위치하도록 동일한 간격으로 배열되어 있다. 또한, 외측 슬롯쌍군 OSP에 포함되는 복수의 슬롯 구멍(44b)은 해당 슬롯 구멍(44b)의 중심(重心)이 슬롯판(44)의 중심(中心) CS로부터 반경 r4의 원 위에 위치하도록 동일한 간격으로 배열되어 있다. 여기서, 반경 r3은 반경 r2보다 크고, 반경 r4는 반경 r3보다 크다.
또한, 내측 슬롯쌍군 ISP 및 외측 슬롯쌍군 OSP의 슬롯 구멍(44a)의 각각은 중심(中心) CS와 그 중심(重心)을 잇는 선분에 대하여, 그 긴 축이 동일한 각도를 갖도록 형성되어 있다. 또한, 내측 슬롯쌍군 ISP 및 외측 슬롯쌍군 OSP의 슬롯 구멍(44b)의 각각은 중심(中心) CS와 그 중심(重心)을 잇는 선분에 대하여, 그 긴 축이 동일한 각도를 갖도록 형성되어 있다.
도 3은 유전체창의 일례를 나타내는 평면도이고, 해당 유전체창을 처리 공간 S측으로부터 본 상태를 나타내고 있다. 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라서 취한 단면도이다. 유전체창(18)은 대략 원반 형상을 갖고, 석영 또는 알루미나 등의 유전체로 구성되어 있다. 유전체창(18)의 상면(18u) 위에는, 슬롯판(44)이 마련되어 있다.
유전체창(18)의 중앙에는, 관통 구멍(18h)이 형성되어 있다. 관통 구멍(18h)의 위쪽 부분은 후술하는 중앙 도입부(50)의 인젝터(50b)가 수용되는 공간(18s)이 되고, 아래쪽 부분은 후술하는 중앙 도입부(50)의 중앙 도입구(18i)가 된다. 또, 유전체창(18)의 중심(中心) 축선은 축선 Z와 일치하고 있다.
유전체창의 상면(18u)과 반대쪽의 면, 즉 하면(18b)은 처리 공간 S에 접하고 있고, 플라즈마를 생성하는 쪽의 면이 된다. 이 하면(18b)은 여러 가지의 형상을 규정하고 있다. 구체적으로, 하면(18b)은 중앙 도입구(18i)를 둘러싸는 중앙 영역에 있어서, 평탄면(180)을 갖고 있다. 이 평탄면(180)은 축선 Z에 직교하는 평탄한 면이다. 하면(18b)은 평탄면(180)의 지름 방향 바깥쪽 영역에 있어서, 고리 형상으로 연속하여 유전체창(18)의 판 두께 방향 안쪽을 향해서 테이퍼 형상으로 오목한 고리 형상의 제 1 오목부(181)를 규정하고 있다.
제 1 오목부(181)는 내측 테이퍼면(181a), 저면(181b), 및, 외측 테이퍼면(181c)에 의해 규정되어 있다. 저면(181b)은 평탄면(180)보다 상면(18u)측에 마련되어 있고, 평탄면(180)과 평행하게 고리 형상으로 연장되고 있다. 내측 테이퍼면(181a)은 평탄면(180)과 저면(181b)의 사이에 있어서 고리 형상으로 연장되고 있고, 평탄면(180)에 대하여 경사하고 있다. 외측 테이퍼면(181c)은 저면(181b)과 하면(18b)의 주연부의 사이에 있어서 고리 형상으로 연장되고 있고, 저면(181b)에 대하여 경사하고 있다. 또, 하면(18b)의 주연 영역은 측벽(12a)에 접하는 면이 된다.
또한, 하면(18b)은 평탄면(180)으로부터 판 두께 방향 안쪽을 향해서 오목한 복수의 제 2 오목부(182)를 규정하고 있다. 복수의 제 2 오목부(182)의 개수는 도 3 및 도 4에 나타내는 예에서는 7개이다. 이들 복수의 제 2 오목부(182)는 둘레 방향을 따라서 동일한 간격으로 형성되어 있다. 또한, 복수의 제 2 오목부(182)는 축선 Z에 직교하는 면에 있어서 원형의 평면 형상을 갖고 있다. 구체적으로는, 제 2 오목부(182)를 규정하는 내측면(182a)은 축선 Z 방향으로 연장되는 원통면이다. 또한, 제 2 오목부(182)를 규정하는 저면(182b)은 평탄면(180)보다 상면(18u)측에 마련되어 있고, 평탄면(180)과 평행한 원형의 면이다.
도 5는 도 3에 나타내는 유전체창 위에 도 2에 나타내는 슬롯판을 마련한 상태를 나타내는 평면도이고, 유전체창(18)을 아래쪽으로부터 본 상태를 나타내고 있다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 평면에서 볼 때, 즉, 축선 Z 방향으로 보면, 외측 슬롯쌍군 OSP의 복수의 슬롯 구멍(44a) 및 복수의 슬롯 구멍(44b), 및 내측 슬롯쌍군 ISP의 복수의 슬롯 구멍(44b)은 제 1 오목부(181)에 겹쳐 있다. 구체적으로는, 평면에서 볼 때, 외측 슬롯쌍군 OSP의 복수의 슬롯 구멍(44b)은 일부에 있어서 외측 테이퍼면(181c)에 겹쳐 있고, 일부에 있어서 저면(181b)에 겹쳐 있다. 또한, 평면에서 볼 때, 외측 슬롯쌍군 OSP의 복수의 슬롯 구멍(44a)은 저면(181b)에 겹쳐 있다. 또한, 평면에서 볼 때, 내측 슬롯쌍군 ISP의 복수의 슬롯 구멍(44b)은 일부에 있어서 내측 테이퍼면(181a)에 겹쳐 있고, 일부에 있어서 저면(181b)에 겹쳐 있다.
또한, 평면에서 볼 때, 즉, 축선 Z 방향으로 보면, 내측 슬롯쌍군 ISP의 복수의 슬롯 구멍(44a)은 제 2 오목부(182)에 겹쳐 있다. 구체적으로는, 평면에서 볼 때, 복수의 제 2 오목부(182)의 저면의 중심(重心)(중심(中心)) 각각이, 내측 슬롯쌍군 ISP의 복수의 슬롯 구멍(44a) 내에 위치하도록 구성되어 있다.
다시 도 1을 참조한다. 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 마이크로파 발생기(32)에 의해 발생된 마이크로파가 동축 도파관(16)을 통하여 유전체판(42)에 전파되고, 슬롯판(44)의 슬롯 구멍(44a 및 44b)으로부터 유전체창(18)에 주어진다.
유전체창(18)에서는, 상술한 바와 같이 제 1 오목부(181)를 규정하는 부분의 판 두께, 및, 제 2 오목부(182)를 규정하는 부분의 판 두께는 다른 부분보다 얇게 되어 있다. 따라서, 유전체창(18)에서는, 제 1 오목부(181)를 규정하는 부분, 및, 제 2 오목부(182)를 규정하는 부분에 있어서, 마이크로파의 투과성이 높여져 있다. 또한, 축선 Z 방향으로 본 경우에, 외측 슬롯쌍군 OSP의 슬롯 구멍(44a 및 44b), 및, 내측 슬롯쌍군 ISP의 슬롯 구멍(44b)은 제 1 오목부(181)에 겹쳐 있고, 내측 슬롯쌍군 ISP의 슬롯 구멍(44a)은 제 2 오목부(182)에 겹쳐 있다. 따라서, 제 1 오목부(181) 및 제 2 오목부(182)에 마이크로파의 전계가 집중되어, 해당 제 1 오목부(181) 및 제 2 오목부(182)에 마이크로파의 에너지가 집중된다. 그 결과, 제 1 오목부(181) 및 제 2 오목부(182)에 있어서, 플라즈마를 안정적으로 발생시키는 것이 가능하게 되고, 유전체창(18)의 바로 아래에 있어서 지름 방향 및 둘레 방향으로 분포한 플라즈마를 안정적으로 발생시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 플라즈마 처리 장치(10)는 중앙 도입부(50) 및 주변 도입부(52)를 구비하고 있다. 중앙 도입부(50)는 도관(50a), 인젝터(50b), 및 중앙 도입구(18i)를 포함하고 있다. 도관(50a)은 동축 도파관(16)의 내측 도체(16b)의 내공에 통과되고 있다. 또한, 도관(50a)의 끝머리는 유전체창(18)이 축선 Z를 따라서 규정하는 공간(18s)(도 4 참조) 내까지 연장되고 있다. 이 공간(18s) 내 또한 도관(50a)의 끝머리의 아래쪽에는, 인젝터(50b)가 수용되어 있다. 인젝터(50b)에는, 축선 Z 방향으로 연장되는 복수의 관통 구멍이 마련되어 있다. 또한, 유전체창(18)은 중앙 도입구(18i)를 규정하고 있다. 중앙 도입구(18i)는 공간(18s)의 아래쪽으로 연속하고, 또한 축선 Z를 따라서 연장되고 있다. 이러한 구성의 중앙 도입부(50)는 도관(50a)을 거쳐서 인젝터(50b)에 가스를 공급하고, 인젝터(50b)로부터 중앙 도입구(18i)를 거쳐서 가스를 분사한다. 이와 같이, 중앙 도입부(50)는 축선 Z를 따라서 유전체창(18)의 바로 아래에 가스를 분사한다. 즉, 중앙 도입부(50)는 전자 온도가 높은 플라즈마 생성 영역에 가스를 도입한다.
주변 도입부(52)는 복수의 주변 도입구(52i)를 포함하고 있다. 복수의 주변 도입구(52i)는 주로 웨이퍼 W의 에지 영역에 가스를 공급한다. 복수의 주변 도입구(52i)는 웨이퍼 W의 에지 영역, 또는, 탑재 영역 MR의 가장자리를 향해서 개구하고 있다. 복수의 주변 도입구(52i)는 중앙 도입구(18i)보다 아래쪽, 또한, 탑재대(20)의 위쪽에 있어서 둘레 방향을 따라서 배열되어 있다. 즉, 복수의 주변 도입구(52i)는 유전체창의 바로 아래보다 전자 온도가 낮은 영역(플라즈마 확산 영역)에 있어서 축선 Z를 중심(中心)으로 하여 고리 형상으로 배열되어 있다. 이 주변 도입부(52)는 전자 온도가 낮은 영역으로부터 웨이퍼 W를 향해서 가스를 공급한다. 따라서, 주변 도입부(52)로부터 처리 공간 S에 도입되는 가스의 해리도는 중앙 도입부(50)로부터 처리 공간 S에 공급되는 가스의 해리도보다 억제된다.
중앙 도입부(50)에는, 제 1 유량 제어 유닛군 FCG1을 거쳐서 제 1 가스 소스군 GSG1이 접속되어 있다. 또한, 주변 도입부(52)에는, 제 2 유량 제어 유닛군 FCG2를 거쳐서 제 2 가스 소스군 GSG2가 접속되어 있다. 제 1 가스 소스군 GSG1은 복수의 제 1 가스 소스를 포함하고 있고, 제 1 유량 제어 유닛군 FCG1은 복수의 제 1 유량 제어 유닛을 포함하고 있다. 복수의 제 1 가스 소스는 각각, 복수의 제 1 유량 제어 유닛을 거쳐서 공통 가스 라인 GL1에 접속되어 있다. 이 공통 가스 라인 GL1은 중앙 도입부(50)에 접속되어 있다. 또, 복수의 제 1 유량 제어 유닛의 각각은, 예컨대, 2개의 밸브와, 해당 2개의 밸브 사이에 마련된 유량 제어기를 포함하고 있다. 유량 제어기는, 예컨대, 매스 플로 컨트롤러이다.
제 2 가스 소스군 GSG2는 복수의 제 2 가스 소스를 포함하고 있고, 제 2 유량 제어 유닛군 FCG2는 복수의 제 2 유량 제어 유닛을 포함하고 있다. 복수의 제 2 가스 소스는 각각, 복수의 제 2 유량 제어 유닛을 거쳐서, 공통 가스 라인 GL2에 접속되어 있다. 이 공통 가스 라인 GL2는 주변 도입부(52)에 접속되어 있다 또, 복수의 제 2 유량 제어 유닛의 각각은, 예컨대, 2개의 밸브와, 해당 2개의 밸브 사이에 마련된 유량 제어기를 포함하고 있다. 유량 제어기는, 예컨대, 매스 플로 컨트롤러이다.
이와 같이, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 복수의 제 1 가스 소스 및 복수의 제 1 유량 제어 유닛이 중앙 도입부(50) 전용으로 마련되어 있고, 이들 복수의 제 1 가스 소스 및 복수의 제 1 유량 제어 유닛과는 독립된 복수의 제 2 가스 소스 및 복수의 제 2 유량 제어 유닛이 주변 도입부(52) 전용으로 마련되어 있다. 따라서 중앙 도입부(50)로부터 처리 공간 S에 도입되는 처리 가스에 포함되는 하나 이상의 가스의 종류, 중앙 도입부(50)로부터 처리 공간 S에 도입되는 처리 가스에 포함되는 하나 이상의 가스의 유량을 독립적으로 제어할 수 있다. 또한, 주변 도입부(52)로부터 처리 공간 S에 도입되는 처리 가스에 포함되는 하나 이상의 가스의 종류, 주변 도입부(52)로부터 처리 공간 S에 도입되는 처리 가스에 포함되는 하나 이상의 가스의 유량을 독립적으로 제어할 수 있다.
일 실시 형태에 있어서는, 플라즈마 처리 장치(10)는 도 1 에 나타내는 바와 같이 제어부 Cnt를 더 구비할 수 있다. 제어부 Cnt는 프로그램 가능한 컴퓨터 장치 등의 제어기일 수 있다. 제어부 Cnt는 레시피에 근거하는 프로그램에 따라서 플라즈마 처리 장치(10)의 각 부를 제어 할 수 있다. 예컨대, 제어부 Cnt는 제 1 유량 제어 유닛군 FCG1의 각 유량 제어 유닛에 제어 신호를 송출하여, 중앙 도입부(50)에 공급하는 가스 종류 및 가스의 유량을 조정할 수 있다. 또한, 제어부 Cnt는 제 2 유량 제어 유닛군 FCG2의 각 유량 제어 유닛에 제어 신호를 송출하여, 주변 도입부(52)에 공급하는 가스 종류 및 가스의 유량을 조정할 수 있다. 또한, 제어부 Cnt는 마이크로파의 파워, RF 바이어스의 파워 및 ON/OFF, 및, 처리 용기(12) 내의 압력을 제어하도록, 마이크로파 발생기(32), 고주파 전원 RFG, 배기 장치(30)에 제어 신호를 공급할 수 있다.
일 실시 형태에 있어서, 주변 도입부(52)는 고리 형상의 관(52p)을 더 포함하고 있다. 이 관(52p)에는, 복수의 주변 도입구(52i)가 형성되어 있다. 고리 형상의 관(52p)은, 예컨대, 석영으로 구성될 수 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 고리 형상의 관(52p)은 일 실시 형태에 있어서는 측벽(12a)의 내벽면을 따라서 마련되어 있다. 바꿔 말하면, 고리 형상의 관(52p)은 유전체창(18)의 하면과 탑재 영역 MR, 즉 웨이퍼 W를 잇는 경로상에는 배치되어 있지 않다. 따라서, 고리 형상의 관(52p)은 플라즈마의 확산을 저해하지 않는다. 또한, 고리 형상의 관(52p)이 측벽(12a)의 내벽면을 따라서 마련되어 있으므로, 해당 고리 형상의 관(52p)의 플라즈마에 의한 소모가 억제되어, 해당 고리 형상의 관(52p)의 교환 빈도를 감소시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 고리 형상의 관(52p)은 히터에 의한 온도 제어가 가능한 측벽(12a)을 따라서 마련되어 있으므로, 주변 도입부(52)로부터 처리 공간 S에 도입되는 가스의 온도의 안정성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 일 실시 형태에 있어서는, 복수의 주변 도입구(52i)는 웨이퍼 W의 에지 영역을 향해서 개구하고 있다. 즉, 복수의 주변 도입구(52i)는 웨이퍼 W의 에지 영역을 향해서 가스를 분사하도록, 축선 Z에 직교하는 평면에 대하여 경사하고 있다. 이와 같이 주변 도입구(52i)가 웨이퍼 W의 에지 영역을 향해서 경사하도록 개구하고 있으므로, 해당 주변 도입구(52i)로부터 분사된 가스의 활성종은 웨이퍼 W의 에지 영역으로 직접적으로 향한다. 이것에 의해, 가스의 활성종을 웨이퍼 W의 에지에 불활성화시키지 않고서 공급하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 웨이퍼 W의 지름 방향에 있어서의 각 영역의 처리 속도의 격차를 저감하는 것이 가능하게 된다.
이하, 도 1과 함께 도 6을 참조하여, 플라즈마 처리 장치(10)의 탑재대 시스템(20S)의 구성에 대하여 상세히 설명한다. 도 6은 도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치의 탑재대 시스템을 확대하여 나타내는 도면이다. 상술한 바와 같이, 탑재대 시스템(20S)은 탑재대(20)를 구비하고 있고, 해당 탑재대(20)는 하부 전극 LE 및 정전 척 ESC를 포함하고 있다.
하부 전극 LE는, 일 실시 형태에서는, 제 1 플레이트(22a) 및 제 2 플레이트(22b)를 포함하고 있다. 제 1 플레이트(22a)는 대략 원반 형상의 부재이다. 또한, 제 1 플레이트(22a)는 도전성 부재이고, 예컨대, 알루미늄으로 구성되어 있다. 제 1 플레이트(22a)의 중심(中心) 축선은 축선 Z에 대략 일치하고 있다. 이 제 1 플레이트(22a)는 대략 통 형상의 지지부 SP1에 의해 지지되어 있다. 지지부 SP1은 저부(12b)로부터 위쪽으로 연장되고 있고, 제 1 플레이트(22a)의 하면의 주연 영역에 맞닿고 있다. 이 지지부 SP1은 석영 등의 절연체로 구성되어 있다.
제 2 플레이트(22b)는 제 1 플레이트(22a) 위에 마련되어 있다. 제 2 플레이트(22b)는 대략 원반 형상의 부재이다. 또한, 제 2 플레이트(22b)는 도전성 부재이고, 예컨대, 알루미늄으로 구성되어 있다. 이 제 2 플레이트(22b)는 제 1 플레이트(22a)에 도통하고 있다. 또한, 제 2 플레이트(22b)의 중심(中心) 축선은 축선 Z에 대략 일치하고 있다. 일 실시 형태에 있어서, 제 2 플레이트(22b)는 대경부(大徑部)(22c) 및 소경부(小徑部)(22d)를 포함하고 있다. 대경부(22c)는 소경부(22d)의 아래쪽에 있어서 해당 소경부(22d)에 연속하고 있다. 또한, 대경부(22c)의 직경은 소경부(22d)보다 크게 되어 있고, 제 1 플레이트(22a)의 직경과 대략 동일하게 되어 있다.
제 1 플레이트(22a)에는, 급전봉 PFR 및 매칭 유닛 MU를 거쳐서, 고주파 전원 RFG가 전기적으로 접속되어 있다. 고주파 전원 RFG는 웨이퍼 W에 인입하는 이온의 에너지를 제어하기에 적합한 일정한 주파수, 예컨대, 13.65㎒의 고주파 바이어스 전력을 출력한다. 매칭 유닛 MU는 고주파 전원 RFG측의 임피던스와, 주로 전극, 플라즈마, 처리 용기(12) 등의 부하측의 임피던스의 사이에서 정합을 취하기 위한 정합기를 수용하고 있다. 이 정합기 내에 자기 바이어스 생성용 블로킹 콘덴서가 포함되어 있다.
제 2 플레이트(22b)의 내부에는, 냉매실 RC가 마련되어 있다. 냉매실 RC는 축선 Z 주위에 나선 형상으로 연장되고 있다. 이 냉매실 RC에는, 칠러 유닛으로부터 배관 PP1, PP2를 거쳐서 소정의 온도의 냉매, 예컨대, 냉각수가 순환하도록 공급된다. 이와 같이 순환되는 냉매에 의해, 정전 척 ESC 위의 웨이퍼 W의 온도가 제어될 수 있다. 또한, 전열 가스 공급부로부터의 전열 가스, 예컨대, He 가스가 공급관 PP3을 거쳐서 정전 척 ESC의 상면과 웨이퍼 W의 이면의 사이에 공급된다.
정전 척 ESC는 제 2 플레이트(22b)의 상면의 위에 마련되어 있다. 정전 척 ESC는 대략 원반 형상을 갖고 있고, 그 중심(中心) 축선은 실질적으로 축선 Z에 일치하고 있다. 정전 척 ESC의 상면은 웨이퍼 W를 탑재하기 위한 탑재 영역 MR을 제공하고 있다. 탑재 영역 MR은 대략 원형이고, 그 중심(中心)은 실질적으로 축선 Z 위에 위치하고 있다. 이 정전 척 ESC는 웨이퍼 W를 정전 흡착력으로 유지한다. 그 때문에, 정전 척 ESC는 유전체막의 사이에 끼워진 전극막 EF를 포함하고 있다. 전극막 EF에는, 직류 전원 DS가 스위치 SW를 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다. 정전 척 ESC는 직류 전원 DS로부터 인가되는 직류 전압에 의해 발생하는 쿨롱력에 의해 그 상면에 웨이퍼 W를 흡착하고, 해당 웨이퍼 W를 유지할 수 있다.
또한, 정전 척 ESC의 지름 방향 바깥쪽에는, 포커스 링 FR이 마련되어 있다. 포커스 링 FR은 정전 척 ESC를 둘러싸도록, 정전 척 ESC의 에지 및 웨이퍼 W의 에지를 따라서 고리 형상으로 연장되고 있다. 포커스 링 FR은 석영 등의 유전체로 구성되어 있다. 포커스 링 FR은 웨이퍼 W의 에지의 바깥쪽에 있어서의 시스 전위를 조정하기 위해 마련되어 있고, 웨이퍼 W의 플라즈마 처리의 면 내 균일성에 기여한다.
포커스 링 FR의 아래쪽에는, 제 1 통 형상부 TP1이 마련되어 있다. 제 1 통 형상부 TP1은 알루미나 등의 절연체로 구성되어 있다. 제 1 통 형상부 TP1은 원통 형상을 갖고 있고, 하부 전극 LE의 외주면을 따라서 연장되고 있다. 일 실시 형태에 있어서, 제 1 통 형상부 TP1은 지지부 SP1의 위쪽 부분의 외주면, 제 1 플레이트(22a)의 외주면, 및, 제 2 플레이트(22b)의 대경부(22c)의 외주면을 따라서 연장되고 있다.
제 1 통 형상부 TP1과 포커스 링 FR의 사이에는, 환상부(環狀部) AP가 마련되어 있다. 환상부 AP는 알루미나 등의 유전체로 구성되어 있다. 환상부 AP는 제 2 플레이트(22b)의 소경부(22d)의 외주면을 따라서 고리 형상으로 연장되고 있다. 이 환상부 AP의 상면은 포커스 링 FR의 하면에 접하고 있다. 일 실시 형태에 있어서, 환상부 AP의 상면에는, 위쪽으로 돌출한 볼록부 PJ1을 포함하고 있다. 볼록부 PJ1은 환상부 AP의 상면의 내연과 외연의 사이의 중간에 있어서, 고리 형상으로 연장되고 있다. 한편, 포커스 링 FR의 하면은 볼록부 PJ1이 맞물리는 오목부를 규정하고 있다. 따라서, 환상부 AP 위에 포커스 링 FR이 탑재되는 것에 의해, 해당 포커스 링 FR의 위치가 결정된다.
또한, 환상부 AP의 하면에는 오목부가 형성되어 있다. 이 오목부는 환상부 AP의 하면의 내연과 외연의 사이의 중간에 있어서 고리 형상으로 연장되고 있다. 이 오목부에는, 제 1 통 형상부 TP1의 상단부가 맞물리고 있다. 또한, 환상부 AP의 하면은 오목부의 안쪽에 있어서 제 2 플레이트(22b)의 대경부(22c)와 소경부(22d)의 사이의 단차면, 및, 제 1 통 형상부 TP1에 접하고 있다.
환상부 AP의 하면 중 오목부보다 바깥쪽의 영역의 아래쪽에는, 제 2 통 형상부 TP2가 마련되어 있다. 제 2 통 형상부 TP2는 대략 원통 형상을 갖고 있다. 이 제 2 통 형상부 TP2는 제 1 통 형상부 TP1의 외주를 따라서 연장되고 있다. 일 실시 형태에 있어서, 제 2 통 형상부 TP2는 제 1 통 형상부 TP1의 외주면 중 하단으로부터 축선 Z 방향의 중간 위치까지의 영역에 접하고 있다. 또한, 제 2 통 형상부 TP2는 지지부 SP1의 아래쪽 부분의 외주면에도 접하고 있다. 이 제 2 통 형상부 TP2는 도전성의 재료, 예컨대, 알루미늄으로 구성되어 있다. 일 실시 형태에서는, 제 2 통 형상부 TP2의 표면에는, 이트리아(Y2O3)로 구성된 막이 형성되어 있더라도 좋다. 혹은, 제 2 통 형상부 TP2의 표면에는, 산화 처리가 실시되어 있더라도 좋다.
제 2 통 형상부 TP2의 외주면 및 환상부 AP의 외주면으로부터 측벽(12a)까지의 사이에는, 배기로 VL이 형성되어 있다. 배기로 VL은 저부(12b)까지 연장되고 있고, 해당 저부(12b)에 장치된 배기관(28)에 접속하고 있다. 이 배기관(28)에는, 배기 장치(30)가 접속되어 있다. 배기 장치(30)는 압력 조정기, 및 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 갖고 있다. 이 배기 장치(30)를 동작시키는 것에 의해, 탑재대(20)의 외주로부터 배기로 VL을 거쳐서 가스를 배기할 수 있고, 또한, 처리 용기(12) 내의 처리 공간 S를 소망하는 진공도까지 감압할 수 있다.
배기로 VL의 축선 Z 방향의 중간에는, 배플판 BP가 마련되어 있다. 배플판 BP는 축선 Z를 중심(中心)으로 하여 고리 형상으로 연장되는 판 형상의 부재이다. 이 배플판 BP에는, 복수의 관통 구멍이 형성되어 있다. 이들 관통 구멍은 축선 Z 방향으로 배플판 BP를 관통하고 있다. 배플판 BP의 안쪽 가장자리 부분은 제 2 통 형상부 TP2와 환상부 AP의 사이에 마련되어 있다.
제 2 통 형상부 TP2와 배플판 BP의 내연 부분에는, 축선 Z 방향으로 연장되는 나사구멍이 형성되어 있다. 이 나사구멍에는, 나사 SR이 끼워지고 있다. 이 나사 SR에 의해, 배플판 BP는 제 2 통 형상부 TP2에 고정된다.
또한, 정전 척 ESC의 유전체막 내에는, 히터 HC 및 히터 HE가 마련되어 있다. 도 7은 정전 척 내의 히터를 나타내는 평면도이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 히터 HC 및 히터 HE는 전열선으로 구성되어 있다. 히터 HC는 단자 T11 및 단자 T12를 포함하고 있다. 히터 HC는 축선 Z를 중심(中心)으로 하여 선회하도록 연장되고 있다. 또한, 히터 HE는 단자 T21 및 단자 T22를 포함하고 있다. 히터 HE는 히터 HC보다 바깥쪽에 있어서, 축선 Z를 중심(中心)으로 하여 선회하도록 연장되고 있다.
도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 히터 HC는 전극막 EF의 아래쪽, 또한, 상술한 탑재 영역 MR의 중앙 부분의 아래쪽, 즉 축선 Z에 교차하는 영역에 마련되어 있다. 또한, 히터 HE는 전극막 EF의 아래쪽에 마련되어 있고, 히터 HC를 둘러싸도록 연장되고 있다. 이 히터 HE는 상술한 탑재 영역 MR의 에지 영역의 아래쪽에 마련되어 있다.
히터 HC에는, 필터 유닛 FU1을 거쳐서 히터 전원 HP1이 접속되어 있다. 히터 전원 HP1은 히터 HC에 교류 전력을 공급한다. 필터 유닛 FU1은 고주파 전원 RFG로부터의 고주파 전력이 히터 전원 HP1에 유입되는 것을 억제한다. 필터 유닛 FU1은, 예컨대, LC 필터로 구성되어 있다. 또한, 히터 HE에는, 필터 유닛 FU2를 거쳐서 히터 전원 HP2가 접속되어 있다. 히터 전원 HP2는 히터 HE에 교류 전력을 공급한다. 필터 유닛 FU2는 고주파 전원 RFG로부터의 고주파 전력이 히터 전원 HP2에 유입되는 것을 억제한다. 필터 유닛 FU2는, 예컨대, LC 필터로 구성되어 있다. 이러한 필터 유닛 FU1 및 FU2에 의해, 고주파 전원 RFG로부터의 고주파 전력이 히터 전원에 유입되어 소비되는 것이 억제된다.
이하, 필터 유닛의 상세, 및, 히터 전원과 히터의 전기적 접속에 관하여 상세하게 설명한다. 도 8은 필터 유닛의 상세, 및, 히터 전원과 히터의 전기적 접속을 나타내는 도면이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 필터 유닛 FU1은 히터 전원 HP1에 접속되어 있다. 필터 유닛 FU1은 도전성의 하우징 CA1을 갖고 있고, 해당 하우징 CA1 내에 필터 FT1을 내장하고 있다. 하우징 CA1은 프레임 그라운드로 되어 있다. 필터 FT1은 인덕터 L11 및 L12, 및, 커패시터 C11 및 C12를 갖고 있다. 인덕터 L11 및 커패시터 C11은 히터 전원 HP1의 제 1 출력 단자와 필터 FT1의 제 1 단자 FT11의 사이에 마련되어 있다. 구체적으로, 인덕터 L11의 일단은 제 1 단자 FT11에 접속하고 있고, 인덕터 L11의 타단은 커패시터 C11의 일단에 접속되어 있다. 커패시터 C11의 타단은 접지 전위에 접속되어 있다. 또한, 인덕터 L11과 커패시터 C11의 사이의 노드로부터 연장되는 배선은 히터 전원 HP1의 제 1 출력 단자에 접속하고 있다.
인덕터 L12 및 커패시터 C12는 히터 전원 HP1의 제 2 출력 단자와 필터 FT1의 제 2 단자 FT12의 사이에 마련되어 있다. 인덕터 L12의 일단은 제 2 단자 FT12에 접속하고 있고, 인덕터 L12의 타단은 커패시터 C12의 일단에 접속되어 있다. 커패시터 C12의 타단은 접지 전위에 접속되어 있다. 또한, 인덕터 L12와 커패시터 C12의 사이의 노드로부터 연장되는 배선은 히터 전원 HP1의 제 2 출력 단자에 접속하고 있다.
필터 FT1과 히터 HC는 한 쌍의 급전체 PE11 및 PE12에 의해 접속되어 있다. 구체적으로, 급전체 PE11의 일단은 히터 HC의 단자 T11에 접속하고 있고, 급전체 PE11의 타단은 필터 FT1의 제 1 단자 FT11에 접속하고 있다. 또한, 급전체 PE12의 일단은 히터 HC의 단자 T12에 접속하고 있고, 급전체 PE12의 타단은 필터 FT1의 제 2 단자 FT12에 접속하고 있다.
필터 유닛 FU2는 필터 유닛 FU1과 동일하게 구성되어 있다. 또한, 히터 전원 HP2와 히터 HE의 사이의 전기적 접속도 히터 전원 HP1과 히터 HC의 전기적 접속과 동일하게 구성되어 있다.
구체적으로, 필터 유닛 FU2는 도전성의 하우징 CA2를 갖고 있고, 해당 하우징 CA2 내에 필터 FT2를 내장하고 있다. 하우징 CA2는 프레임 그라운드로 되어 있다. 필터 FT2는 인덕터 L21 및 L22, 및, 커패시터 C21 및 C22를 갖고 있다. 인덕터 L21 및 커패시터 C21은 히터 전원 HP2의 제 1 출력 단자와 필터 FT2의 제 1 단자 FT21의 사이에 마련되어 있다. 인덕터 L21의 일단은 제 1 단자 FT21에 접속하고 있고, 인덕터 L21의 타단은 커패시터 C21의 일단에 접속되어 있다. 커패시터 C21의 타단은 접지 전위에 접속되어 있다. 또한, 인덕터 L21과 커패시터 C21의 사이의 노드로부터 연장되는 배선은 히터 전원 HP2의 제 1 출력 단자에 접속하고 있다.
인덕터 L22 및 커패시터 C22는 히터 전원 HP2의 제 2 출력 단자와 필터 FT2의 제 2 단자 FT22의 사이에 마련되어 있다. 인덕터 L22의 일단은 제 2 단자 FT22에 접속하고 있고, 인덕터 L22의 타단은 커패시터 C22의 일단에 접속되어 있다. 커패시터 C22의 타단은 접지 전위에 접속되어 있다. 또한, 인덕터 L22와 커패시터 C22의 사이의 노드로부터 연장되는 배선은 히터 전원 HP2의 제 2 출력 단자에 접속하고 있다.
필터 FT2와 히터 HE는 한 쌍의 급전체 PE21 및 PE22에 의해 접속되어 있다. 급전체 PE21의 일단은 히터 HE의 단자 T21에 접속하고 있고, 급전체 PE21의 타단은 필터 FT2의 제 1 단자 FT21에 접속하고 있다. 또한, 급전체 PE22의 일단은 히터 HE의 단자 T22에 접속하고 있고, 급전체 PE22의 타단은 필터 FT2의 제 2 단자 FT22에 접속하고 있다.
한 쌍의 급전체 PE11 및 PE12의 주위에는, 이들 급전체의 주위의 매체를 전파하는 마이크로파를 억제하는 구조가 마련되어 있다. 마찬가지로, 한 쌍의 급전체 PE21 및 PE22의 주위에도, 이들 급전체의 주위의 매체를 전파하는 마이크로파를 억제하는 구조가 마련되어 있다. 한 쌍의 급전체 PE11 및 PE12 및 이들 급전체의 주위에 있어서 마이크로파를 억제하는 구조를 포함하는 급전 유닛은 한 쌍의 급전체 PE21 및 PE22 및 이들 급전체의 주위에 있어서 마이크로파를 억제하는 구조를 포함하는 급전 유닛과 동일한 구성을 갖고 있다. 따라서, 이하에서는, 급전체 PE11 및 PE12를 포함하는 급전 유닛 PU의 구성에 대하여 설명하지만, 이러한 구성은 한 쌍의 급전체 PE21 및 PE22를 포함하는 급전 유닛의 구성으로서도 채용할 수 있다.
도 9는 일 실시 형태의 급전 유닛을 나타내는 도면이다. 도 9에서는, 한 쌍의 급전체의 긴 방향에 있어서의 단면이 나타나 있다. 도 9에 나타내는 급전 유닛 PU는 한 쌍의 급전체 PE11 및 PE12를 포함하고 있다. 이들 급전체 PE11 및 PE12는 봉 형상의 도체이다. 급전체 PE11은 그 일단(하단부) 및 타단(상단부)을 제외한 영역에 있어서, 통 형상부(60)에 의해 둘러싸여 있다. 통 형상부(60)는 대략 원통 형상을 갖고 있다. 또한, 통 형상부(60)는 알루미나 등의 절연체로 구성되어 있다. 이 통 형상부(60)의 내공에는, 급전체 PE11이 통과되고 있다.
일 실시 형태에 있어서, 통 형상부(60)는 상부(60a) 및 하부(60b)를 포함하고 있다. 상부(60a)의 내공의 직경은 급전체 PE11의 직경과 대략 일치하고 있다. 하부(60b)는 상부(60a)에 연속하고 있다. 하부(60b)의 내공의 직경은 상부(60a)의 직경보다 크게 되어 있다. 하부(60b)의 내면은 급전체 PE11의 외주면으로부터 이간하고 있다.
통 형상부(60)는 포위부(64)에 의해 둘러싸여 있다. 이 포위부(64)에는, 통 형상부(60)가 통과하는 관통 구멍이 형성되어 있고, 해당 관통 구멍 내에 통 형상부(60)가 통과되고 있다. 또한, 포위부(64)는 통 형상부(60)의 외주면을 따라서 연장되고 있고, 해당 외주면에 접하고 있다. 이 포위부(64)는 알루미늄 등의 도전성 재료로 구성되어 있다.
통 형상부(60)의 하부(60b)의 내공에는, 초크부(70)가 마련되어 있다. 초크부(70)는 통 형상부(60)를 전파하는 마이크로파를 억제하는 기능을 갖는다. 초크부(70)는 도전성 재료로 구성되어 있고, 제 1 부분(70a) 및 제 2 부분(70b)을 포함하고 있다. 제 1 부분(70a)은 급전체 PE11의 외주면으로부터 해당 급전체 PE11의 긴 방향에 교차하는 방향으로 연장되고 있다. 예컨대, 제 1 부분(70a)은 중앙에 관통 구멍을 갖는 원반 형상을 갖고 있다. 제 1 부분(70a)의 관통 구멍을 규정하는 내연부는 급전체 PE11에 접하고 있다.
제 2 부분(70b)은 원통 형상을 갖고 있다. 이 제 2 부분(70b)은 통 형상부(60)와 급전체 PE11의 사이에 있어서, 제 1 부분(70a)의 주연으로부터 아래쪽으로 연장되고 있다. 제 2 부분(70b)의 외주면은 통 형상부(60)의 하부(60b)의 내면에 접하고 있다. 또한, 제 2 부분(70b)의 내면은 급전체 PE11의 외주면으로부터 이간하고 있다. 이 제 2 부분(70b)은 대기 중의 마이크로파의 파장의 약 1/4의 길이를 갖고 있다. 구체적으로는, 제 2 부분(70b)은 일단(하단)과 제 1 부분(70a)에 접속한 타단을 갖고 있고, 해당 일단과 타단의 사이의 거리가 대기 중의 마이크로파의 파장의 약 1/4의 길이로 되어 있다.
도 10은 초크부(70)에 의한 마이크로파 억제의 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 10에 있어서, 실선으로 나타내는 화살표는 통 형상부(60)를 전파하는 마이크로파, 즉, 입사파 IW를 나타내고 있고, 파선으로 나타내는 화살표는 초크부(70)가 발생시키는 반사파 RW를 나타내고 있다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 통 형상부(60)를 전파한 입사파 IW는 초크부(70)의 제 2 부분(70b)과 급전체 PE11의 사이의 공동(空洞) 내로 나아가 제 1 부분(70a)으로 향한다. 제 1 부분(70a)에서는, 입사파 IW가 반사되어, 반사파 RW가 발생한다. 발생한 반사파 RW는 입사파 IW와 역방향으로 진행한다. 여기서, 제 2 부분(70b)과 급전체 PE11의 사이는 공동이고, 또한, 제 2 부분(70b)의 길이는, 상술한 바와 같이, 대기 중의 마이크로파의 파장의 약 1/4의 길이로 되어 있다. 따라서, 입사파 IW와 반사파 RW의 사이에는, 약 반파장의 위상차가 생긴다. 따라서, 입사파 IW와 반사파 RW는 간섭한다. 그 결과, 입사파 IW는 감쇠되거나, 또는 상쇄된다. 이것에 의해, 통 형상부(60)를 거쳐서 전파하는 마이크로파가 억제된다.
또한, 급전체 PE11과 동일하게, 급전체 PE12는 그 일단(하단부) 및 타단(상단부)을 제외한 영역에 있어서, 통 형상부(62)에 의해 둘러싸여 있다. 통 형상부(62)는 대략 원통 형상을 갖고 있다. 또한, 통 형상부(62)는 알루미나 등의 절연체로 구성되어 있다. 이 통 형상부(62)의 내공에는 급전체 PE12가 통과되고 있다.
일 실시 형태에 있어서, 통 형상부(62)도 상부(62a) 및 하부(62b)를 포함하고 있다. 상부(62a)의 내공의 직경은 급전체 PE12의 직경과 대략 일치하고 있다. 하부(62b)는 상부(62a)에 연속하고 있다. 하부(62b)의 내공의 직경은 상부(62a)의 직경보다 크게 되어 있다. 하부(62b)의 내면은 급전체 PE12의 외주면으로부터 이간하고 있다.
통 형상부(62)는 포위부(64)에 의해 둘러싸여 있다. 포위부(64)에는, 통 형상부(62)가 통과하는 관통 구멍이 더 형성되어 있다. 또한, 포위부(64)는 통 형상부(62)의 외주면을 따라서 연장되고 있고, 해당 통 형상부(62)의 외주면에 접하고 있다.
통 형상부(62)의 하부(62b)의 내공에는 초크부(72)가 마련되어 있다. 초크부(72)는 통 형상부(62)를 전파하는 마이크로파를 억제하는 기능을 갖는다. 초크부(72)는 도전성 재료로 구성되어 있고, 제 1 부분(72a) 및 제 2 부분(72b)을 포함하고 있다. 제 1 부분(72a)은 급전체 PE12로부터 해당 급전체 PE12의 긴 방향에 교차하는 방향으로 연장되고 있다. 예컨대, 제 1 부분(72a)은 중앙에 관통 구멍을 갖는 원반 형상을 갖고 있다. 제 1 부분(72a)의 관통 구멍을 규정하는 내연부는 급전체 PE12에 접하고 있다.
제 2 부분(72b)은 원통 형상을 갖고 있다. 이 제 2 부분(72b)은 통 형상부(62)와 급전체 PE12의 사이에 있어서, 제 1 부분(72a)의 주연으로부터 아래쪽으로 연장되고 있다. 제 2 부분(72b)의 외주면은 통 형상부(62)의 하부(62b)의 내면에 접하고 있다. 또한, 제 2 부분(72b)의 내면은 급전체 PE12의 외주면으로부터 이간하고 있다. 이 제 2 부분(72b)은 대기 중의 마이크로파의 파장의 약 1/4의 길이를 갖고 있다. 구체적으로, 제 2 부분(70b)은 일단과 제 1 부분(72a)에 접속한 타단을 갖고 있고, 해당 일단과 타단의 사이의 거리가 대기 중의 마이크로파의 파장의 약 1/4의 길이로 되어 있다. 이러한 초크부(72)에 의해서도, 초크부(70)와 동일하게, 통 형상부(62)를 전파하는 마이크로파가 억제된다.
또, 상기 한 쌍의 급전체 PE11, PE12를 정전 척 ESC 내의 히터에 접속하기 위해서는, 이들 한 쌍의 급전체, 통 형상부(60, 62), 및 포위부(64)를 통하게 하기 위한 구멍을 하부 전극 LE 및 정전 척 ESC에 걸쳐서 마련할 필요가 있다. 이러한 구멍은 탑재대(20)의 열적인 특이점을 구성하는 영역이 될 수 있다. 그렇지만, 입사파에 대하여 반파장분의 위상차를 가진 반사파를 발생시키기 위한 초크부(70, 72)의 제 2 부분은 급전체와 대략 평행하게 연장되고 있다. 따라서, 급전체의 긴 방향에 직교하는 면 내에서의 초크부의 사이즈는 작은 것으로 되어 있다. 그러므로, 하부 전극 LE 및 정전 척 ESC에 걸쳐서 마련하는 구멍의 단면적을 작은 것으로 할 수 있다. 따라서, 탑재대(20)의 열적인 특이점을 구성하는 영역의 크기를 작게 하는 것이 가능하다.
또한, 초크부는 대기 중에서의 마이크로파의 파장에 대하여 1/4의 길이를 갖는 것이고, 하부 전극 LE에 공급되는 고주파 바이어스 전력의 파장에 대하여 극히 사이즈가 작은 구조로 되어 있다. 또, 고주파 바이어스 전력의 주파수는 수백 ㎑~수십 ㎒의 대역 내의 주파수이다. 따라서, 히터와 히터 전원의 사이의 임피던스에 대한 초크부의 영향은 극히 작은 것이 되고 있다.
또한, 초크부의 제 2 부분과 급전체의 사이에는, 초크부의 제 1 부분이 개재되고 있으므로, 제 2 부분과 급전체의 사이에 공동이 확보된다. 따라서, 초크부의 제 2 부분이 급전체에 대하여 어느 정도 경사하고 있더라도, 반사파를 발생시키기 위한 경로를 유지하는 것이 가능하게 되어 있다.
이하, 플라즈마 처리 장치(10)의 급전 유닛 PU의 평가를 위해 행한 시뮬레이션에 대하여 설명한다. 또한, 플라즈마 처리 장치(10)와의 대비를 위해 평가한 참고예의 시뮬레이션에 대해서도 설명한다.
우선, 참고예에 대하여 설명한다. 도 11은 참고예의 급전 유닛을 나타내는 도면이다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 참고예에 있어서도, 한 쌍의 급전체 PE11 및 PE12는 모두 봉 형상의 도체이다. 참고예에서는, 피복부(100)가 급전체 PE11 및 급전체 PE12의 외주면과 평행하게 연장되고 있다. 피복부(100)는 알루미나로 구성되어 있다. 피복부(100)에는, 급전체 PE11 및 급전체 PE12 각각이 통과하는 2개의 관통 구멍(100a, 100b)이 형성되어 있다. 관통 구멍(100a)의 일부는 축경부(縮徑部)(100c)에 의해 축경(縮徑)(diameter reducing)되어 있고, 관통 구멍(100b)의 일부도 축경부(100d)에 의해 축경되어 있다. 축경부(100c)는 급전체 PE11의 외주면에 접하고 있고, 축경부(100d)는 급전체 PE12의 외주면에 접하고 있다.
본 시뮬레이션에서는, 초크부의 제 2 부분의 길이 L1(도 9 참조), 및, 통 형상부(60)의 비유전율 ε을 파라미터로서 여러 가지로 상이하게 하여, 통 형상부(60)에 있어서의 VSWR(voltage standing wave ratio)을 산출했다. 여기서, VSWR은 이하의 식(1)에 의해 나타낼 수 있다.
Figure 112014099016644-pat00001
(1)식에 있어서, ρ는 VSWR이고, Pr은 입사파의 파워이고, Pf는 반사파의 파워이다. 따라서, ρ가 1인 것은 마이크로파가 억제되고 있지 않은 것을 나타낸다. 또한, 마이크로파가 억제되고 있는 정도는 ρ의 크기에 비례한다.
또한, 마이크로파의 누출량, 즉, Pf-Pr에 대해서도 평가했다. 마찬가지로, 참고예에 대해서도, VSWR, 및, Pf-Pr을 산출했다. 도 12는 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다. 도 12의 (a)에는, 플라즈마 처리 장치(10)의 급전 유닛의 VSWR, 및 참고예의 VSWR이 나타나 있다. 도 12의 (a)에 있어서, ε=1, ε=3.2, ε=10의 범례에서 나타나 있는 VSWR은 플라즈마 처리 장치(10)의 VSWR이고, 각각, 통 형상부(60)의 유전율이 1, 3.2, 10인 경우의 VSWR이다. 또한, 도 12의 (a)에 있어서 가로축은 길이 L1을 나타내고 있고, 세로축은 VSWR을 나타내고 있다. 또한, 도 12의 (b)에는, 플라즈마 처리 장치(10)의 급전 유닛의 Pf-Pr, 및 참고예의 Pf-Pr이 나타나 있다. 또한, 도 12의 (b)에 있어서, ε=1, ε=3.2, ε=10의 범례에서 나타나 있는 Pf-Pr은 플라즈마 처리 장치(10)의 Pf-Pr이고, 각각, 통 형상부(60)의 유전율이 1, 3.2, 10인 경우의 Pf-Pr이다. 도 12의 (b)에 있어서, 가로축은 길이 L1을 나타내고 있고, 세로축은 Pf-Pr을 나타내고 있다.
도 12의 (a)에 나타내는 바와 같이, 참고예의 VSWR은 「1」이다. 따라서, 참고예에서는, 피복부(100)를 거쳐서 마이크로파가 누출되고 있는 것을 확인할 수 있다. 이것은 도 12의 (b)의 참고예의 Pf-Pr, 즉 마이크로파의 누출량으로부터도 동일하게 확인할 수 있다. 한편, 도 12의 (a)에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(10)의 급전 유닛의 초크부에 의하면, 초크부의 제 2 부분의 길이 L1이 대기 중에서의 마이크로파의 파장의 약 1/4의 길이로 되어 있을 때에, VSWR이 큰 값을 취하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 플라즈마 처리 장치(10)의 초크부에 의하면, 급전체 PE11 및 PE12의 주위에 있어서의 마이크로파의 누출이 억제되는 것을 확인할 수 있다. 이것은 도 12의 (b)에 나타나 있는 플라즈마 처리 장치(10)의 급전 유닛의 Pf-Pr로부터도 동일하게 확인할 수 있다.
이하, 탑재대 시스템의 다른 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 13은 다른 실시 형태에 따른 탑재대 시스템에 있어서의 급전 유닛과 그 주위의 구조를 나타내는 도면이다. 도 13에 나타내는 급전 유닛에서는, 포위부(64) 대신에 포위부(64A)가 채용되고 있다. 포위부(64A)는 포위부(64)와 대략 동일한 형상을 갖고 있지만, 포위부(64)가 필터 유닛의 하우징 CA1에 접속하고 있는 것에 비하여, 포위부(64A)는 하우징 CA1로부터 이간하고 있다.
상술한 바와 같이, 초크부와 포위부(64)의 사이에는, 유전체인 통 형상부(60 또는 62)가 개재되고 있다. 따라서, 초크부와 포위부(64)는 커패시터를 구성할 수 있다. 또한, 포위부(64)는 필터 유닛의 하우징에 접속하고 있으므로, 이 커패시터는 히터와 히터 전원의 사이의 배선에 용량 성분을 부가할 수 있다. 따라서, 포위부(64)가 하우징 CA1에 도통하고 있으면, 히터와 히터 전원의 사이의 임피던스가 저하할 수 있다.
한편, 포위부(64A)는 필터 유닛의 하우징 CA1로부터 이간하고 있다. 즉, 초크부와 포위부(64A)가 구성할 수 있는 커패시터는 필터 유닛의 필터로부터는 부유하고 있다. 따라서, 포위부(64A)에 의하면, 히터와 히터 전원의 사이의 임피던스의 저하의 영향이 억제된다.
여기서, 포위부(64)를 이용한 경우, 포위부(64A)를 이용한 경우, 도 11에 나타낸 참고예를 이용한 경우의 각각에 대하여, 히터와 히터 전원의 사이의 임피던스의 주파수 특성을 임피던스 애널라이저를 이용하여 구한 실험 결과에 대하여 설명한다. 본 실험에서는, 히터와 히터 전원의 사이에 마련된 필터 유닛의 필터는 고주파 전원 RFG가 발생시키는 주파수 13.65㎒의 고주파 전력을 저지하기 위해, 13.65㎒에 있어서 소정의 임피던스를 갖도록 설정되었다. 또, 도 11에 나타낸 참고예에서는, 피복부(100)의 주위에 도체가 마련되어 있지 않으므로, 히터 전원과 히터의 사이의 임피던스에 대하여 필터 유닛의 필터 이외의 용량 성분은 무시할 수 있다. 즉, 도 11의 참고예는 13.65㎒의 주파수의 임피던스에 영향을 주지 않는 구조이다.
도 14는 포위부(64)를 이용한 경우, 포위부(64A)를 이용한 경우, 도 11에 나타낸 참고예를 이용한 경우의 각각에 대하여, 임피던스 애널라이저를 이용하여 구한 히터와 히터 전원의 사이의 임피던스의 주파수 특성을 나타내고 있다. 도 14에 있어서, 가로축은 주파수를 나타내고 있고, 세로축은 임피던스를 나타내고 있다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 포위부(64)를 이용한 경우의 임피던스는 주파수 13.65㎒에 있어서, 참고예의 임피던스보다 약간 낮은 임피던스로 되어 있지만, 포위부(64A)를 이용한 경우의 임피던스는 같은 주파수에 있어서, 참고예보다 큰 임피던스로 되어 있다. 이것으로부터, 하우징 CA1로부터 포위부(64A)를 이간시키는 것에 의해, 히터와 히터 전원의 사이의 임피던스의 저하를 억제하는 것이 가능하게 되는 것을 확인할 수 있다.
또, 도 13에 나타내는 바와 같이, 포위부(64A)와 필터 유닛의 하우징 CA1의 사이에는, 절연체(80)가 마련되어 있더라도 좋다. 구체적으로, 포위부(64A)는 일단(하단)과 타단(상단)을 갖고 있다. 포위부(64A)의 타단은 해당 포위부(64A)의 일단보다 필터 유닛의 하우징 CA1로부터 이간하고 있다. 절연체(80)는 포위부(64A)의 일단, 즉 하단과 필터 유닛의 하우징의 사이에 개재된다. 이 절연체(80)는 알루미나보다 비유전율이 높은 재료, 예컨대, 지르코니아로 구성되어 있더라도 좋다. 이러한 절연체(80)를 이용하는 것에 의해, 포위부(64A)와 하우징의 사이를 거친 마이크로파의 누출을 억제하는 것이 가능하게 된다. 또, 도 13에 나타낸 구조는 급전체 PE21 및 PE22의 주위의 구조로서도 채용하는 것이 가능하다.
이상, 여러 가지의 실시 형태에 대하여 설명하여 왔지만, 상술한 실시 형태로 한정되는 일 없이 여러 가지의 변형 형태를 구성 가능하다. 예컨대, 플라즈마 처리 장치(10)는 마이크로파를 도입하기 위한 안테나로서 레이디얼 라인 슬롯 안테나를 구비하고 있다. 그렇지만, 이것으로 한정되는 일 없이, 처리 가스를 마이크로파에 의해 여기시킬 수 있는 임의의 플라즈마원을 이용하는 것이 가능하다.
또한, 상술한 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 정전 척 ESC 내에 2개의 히터 HC 및 HE가 마련되어 있지만, 정전 척 내에 마련되는 히터의 개수는 2개로 한정되는 것이 아니고, 2개보다 적은 히터 또는 2개보다 많은 히터가 정전 척 ESC 내에 마련되어 있더라도 좋다.
10 : 플라즈마 처리 장치 12 : 처리 용기
14 : 안테나 18 : 유전체창
32 : 마이크로파 발생기 20S : 탑재대 시스템
20 : 탑재대 LE : 하부 전극
RFG : 고주파 전원 ESC : 정전 척
HC, HE : 히터 HP1, HP2 : 히터 전원
FU1 : 필터 유닛 FT1 : 필터
FU2 : 필터 유닛 FT2 : 필터
CA1, CA2 : 하우징 PU : 급전 유닛
PE11, PE12, PE21, PE22 : 급전체 60, 62 : 통 형상부
64 : 포위부 70, 72 : 초크부
70a : 제 1 부분(초크부(70)) 70b : 제 2 부분(초크부(70))
72a : 제 1 부분(초크부(72)) 72b : 제 2 부분(초크부(72))
80 : 절연체 W : 웨이퍼

Claims (14)

  1. 마이크로파에 의해 처리 가스를 여기시키는 플라즈마 처리 장치로서,
    처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 마련된 탑재대로서, 하부 전극 및 그 하부 전극상에 마련된 정전 척을 갖는 탑재대와,
    상기 하부 전극에 전기적으로 접속된 고주파 전원과,
    상기 정전 척 내에 마련된 히터와,
    상기 히터에 공급되는 전력을 발생시키는 히터 전원과,
    상기 히터 전원에 접속된 필터를 갖는 필터 유닛과,
    상기 필터를 거쳐서 상기 히터 전원과 상기 히터를 접속하는 봉 형상의 급전체와,
    상기 급전체가 통과하는 내공(內孔)을 갖는 절연체의 통 형상부와,
    상기 통 형상부를 거쳐서 전파하는 마이크로파를 억제하는 초크부
    를 구비하고,
    상기 초크부는 도전성으로서, 상기 급전체로부터 그 급전체의 긴 방향에 교차하는 방향으로 연장되는 제 1 부분과, 상기 통 형상부와 상기 급전체의 사이에 있어서 상기 제 1 부분의 주연으로부터 연장되는 통 형상의 제 2 부분을 포함하는
    플라즈마 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 통 형상부의 외주를 따라서 마련된 도전성의 포위부를 더 구비하는 플라즈마 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 필터 유닛은 도전성의 하우징을 구비하고,
    상기 포위부는 상기 하우징으로부터 이간하고 있는
    플라즈마 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 포위부는 일단(一端)과, 그 일단보다 상기 하우징으로부터 떨어져 있는 타단(他端)을 포함하고,
    상기 포위부의 상기 일단과 상기 하우징의 사이에는 절연체가 마련되어 있는
    플라즈마 처리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 포위부의 상기 일단과 상기 하우징의 사이에 마련된 상기 절연체는 지르코니아로 구성되어 있는 플라즈마 처리 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 부분은 일단과, 상기 제 1 부분에 접속하는 타단을 포함하고,
    상기 일단과 상기 타단의 사이의 길이는 상기 마이크로파의 대기 중에서의 파장의 1/4의 길이인
    플라즈마 처리 장치.
  7. 마이크로파에 의해 처리 가스를 여기하는 플라즈마 처리 장치에 있어서 정전 척에 마련된 히터와 히터 전원을 필터 유닛을 거쳐서 접속하는 급전 유닛으로서,
    상기 필터 유닛의 필터와 상기 히터를 접속하는 봉 형상의 급전체와,
    상기 급전체가 통과하는 내공을 갖는 절연체의 통 형상부와,
    상기 통 형상부를 거쳐서 전파하는 마이크로파를 억제하는 초크부
    를 구비하고,
    상기 초크부는 도전성을 갖고, 상기 급전체로부터 그 급전체의 긴 방향에 교차하는 방향으로 연장되는 제 1 부분과, 상기 통 형상부와 상기 급전체의 사이에 있어서 상기 제 1 부분의 주연으로부터 연장되는 통 형상의 제 2 부분을 포함하는
    급전 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 부분은 일단과, 상기 제 1 부분에 접속하는 타단을 포함하고,
    상기 일단과 상기 타단의 사이의 길이는 상기 마이크로파의 대기 중에서의 파장의 1/4의 길이인
    급전 유닛.
  9. 마이크로파에 의해 처리 가스를 여기하는 플라즈마 처리 장치용 탑재대 시스템으로서,
    하부 전극 및 그 하부 전극상에 마련된 정전 척을 갖는 탑재대와,
    상기 하부 전극에 전기적으로 접속된 고주파 전원과,
    상기 정전 척 내에 마련된 히터와,
    상기 히터에 공급되는 전력을 발생시키는 히터 전원과,
    상기 히터 전원에 접속된 필터를 갖는 필터 유닛과,
    상기 필터를 거쳐서 상기 히터 전원과 상기 히터를 접속하는 봉 형상의 급전체와,
    상기 급전체가 통과하는 내공을 갖는 절연체의 통 형상부와,
    상기 통 형상부를 거쳐서 전파하는 마이크로파를 억제하는 초크부
    를 구비하고,
    상기 초크부는 도전성을 갖고, 상기 급전체로부터 그 급전체의 긴 방향에 교차하는 방향으로 연장되는 제 1 부분과, 상기 통 형상부와 상기 급전체의 사이에 있어서 상기 제 1 부분의 주연으로부터 연장되는 통 형상의 제 2 부분을 포함하는
    탑재대 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 통 형상부의 외주를 따라서 마련된 도전성의 포위부를 더 구비하는 탑재대 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 필터 유닛은 도전성의 하우징을 구비하고,
    상기 포위부는 상기 하우징으로부터 이간하고 있는
    탑재대 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 포위부는 일단과, 그 일단보다 상기 하우징으로부터 떨어져 있는 타단을 포함하고,
    상기 포위부의 상기 일단과 상기 하우징의 사이에는 절연체가 마련되어 있는
    탑재대 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 포위부의 상기 일단과 상기 하우징의 사이에 마련된 상기 절연체는 지르코니아로 구성되어 있는 탑재대 시스템.
  14. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 부분은 일단과, 상기 제 1 부분에 접속하는 타단을 포함하고,
    상기 일단과 상기 타단의 사이의 길이는 상기 마이크로파의 대기 중에서의 파장의 1/4의 길이인
    탑재대 시스템.
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