KR20030093283A - 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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스가와시게토시
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Abstract

마이크로파 플라즈마 처리 장치에 있어서, 피처리 기판에 대면하는 샤워 플레이트 혹은 플라즈마 투과창의 상기 피처리 기판에 대면하는 쪽을 오목면 형상으로 함으로써, 피처리 기판 주변부에서의 플라즈마 밀도의 저하를 보상한다. 그 결과, 에칭 등 저압에 있어서의 플라즈마 처리를 행한 경우에도 피처리 기판 표면 근방에 있어서 안정하고 균일한 플라즈마가 유지된다. 또한, 이러한 구성에 의해 플라즈마의 착화도 촉진된다.

Description

플라즈마 처리 장치{PLASMA PROCESSING DEVICE}
도 1a 및 도 1b는 이러한 레이디얼 라인 슬롯 안테나를 사용한 종래의 마이크로파 플라즈마 처리 장치(100)의 구성을 나타낸다. 단, 도 1a는 마이크로파 플라즈마 처리 장치(100)의 단면도를, 또한 도 1b는 레이디얼 라인 슬롯 안테나의 구성을 도시한 도면이다.
도 1a를 참조해 보건대, 마이크로파 플라즈마 처리 장치(100)는 복수의 배기 포트(116)로부터 배기되는 처리실(101)을 가지며, 상기 처리실(101) 중에는 피처리 기판(114)을 유지하는 유지대(115)가 형성되어 있다. 상기 처리실(101)의 균일한 배기를 실현하기 위해서, 상기 유지대(115) 주위에는 링형으로 공간(101A)이 형성되어 있고, 상기 복수의 배기 포트(116)를 상기 공간(101A)에 연결되어 통하도록 등간격으로, 즉 피처리 기판에 대하여 축 대칭으로 형성함으로써, 상기 처리실(101)을 상기 공간(101A) 및 배기 포트(116)를 통해 균일하게 배기할 수 있다.
상기 처리실(101) 상에는 상기 유지대(115) 상의 피처리 기판(114)에 대응하는 위치에, 상기 처리실(101)의 외벽의 일부로서, 저손실 유전체로 이루어지고 다수의 개구부(107)를 형성한 판형의 샤워 플레이트(103)가 시일 링(109)을 통해 형성되어 있고, 추가로 상기 샤워 플레이트(103)의 외측에 동일한 저손실 유전체로 이루어진 커버 플레이트(102)가 별도의 시일 링(108)을 통해 설치되어 있다.
상기 샤워 플레이트(103)에는 그 상면에 플라즈마 가스의 통로(104)가 형성되어 있고, 상기 복수의 개구부(107)의 각각은 상기 플라즈마 가스 통로(104)에 연결되어 통하도록 형성되어 있다. 더욱이, 상기 샤워 플레이트(103)의 내부에는 상기 처리 용기(101)의 외벽에 설치된 플라즈마 가스 공급 포트(105)에 연결되어 통하는 플라즈마 가스의 공급 통로(108)가 형성되어 있으며, 상기 플라즈마 가스 공급 포트(105)에 공급된 Ar이나 Kr 등의 플라즈마 가스는 상기 공급 통로(108)로부터 상기 통로(104)를 통해 상기 개구부(107)에 공급되고, 상기 개구부(107)로부터 상기 처리 용기(101) 내부의 상기 샤워 플레이트(103) 바로 아래의 공간(101B)으로 실질적으로 균일한 농도로 방출된다.
상기 처리 용기(101) 상에는, 추가로 상기 커버 플레이트(102)의 외측에, 상기 커버 플레이트(102)로부터 4∼5 ㎜ 이격되어 도 1b에 도시한 방사면을 갖는 레이디얼 라인 슬롯 안테나(110)가 설치되어 있다. 상기 레이디얼 라인 슬롯 안테나(110)는 외부의 마이크로파원(도시하지 않음)에 동축 도파관(110A)을 통해 접속되어 있고, 상기 마이크로파원으로부터의 마이크로파에 의해 상기 공간(101B)으로 방출된 플라즈마 가스를 여기한다. 상기 커버 플레이트(102)와 레이디얼 라인 슬롯 안테나(110)의 방사면 사이의 간극은 대기에 의해 충전되어 있다.
상기 레이디얼 라인 슬롯 안테나(110)는 상기 동축 도파관(110A)의 외측 도파관에 접속된 평탄한 디스크형의 안테나 본체(110B)와, 상기 안테나 본체(110B)의 개구부에 형성된 도 1b에 도시한 다수의 슬롯(110a) 및 이것에 직교하는 다수의 슬롯(110b)이 형성된 방사판(110C)으로 이루어지며, 상기 안테나 본체(110B)와 상기 방사판(110C) 사이에는 두께가 일정한 유전체판으로 이루어진 지상판(遲相板)(110D)이 삽입되어 있다.
이러한 구성의 레이디얼 라인 슬롯 안테나(110)에서는, 상기 동축 도파관(110A)으로부터 급전된 마이크로파는 상기 디스크형의 안테나 본체(110B)와 방사판(110C) 사이를 반경 방향으로 확대하면서 진행하지만, 그 때에 상기 지상판(110D)의 작용에 의해 파장이 압축된다. 그래서, 이와 같이 하여 반경 방향으로 진행하는 마이크로파의 파장에 대응하여 상기 슬롯(110a) 및 슬롯(110b)을 동심원형으로 또한 서로 직교하도록 형성해 둠으로써, 원편파를 갖는 평면파를 상기 방사판(110C)에 실질적으로 수직인 방향으로 방사할 수 있다.
이러한 레이디얼 라인 슬롯 안테나(110)를 사용함으로써, 상기 샤워 플레이트(103) 바로 아래의 공간(101B)에 균일한 고밀도 플라즈마가 형성된다. 이와 같이 하여 형성된 고밀도 플라즈마는 전자 온도가 낮고, 그 때문에 피처리 기판(114)에 손상이 생기는 일이 없으며, 또한 처리 용기(101)의 기벽의 스퍼터링에 기인하는 금속 오염이 발생하는 일도 없다.
도 1의 플라즈마 처리 장치(100)에서는, 추가로 상기 처리 용기(101) 중, 상기 샤워 플레이트(103)와 피처리 기판(114) 사이에, 외부의 처리 가스원(도시하지 않음)으로부터 상기 처리 용기(101) 중에 형성된 처리 가스 통로(112)를 통해 처리가스를 공급하는 다수의 노즐(113)이 형성된 도체 구조물(111)이 형성되어 있고, 상기 노즐(113)의 각각은 공급된 처리 가스를 상기 도체 구조물(111)과 피처리 기판(114) 사이의 공간(101C)으로 방출한다. 상기 도체 구조물(111)에는 상기 인접하는 노즐(113)과 노즐(113) 사이에, 상기 공간(101B)에서 형성된 플라즈마를 상기 공간(101B)으로부터 상기 공간(101C)으로 확산에 의해 효율적으로 통과시키는 크기의 개구부가 형성되어 있다.
그래서, 이와 같이 상기 도체 구조물(111)로부터 상기 노즐(113)을 통해 처리 가스를 상기 공간(101C)으로 방출한 경우, 방출된 처리 가스는 상기 공간(101B)에서 형성된 고밀도 플라즈마에 의해 여기되고, 상기 피처리 기판(114) 상에 균일한 플라즈마 처리가 효율적으로 또한 고속으로, 게다가 기판 및 기판 상의 소자 구조를 손상시키는 일없이, 또한 기판을 오염시키지 않고 행해진다. 한편 상기 레이디얼 라인 슬롯 안테나(110)로부터 방사된 마이크로파는 이러한 도체 구조물(111)에 의해 저지되어, 피처리 기판(114)을 손상시키는 일은 없다.
그런데, 도 1a 및 도 1b의 종래의 플라즈마 처리 장치(100)에서는, 상기 샤워 플레이트(103)와 피처리 기판(114) 사이의 간격이 좁기 때문에, 상기 공간(101B) 및 공간(101C)에는 샤워 플레이트(103)의 직경 방향으로의 연속적이고 안정된 플라즈마류가 형성되고, 상기 피처리 기판(114)이 대구경 기판이어도 매우 균일한 플라즈마 처리가 가능해지지만, 한편 상기 처리 용기(101) 내의 압력이 저하된 경우, 특히 샤워 플레이트(103)의 주변부에 있어서 플라즈마 밀도가 저하되기 쉬운 문제가 생긴다. 예컨대 처리 용기(101) 내의 압력이 Ar 분위기 중에서 300 mTorr 이하로 저하된 경우, 샤워 플레이트(103)의 주변부에 있어서 플라즈마 밀도가 크게 저하된다. 이것은 처리 용기(101) 내의 압력이 저하된 경우, 해리한 전자의 확산이 촉진되고, 처리 용기(101)의 내벽면에서 소멸하는 것에 기인하는 것으로 생각된다. 플라즈마의 차단 밀도는 7.5 ×1010cm-3이기 때문에, 플라즈마 밀도가 이러한 차단 밀도 이하로 저하되면 플라즈마를 유지할 수 없게 된다. 이러한 샤워 플레이트(103) 주변부에 있어서의 플라즈마 밀도의 저하는 처리 속도의 저하를 초래할 뿐만 아니라, 마이크로파가 피처리 기판(114)에 직접 인가되어 손상시켜 버리는 문제를 일으킨다.
본 발명은 일반적으로 플라즈마 처리 장치에 관한 것으로, 특히 마이크로파 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
플라즈마 처리 공정 및 플라즈마 처리 장치는 최근의 소위 딥 서브 미크론 소자 혹은 딥 서브 쿼터 미크론 소자라고 불리는 0.1 ㎛에 가깝거나 혹은 그 이하의 게이트 길이를 갖는 초미세화 반도체 장치의 제조나 액정 표시 장치를 포함하는 고해상도 평면 표시 장치의 제조에 있어서 불가결한 기술이다.
반도체 장치나 액정 표시 장치의 제조에 사용되는 플라즈마 처리 장치로서는, 종래부터 여러 가지 플라즈마의 여기 방식이 사용되고 있지만, 특히 평행 평판형 고주파 여기 플라즈마 처리 장치 혹은 유도 결합형 플라즈마 처리 장치가 일반적이다. 그러나 이들 종래의 플라즈마 처리 장치는 플라즈마 형성이 불균일하고, 전자 밀도가 높은 영역이 한정되어 있기 때문에 큰 처리 속도 즉 작업 처리량으로 피처리 기판 전면에 걸쳐 균일한 프로세스를 행하는 것이 곤란하다는 문제점을 갖고 있다. 이 문제는 특히 직경이 큰 기판을 처리하는 경우에 심각해진다. 또한 이들 종래의 플라즈마 처리 장치에서는, 전자 온도가 높기 때문에 피처리 기판 상에 형성되는 반도체 소자에 손상이 생기고, 또한 처리실 벽의 스퍼터링에 의한 금속 오염이 크다는 것 등 몇 가지 본질적인 문제를 갖고 있다. 이 때문에, 종래의 플라즈마 처리 장치에서는, 반도체 장치나 액정 표시 장치의 더해진 미세화 및 더해진 생산성의 향상에 대한 엄격한 요구를 충족시키는 것이 곤란해지고 있다.
한편, 종래부터 직류 자장을 이용하지 않고서 마이크로파 전계에 의해 여기된 고밀도 플라즈마를 사용하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치가 제안되어 있다. 예컨대, 균일한 마이크로파가 발생하도록 배열된 다수의 슬롯을 갖는 평면형 안테나(레이디얼 라인 슬롯 안테나)로부터 처리 용기 내에 마이크로파를 방사하고, 이 마이크로파 전계에 의해 진공 용기 내의 가스를 전리하여 플라즈마를 여기시키는 구성의 플라즈마 처리 장치가 제안되고 있다(예컨대 일본 특허 공개 평성 제9-63793호 공보를 참조).
이러한 수법으로 여기된 마이크로파 플라즈마에서는 안테나 바로 아래의 넓은 영역에 걸쳐 높은 플라즈마 밀도를 실현할 수 있고, 단시간에 균일한 플라즈마 처리를 행하는 것이 가능하다. 또한 이러한 수법으로 형성된 마이크로파 플라즈마에서는 마이크로파에 의해 플라즈마를 여기하기 때문에, 전자 온도가 낮고, 피처리 기판의 손상이나 금속 오염을 회피할 수 있다. 더욱이, 대면적 기판 상에도 균일한 플라즈마를 용이하게 여기할 수 있기 때문에, 대구경 반도체 기판을 사용한 반도체 장치의 제조 공정이나 대형 액정 표시 장치의 제조에도 용이하게 대응할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 레이디얼 라인 슬롯 안테나를 사용한 마이크로파 플라즈마 처리 장치의 구성을 도시한 도면.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성을 도시한 도면.
도 3은 도 2a 및 도 2b의 플라즈마 처리 장치에서 사용되는 처리 가스 공급 구조의 구성을 도시한 저면도.
도 4는 도 2a 및 도 2b의 플라즈마 처리 장치의 여러 가지 변형예를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 제7 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성을 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 제8 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성을 도시한 도면.
그래서, 본 발명은 종래의 과제를 해결한 신규의 유용한 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것을 개괄적 과제로 한다.
본 발명의 보다 구체적인 과제는, 낮은 처리압에 있어서도 피처리 기판 표면 전체에 걸쳐 균일한 처리가 가능한 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 과제는,
외벽에 의해 구획되고, 피처리 기판을 유지하는 유지대를 구비한 처리 용기와,
상기 처리 용기에 결합된 배기계와,
상기 처리 용기 상에, 상기 유지대 상의 피처리 기판에 대면하도록, 상기 외벽의 일부로서 설치된 마이크로파 투과창과,
상기 처리 용기 중에 플라즈마 가스를 공급하는 플라즈마 가스 공급부와,
상기 처리 용기 상에, 상기 마이크로파에 대응하여 설치된 마이크로파 안테나
를 포함하며,
상기 마이크로파 투과창은 상기 피처리 기판과 대면하는 쪽의 내면이, 상기 피처리 기판 표면에 일치하는 평면 사이의 간격이 상기 마이크로파 투과창의 직경 방향 외측을 향해 감소하는 오목면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따르면, 상기 샤워 플레이트의 피처리 기판에 대면하는 쪽에 오목면을 형성함으로써, 피처리 기판 주변부에 있어서 고밀도 플라즈마가 형성되는 샤워 플레이트 하면과 피처리 기판 표면 사이의 간격이 감소하여, 샤워 플레이트 주변부에 있어서의 플라즈마 밀도의 저하가 보상된다. 그 결과, 에칭 등 저압에 있어서의 플라즈마 처리를 행한 경우에도 피처리 기판 표면 근방에 있어서 안정으로 균일한 플라즈마가 유지된다. 또한 이러한 구성에 의해 플라즈마의 착화(着火)도 촉진된다. 이러한 오목면 형성에 의한 플라즈마의 안정화는 피처리 기판과 플라즈마 가스 공급부 사이에 처리 가스 공급부를 설치한 구성뿐만 아니라, 처리 가스 공급부를 생략한 구성에 대하여도 적용할 수 있다.
이러한 오목면을 갖는 샤워 플레이트로서는, 플라즈마 가스 통로와 이것에 연결되어 통하는 다수의 개구부가 형성된 치밀한 세라믹 부재를 사용하는 것이 가능하지만, 상기 치밀한 세라믹 부재 대신에 다공질 세라믹 부재를 사용하는 것도 가능하다. 이들 샤워 플레이트는 처리 용기의 외벽의 일부를 이루어 플라즈마 투과창을 구성하는 치밀한 커버 플레이트에 밀접하여 설치되지만, 본 발명에 있어서는 추가로 마이크로파 투과창 자체에 상기 오목부를 형성하여, 플라즈마 가스를 별도, 샤워 플레이트를 사용하지 않고서, 관 등에 의해 상기 처리실 안으로 도입하는 것도 가능하다.
본 발명에 의한 샤워 플레이트 혹은 마이크로파 투과창에서는, 상기 오목면을 이루는 내면에 대향하는 외면이 평탄면이면, 마이크로파 안테나와의 밀착을 용이하게 확보할 수 있고, 안테나를 통한 샤워 플레이트의 냉각이 가능해지기 때문에 유리하다.
이하에 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명한다.
[제1 실시예]
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치(10)의 구성을 도시한다.
도 2a를 참조해 보건대, 상기 마이크로파 플라즈마 처리 장치(10)는 처리 용기(11)와, 상기 처리 용기(11) 내에 설치되고 피처리 기판(12)을 정전 척에 의해 유지하는 바람직하게는 열간 등방압 가압법(HIP)에 의해 형성된 AlN 혹은 Al2O3으로 이루어진 유지대(13)를 포함하며, 상기 처리 용기(11) 내에는 상기 유지대(13)를 둘러싸는 공간(11A)에 등간격으로, 즉 상기 유지대(13) 상의 피처리 기판(12)에 대하여 거의 축 대칭의 관계로 적어도 2 지점, 바람직하게는 3 지점 이상에 배기 포트(11a)가 형성되어 있다. 상기 처리 용기(11)는 이러한 배기 포트(11a)를 통해 부등 피치 부등 경각(傾角) 스크루 펌프 등에 의해 배기 ·감압된다.
상기 처리 용기(11)는 바람직하게는 Al을 함유하는 오스테나이트 스테인레스강으로 이루어지고, 내벽면에는 산화 처리에 의해 산화알루미늄으로 이루어진 보호막이 형성되어 있다. 또한, 상기 처리 용기(11)의 외벽 중 상기 피처리 기판(12)에 대응하는 부분에는 HIP법에 의해 형성된 치밀한 Al2O3으로 이루어지고 다수의 노즐개구부(14A)를 형성한 디스크형의 샤워 플레이트(14)가 상기 외벽의 일부로서 형성된다. 이러한 HIP법에 의해 형성된 Al2O3샤워 플레이트(14)는 Y2O3을 소결 조제로서 사용하여 형성되고, 기공율이 0.03 % 이하로 실질적으로 기공이나 핀 홀을 포함하고 있지 않으며, 30 W/m ·K에 이르는 세라믹으로서는 매우 큰 열전도율을 갖는다.
상기 샤워 플레이트(14)는 상기 처리 용기(11) 상에 시일 링(11s)을 통해 장착되고, 추가로 상기 샤워 플레이트(14) 상에는 동일한 HIP 처리에 의해 형성된 치밀한 Al2O3으로 이루어진 커버 플레이트(15)가 시일 링(11t)을 통해 설치되어 있다. 상기 샤워 플레이트(14)의 상기 커버 플레이트(15)와 접하는 쪽에는 상기 노즐 개구부(14A)의 각각에 연결되어 통하여 플라즈마 가스 유로가 되는 오목부(14B)가 형성되어 있고, 상기 오목부(14B)는 상기 샤워 플레이트(14)의 내부에 형성되고, 상기 처리 용기(11)의 외벽에 형성된 플라즈마 가스 입구(11p)에 연결되어 통하는 별도의 플라즈마 가스 유로(14C)에 연결되어 통해 있다.
상기 샤워 플레이트(14)는 상기 처리 용기(11)의 내벽에 형성된 돌출부(11b)에 의해 유지되어 있고, 상기 돌출부(11b) 중 상기 샤워 플레이트(14)를 유지하는 부분에는 이상 방전을 억제하기 위해서 라운딩이 형성되어 있다.
그래서, 상기 플라즈마 가스 입구(11p)에 공급된 Ar이나 Kr 등의 플라즈마 가스는 상기 샤워 플레이트(14) 내부의 유로(14C) 및 유로(14B)를 순차적으로 통과한 후, 상기 개구부(14A)를 통해 상기 샤워 플레이트(14) 바로 아래의 공간(11B) 중에 균일하게 공급된다.
상기 커버 플레이트(15) 상에는 상기 커버 플레이트(15)에 밀접하여 도 2b에 도시한 다수의 슬롯(16a, 16b)이 형성된 디스크형의 슬롯판(16)과, 상기 슬롯판(16)을 유지하는 디스크형의 안테나 본체(17)와, 상기 슬롯판(16)과 상기 안테나 본체(17) 사이에 끼워 둔 Al2O3, Si3N4, SiON 혹은 SiO2등의 저손실 유전체 재료로 이루어진 지상판(18)으로 구성된 레이디얼 라인 슬롯 안테나(20)가 설치되어 있다. 상기 레이디얼 라인 슬롯 안테나(20)는 상기 처리 용기(11) 상에 시일 링(11u)을 통해 장착되어 있고, 상기 레이디얼 라인 슬롯 안테나(20)에는 직사각형 혹은 원형 단면을 갖는 동축 도파관(21)을 통해 외부의 마이크로파원(도시하지 않음)으로부터 주파수가 2.45 GHz 혹은 8.3 GHz인 마이크로파가 공급된다. 공급된 마이크로파는 상기 슬롯판(16) 상의 슬롯(16a, 16b)으로부터 상기 커버 플레이트(15) 및 샤워 플레이트(14)를 통해 상기 처리 용기(11) 중으로 방사되고, 상기 샤워 플레이트(14) 바로 아래의 공간(11B)에 있어서 상기 개구부(14A)로부터 공급된 플라즈마 가스 중에 플라즈마를 여기한다. 그 때, 상기 커버 플레이트(15) 및 샤워 플레이트(14)는 Al2O3에 의해 형성되어 있고, 효율적인 마이크로파 투과창으로서 작용한다. 그 때, 상기 플라즈마 가스 유로(14A∼14C)에 있어서 플라즈마가 여기되는 것을 회피하기 위해, 상기 플라즈마 가스는 상기 유로(14A∼14C)에 있어서 약 6666 Pa∼13332 Pa(약 50∼100 Torr)의 압력으로 유지된다.
상기 레이디얼 라인 슬롯 안테나(20)와 상기 커버 플레이트(15)의 밀착성을 향상시키기 위해서, 본 실시예의 마이크로파 플라즈마 처리 장치(10)에서는 상기슬롯판(16)에 걸어 맞춰지는 상기 처리 용기(11)의 상면의 일부에 링형의 홈(11g)이 형성되어 있고, 이러한 홈(11g)을 이것에 연결되어 통하는 배기 포트(11G)를 통해 배기함으로써, 상기 슬롯판(16)과 커버 플레이트(15) 사이에 형성된 간극을 감압하여, 대기압에 의해 상기 레이디얼 라인 슬롯 안테나(20)를 상기 커버 플레이트(15)에 확실하게 압박할 수 있게 된다. 이러한 간극에는 상기 슬롯판(16)에 형성된 슬롯(16a, 16b)이 포함되지만, 그 이외에도 커버 플레이트(15) 표면의 미세한 요철 등 여러 가지 이유에 의해 간극이 형성되는 경우가 있다. 이러한 간극은 상기 레이디얼 라인 슬롯 안테나(20)와 처리 용기(11) 사이의 시일 링(11u)에 의해 밀봉되어 있다.
더욱이, 상기 배기 포트(11G) 및 홈(15g)을 통해 상기 슬롯판(16)과 상기 커버 플레이트(15) 사이의 간극에 분자량이 작은 불활성 기체를 충전함으로써, 상기 커버 플레이트(15)로부터 상기 슬롯판(16)으로의 열의 수송을 촉진할 수 있다. 이러한 불활성 기체로서는, 열전도율이 크고 또한 이온화 에너지가 높은 He을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 간극에 He을 충전하는 경우에는 0.8 기압 정도의 압력으로 설정하는 것이 바람직하다. 도 3의 구성에서는, 상기 홈(15g)의 배기 및 홈(15g)에의 불활성 기체의 충전을 위해, 상기 배기 포트(11G)에 밸브(11V)가 접속되어 있다.
상기 동축 도파관(21) 중, 외측의 도파관(21A)은 상기 디스크형의 안테나 본체(17)에 접속되고, 중심 도체(21B)는 상기 지상판(18)에 형성된 개구부를 통해 상기 슬롯판(16)에 접속되어 있다. 그래서 상기 동축 도파관(21)에 공급된 마이크로파는 상기 안테나 본체(17)와 슬롯판(16) 사이를 직경 방향으로 진행하면서, 상기 슬롯(16a, 16b)으로부터 방사된다.
도 2b는 상기 슬롯판(16) 상에 형성된 슬롯(16a, 16b)을 도시한다.
도 2b를 참조해 보건대, 상기 슬롯(16a)은 동심원형으로 배열되어 있고, 각각의 슬롯(16a)에 대응하여 이것에 직행하는 슬롯(16b)이 마찬가지로 동심원형으로 형성되어 있다. 상기 슬롯(16a, 16b)은 상기 슬롯판(16)의 반경 방향에 상기 지상판(18)에 의해 압축된 마이크로파의 파장에 대응한 간격으로 형성되어 있고, 그 결과 마이크로파는 상기 슬롯판(16)으로부터 거의 평면파가 되어 방사된다. 그 때, 상기 슬롯(16a) 및 슬롯(16b)을 상호 직교하는 관계로 형성하고 있기 때문에, 이와 같이 하여 방사된 마이크로파는 2개의 직교하는 편파 성분을 포함하는 원편파를 형성한다.
본 실시예의 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 상기 샤워 플레이트(14)의 상기 피처리 기판(12)에 대면하는 쪽의 표면이 오목면 형상의 만곡면을 형성하고 있고, 그 결과 상기 샤워 플레이트(14)와 피처리 기판(12)의 표면에 일치하는 평면 사이의 간격(D)이 상기 샤워 플레이트(14)의 반경 방향 상부 외측을 향해 매끄럽게 감소한다. 즉, 상기 오목면 형상은 축 대칭인 곡면에 의해 구획되어 있고, 상기 간격(D)이 상기 피처리 기판(12)의 주변부에 있어서 감소하기 때문에, 이러한 피처리 기판 주변부에 있어서의 플라즈마 밀도의 저하 문제가 해소된다.
이에 따라, 상기 플라즈마 처리 장치(10)에서는 드라이 에칭 등 저압 환경화에서 행할 필요가 있는 플라즈마 처리를 행하여도 플라즈마 밀도가 차단 밀도 이하로 저하되는 일이 없고, 플라즈마가 안정하게 유지되며, 피처리 기판(12) 주변부에 있어서의 플라즈마의 소멸이나 마이크로파에 의한 기판의 손상, 혹은 처리 속도의 저하 등의 문제를 회피할 수 있다.
더욱이, 도 2a의 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 상기 안테나 본체(17) 상에 냉각수 통로(19A)가 형성된 냉각 블록(19)이 형성되어 있고, 상기 냉각 블록(19)을 상기 냉각수 통로(19A) 중의 냉각수에 의해 냉각함으로써, 상기 샤워 플레이트(14)에 축적된 열을 상기 레이디얼 라인 슬롯 안테나(20)를 통해 흡수한다. 상기 냉각수 통로(19A)는 상기 냉각 블록(19) 상에 스파이럴형으로 형성되어 있고, 바람직하게는 H2가스를 버블링함으로써 용존 산소를 배제하고 또한 산화 환원 전위를 제어한 냉각수가 통과된다.
또한, 도 2a의 마이크로파 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 상기 처리 용기(11) 중, 상기 샤워 플레이트(14)와 상기 유지대(13) 상의 피처리 기판(12) 사이에, 상기 처리 용기(11)의 외벽에 설치된 처리 가스 주입구(11r)로부터 처리 가스가 공급되어 이것을 다수의 처리 가스 노즐 개구부(31B; 도 3 참조)로부터 방출하는 격자형의 처리 가스 통로(31A)를 갖는 처리 가스 공급 구조(31)가 마련되고, 상기 처리 가스 공급 구조(31)와 상기 피처리 기판(12) 사이의 공간(11C)에 있어서 원하는 균일한 기판 처리가 이루어진다. 이러한 기판 처리에는 플라즈마 산화 처리, 플라즈마 질화 처리, 플라즈마 산질화 처리, 플라즈마 CVD 처리 등이 포함된다. 또한, 상기 처리 가스 공급 구조(31)로부터 상기 공간(11C)으로 C4F8, C5F8또는C4F6등의 해리하기 쉬운 플루오로카본 가스나 F계 혹은 Cl계 등의 에칭 가스를 공급하고, 상기 유지대(13)에 고주파 전원(13A)으로부터 고주파 전압을 인가함으로써, 상기 피처리 기판(12)에 대하여 반응성 이온 에칭을 행하는 것이 가능하다.
본 실시예에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 상기 처리 용기(11)의 외벽은 150℃ 정도의 온도로 가열해 둠으로써, 처리 용기 내벽에의 반응 부생성물 등의 부착이 회피되고, 1일에 1회 정도의 드라이클리닝을 행함으로써, 정상적으로 안정하게 운전하는 것이 가능하다.
도 3은 도 2a의 구성에 있어서의 처리 가스 공급 구조(31)의 구성을 도시하는 저면도이다.
도 3을 참조해 보건대, 상기 처리 가스 공급 구조(31)는 예컨대 Mg을 함유한 Al 합금이나 Al 첨가 스테인레스스틸 등의 도전체로 구성되어 있고, 상기 격자형 처리 가스 통로(31A)는 상기 처리 가스 주입구(11r)에 처리 가스 공급 포트(31R)에 있어서 접속되고, 하면에 형성된 다수의 처리 가스 노즐 개구부(31B)로부터 처리 가스를 상기 공간(11C)으로 균일하게 방출한다. 또한, 상기 처리 가스 공급 구조(31)에는, 인접하는 처리 가스 통로(31A) 사이에 플라즈마나 플라즈마 중에 함유되는 처리 가스를 통과시키는 개구부(31C)가 형성되어 있다. 상기 처리 가스 공급 구조(31)를 Mg 함유 Al 합금에 의해 형성하는 경우에는, 표면에 플루오르화물막을 형성해 두는 것이 바람직하다. 또한, 상기 처리 가스 공급 구조(31)를 Al 첨가 스테인레스스틸에 의해 형성하는 경우에는, 표면에 산화알루미늄의 부동태막을 형성해 두는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 여기되는 플라즈마 중의 전자 온도가 낮기 때문에 플라즈마의 입사 에너지가 작고, 이러한 처리 가스 공급 구조(31)가 스퍼터링되어 피처리 기판(12)에 금속 오염이 생기는 문제가 회피된다. 상기 처리 가스 공급 구조(31)는 알루미나 등의 세라믹스에 의해 형성하는 것도 가능하다.
상기 격자형 처리 가스 통로(31A) 및 처리 가스 노즐 개구부(31B)는 도 3에 파선으로 도시한 피처리 기판(12)보다도 약간 큰 영역을 커버하도록 설치되어 있다. 이러한 처리 가스 공급 구조(31)를 상기 샤워 플레이트(14)와 피처리 기판(12) 사이에 설치함으로써, 원료 가스나 에칭 가스 등의 처리 가스를 플라즈마 여기하고, 이러한 플라즈마 여기된 처리 가스에 의해 균일하게 처리하는 것이 가능하게 된다.
상기 처리 가스 공급 구조(31)를 금속 등의 도체에 의해 형성하는 경우에는, 상기 격자형 처리 가스 통로(31A)의 상호간의 간격을 상기 마이크로파의 파장보다도 짧게 설정함으로써, 상기 처리 가스 공급 구조(31)는 마이크로파의 단락면을 형성한다. 이 경우에는 플라즈마의 마이크로파 여기는 상기 공간(11B) 중에 있어서만 생기고, 상기 피처리 기판(12)의 표면을 포함하는 공간(11C)에 있어서는 상기 여기 공간(11B)으로부터 확산되어 온 플라즈마에 의해 처리 가스가 활성화된다.
본 실시예에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 처리 가스 공급 구조(31)를 사용함으로써 처리 가스의 공급이 균일하게 제어되기 때문에, 처리 가스의 피처리 기판(12) 표면에 있어서의 과잉 해리의 문제를 해소할 수 있고, 피처리 기판(12)의 표면에 애스펙트비가 큰 구조가 형성되어 있는 경우에도, 원하는기판 처리를 이러한 높은 애스펙트 구조 속에까지 실시하는 것이 가능하다. 즉, 마이크로파 플라즈마 처리 장치(10)는 설계 룰이 다른 다수 세대의 반도체 장치의 제조에 유효하다.
도 6의 플라즈마 처리 장치(10B)에서는, 상기 처리 가스 공급 구조(31)로부터 여러 가지 산화 가스나 질화 가스, 원료 가스나 에칭 가스를 도입함으로써, 상기 피처리 기판(12)의 표면의 전면에 상기 피처리 기판(12)이 대구경 기판이어도 여러 가지 고품질막을 저온으로 균일하게 퇴적하거나 혹은 상기 표면을 균일하게 에칭하는 것이 가능하다.
도 4는 상기 샤워 플레이트(14)의 여러 가지 변형예에 따른 샤워 플레이트(141∼144)의 구성을 도시한다.
도 4를 참조해 보건대, 상기 샤워 플레이트(141)는 상기 피처리 기판(12)에 대면하는 쪽에 원추 형상의 오목면을 갖는 데 반하여, 상기 샤워 플레이트(142)는 원추대 형상의 오목면을 갖는 것을 알 수 있다. 더욱이, 상기 샤워 플레이트(143)에서는 원형의 오목부가 단차 형상을 형성하고 있고, 상기 샤워 플레이트(144)에서는 복수의 단차 형상 오목부가 형성되어 있다. 이들 오목부는 모두 상기 샤워 플레이트의 중심축에 대하여 축 대칭으로 형성되어 있고, 상기 중심축의 주위에서 균일한 처리가 보증된다.
[제2 실시예]
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(10A)의 구성을 도시한다. 단, 도 5 중, 먼저 설명한 부분에는 동일한 참조 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
도 5를 참조해 보건대, 플라즈마 처리 장치(10A)는 상기 플라즈마 처리 장치(10)와 유사한 구성을 가지며, 상기 피처리 기판(12)과 샤워 플레이트(14)의 간격(D)이 상기 샤워 플레이트(14)의 반경 방향 상부 외측을 향해 감소하지만, 상기 플라즈마 처리 장치(10A)에서는 상기 처리 가스 공급부(31)가 철거되어 있다.
이러한 구성의 플라즈마 처리 장치(10A)에서는, 상기 하단 샤워 플레이트(31)가 생략되어 있기 때문에 플라즈마 가스와는 별도로 처리 가스를 공급하여 성막이나 에칭을 행할 수는 없지만, 상기 샤워 플레이트(14)로부터 플라즈마 가스와 함께 산화 가스 혹은 질화 가스를 공급함으로써, 피처리 기판 표면에 산화막이나 질화막, 혹은 산질화막을 형성하는 것이 가능하다. 본 실시예의 플라즈마 처리 장치(10A)에서는, 구성이 간소화되고, 제조 비용을 크게 저감하는 것이 가능하다.
본 실시예에 있어서도, 상기 간격(D)이 피처리 기판(12)의 주변부에 있어서 감소하기 때문에, 피처리 기판(12) 주변부에 있어서의 플라즈마 밀도의 저하가 보상되고, 플라즈마가 안정하게 유지되며, 피처리 기판(12) 주변부에 있어서의 플라즈마의 소멸이나 마이크로파에 의한 기판의 손상, 혹은 처리 속도의 저하 등의 문제를 회피할 수 있다.
도 5의 플라즈마 처리 장치(10A)에서는, 특히 피처리 기판(12)의 산화 처리나 질화 처리, 산질화 처리 등을 상기 피처리 기판이 대구경 기판이어도 저온으로효율적으로 또한 균일하게 저렴한 비용으로 행하는 것이 가능하다.
본 실시예에 있어서도, 상기 샤워 플레이트(14) 대신에 도 4에서 설명한 샤워 플레이트(141∼144)를 사용하는 것이 가능하다.
[제3 실시예]
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(10B)의 구성을 도시한다. 단, 도 6 중, 먼저 설명한 부분에 대응하는 부분에는 동일한 참조 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
도 6을 참조해 보건대, 본 실시예에 있어서는 상기 샤워 플레이트(14) 대신에 소결 알루미나 등 다공질 세라믹으로 이루어진 샤워 플레이트(14P)를 사용한다.
상기 샤워 플레이트(14P) 중에는 샤워 플레이트(14) 중에 있어서와 같은 샤워 개구부(14A)는 형성되어 있지 않지만, 플라즈마 가스 공급 포트(11P)에 접속된 플라즈마 가스 공급로(14C) 및 공급로(14B)가 형성되어 있고, 공급된 플라즈마 가스는 상기 플라즈마 가스 공급로(14B)로부터 상기 다공질 샤워 플레이트(14P) 중의 기공을 통과하여 상기 공간(11B)으로 균일하게 방출된다.
본 실시예에 있어서도, 상기 샤워 플레이트(14P)의 하면은 축 대칭인 오목면을 형성하고, 상기 하면과 피처리 기판(12)의 표면 사이의 간격(D)은 피처리 기판(12)의 주변부를 향해 감소한다. 이 때문에, 도 6의 구성에 있어서는 상기 피처리 기판(12)의 주변부에 있어서의 플라즈마 밀도의 저하가 보상되고, 플라즈마가 안정하게 유지되며, 피처리 기판(12) 주변부에 있어서의 플라즈마의 소멸이나 마이크로파에 의한 기판의 손상, 혹은 처리 속도의 저하 등의 문제를 회피할 수 있다.
도 6의 플라즈마 처리 장치(10B)에서는, 상기 처리 가스 공급 구조(31)로부터 여러 가지 산화 가스나 질화 가스, 원료 가스나 에칭 가스를 도입함으로써, 상기 피처리 기판(12) 표면의 전면에 여러 가지 고품질막을 저온으로 균일하게 퇴적하거나 혹은 상기 표면을 균일하게 에칭하는 것이 가능하다.
본 실시예에 있어서도, 상기 다공질 샤워 플레이트(14P)의 오목면으로서, 도 4에 도시한 여러 가지 오목면을 형성할 수 있다.
[제4 실시예]
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(10C)의 구성을 도시한다. 단, 도 7 중, 먼저 설명한 부분에는 동일한 참조 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
도 7을 참조해 보건대, 본 실시예의 플라즈마 처리 장치(10C)는 앞의 플라즈마 처리 장치(10B)와 동일한 구성을 갖지만, 상기 하단 샤워 플레이트(31)가 철거되어 있다. 또한, 상기 샤워 플레이트(14P)를 유지하는 상기 돌출부(11b)의 전면에 라운딩이 형성되어 있다.
이러한 구성의 플라즈마 처리 장치(10C)에서는, 상기 하단 샤워 플레이트(31)가 생략되어 있기 때문에 플라즈마 가스와는 별도로 처리 가스를 공급하여 성막이나 에칭을 행할 수는 없지만, 상기 샤워 플레이트(14P)로부터 플라즈마 가스와 함께 산화 가스 혹은 질화 가스를 공급함으로써, 피처리 기판 표면에 산화막이나 질화막, 혹은 산질화막을 형성하는 것이 가능하다.
본 실시예에 있어서도, 상기 샤워 플레이트(14P)의 하면은 축 대칭인 오목면을 형성하고, 상기 하면과 피처리 기판(12)의 표면 사이의 간격(D)은 피처리 기판(12)의 주변부를 향해 감소한다. 이 때문에, 도 7의 구성에 있어서는 상기 피처리 기판(12)의 주변부에 있어서의 플라즈마 밀도의 저하가 보상되고, 플라즈마가 안정하게 유지되며, 피처리 기판(12) 주변부에 있어서의 플라즈마의 소멸이나 마이크로파에 의한 기판의 손상, 혹은 처리 속도의 저하 등의 문제를 회피할 수 있다.
도 7의 플라즈마 처리 장치(10C)에서는, 특히 피처리 기판(12)의 산화 처리나 질화 처리, 산질화 처리 등을 상기 피처리 기판이 대구경 기판이어도 저온으로 효율적으로 또한 균일하게 저렴한 비용으로 행하는 것이 가능하다.
본 실시예의 샤워 플레이트(14P)에 있어서도, 도 4에 도시한 여러 가지 오목면을 사용할 수 있다.
[제5 실시예]
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(10D)의 구성을 도시한다. 단, 도 8 중, 먼저 설명한 부분에는 동일한 참조 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
도 8을 참조해 보건대, 실시예에 있어서는 도 6의 실시예에 있어서의 다공질 샤워 플레이트(14P) 및 커버 플레이트(15)가 철거되고, 대신에 상기 피처리 기판(12)에 대면하는 쪽에 오목면을 갖는 치밀한 세라믹으로 이루어진 마이크로파 투과창(14Q)이 설치된다. 상기 마이크로파 투과창(14)은 유전 손실이 적은 재료, 예컨대 HIP 처리한 알루미나 등에 의해 형성할 수 있다.
도 8의 구성에서는, 상기 마이크로파 투과창(14Q)은 상기 커버 플레이트(15)의 기능을 다하지만, 도 6의 실시예에 있어서의 플라즈마 가스 통로(14C)나 이것에 연결되어 통하는 개구부(14A)는 형성되어 있지 않고, 별도로 처리 용기(11)의 외벽에 관(11P)으로 이루어진 플라즈마 가스 도입부가 형성되어 있다. 또한, 상기 마이크로파 투과창(14Q) 상에는 레이디얼 라인 슬롯 안테나(20)가 밀접하여 설치되어 있다. 상기 플라즈마 가스 도입관(11P)은 상기 피처리 기판(12) 주위에 대칭적으로 설치되는 것이 바람직하다.
이러한 구성에서는, 상기 마이크로파 투과창(14Q)의 하면은 축 대칭인 오목면을 형성하고, 상기 하면과 피처리 기판(12)의 표면 사이의 간격(D)은 피처리 기판(12)의 주변부를 향해 감소한다. 이 때문에, 도 8의 구성에 있어서는 상기 피처리 기판(12)의 주변부에 있어서의 플라즈마 밀도의 저하가 보상되고, 플라즈마가 안정하게 유지되며, 피처리 기판(12) 주변부에 있어서의 플라즈마의 소멸이나 마이크로파에 의한 기판의 손상, 혹은 처리 속도의 저하 등의 문제를 회피할 수 있다.
도 8의 플라즈마 처리 장치(10D)에서는, 특히 피처리 기판(12)의 산화 처리나 질화 처리, 산질화 처리 등을 상기 피처리 기판이 대구경 기판이어도 저온으로 효율적으로 또한 균일하게 저렴한 비용으로 행하는 것이 가능하다. 특히 플라즈마 가스를 도입하기 위한 구성이 간소화되어, 비용의 저감에 기여한다.
본 실시예의 플라즈마 투과창에 있어서도, 도 4에 도시한 여러 가지 오목면을 사용할 수 있다.
[제6 실시예]
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(10E)의 구성을 도시한다. 단, 도 9 중, 먼저 설명한 부분에는 동일한 참조 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
도 9를 참조해 보건대, 본 실시예의 플라즈마 처리 장치(10E)는 앞의 플라즈마 처리 장치(10D)와 유사한 구성을 갖지만, 상기 처리 가스 공급 구조(31)가 철거되어 있다.
이러한 구성에 따르면, 상기 플라즈마 가스 도입관(11P)으로부터 Kr이나 Ar 등의 불활성 가스와 O2가스 등의 산화성 가스 혹은 NH3가스 혹은 N2와 H2의 혼합 가스 등의 질화성 가스를 공급함으로써, 상기 피처리 기판(12)의 표면에 고품질의 산화막이나 질화막, 혹은 산질화막을 저온에서 효율적으로 형성하는 것이 가능하게 된다.
그 때, 본 실시예에서는 상기 마이크로파 투과창(14Q)의 하면과 피처리 기판(12) 사이의 간격(D)이 상기 피처리 기판(12)의 주변부에 있어서 감소하고 있기 때문에, 상기 피처리 기판(12) 주변부에 있어서 충분한 플라즈마 밀도가 확보되고, 상기 피처리 기판(12)의 처리가 균일하게 행해진다.
본 실시예의 마이크로파창(14Q)에 있어서도, 도 4에 도시한 여러 가지 오목면을 사용할 수 있다.
[제7 실시예]
도 10은 본 발명의 제7 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(10F)의 구성을 도시한다. 단, 도 10 중, 먼저 설명한 부분에는 동일한 참조 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
도 10을 참조해 보건대, 본 실시예에서는 상기 유전체창(14Q) 대신에 일정한 두께의 유전체창(14Q')으로 구성되어 있다.
이러한 유전체창(14Q')에서는 오목면을 형성하는 하면에 대응하여 상면이 볼록면을 형성한다. 그래서 도 10의 플라즈마 처리 장치(10F)에서는, 평탄한 상기 레이디얼 라인 슬롯 안테나(20) 대신에 상기 볼록면에 대응한 오목면을 갖는 레이디얼 라인 슬롯 안테나(20')를 사용한다. 즉, 상기 레이디얼 라인 슬롯 안테나(20')는 오목면을 형성하는 슬롯판(16')을 가지며, 상기 슬롯판(16') 상에는 오목면을 형성하는 안테나 본체(17')가 그것들 사이에 만곡된 지상판(18')을 통해 장착되어 있다.
이러한 구성의 플라즈마 처리 장치(10F)에 있어서도, 상기 피처리 기판(12)의 주변부에 있어서의 플라즈마 밀도의 저하를 보상할 수 있고, 상기 처리 가스 공급부(31)로부터 여러 가지 처리 가스를 공급함으로써, 피처리 기판(12)의 전면에 걸쳐 산화나 질화, 산질화, 추가로 여러 가지 층의 퇴적 및 에칭 등 여러 가지 플라즈마 처리를 균일하게 또한 안정하게 행할 수 있게 된다.
[제8 실시예]
도 11은 본 발명의 제8 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(10G)의 구성을 도시한다. 단, 도 11 중, 먼저 설명한 부분에는 동일한 참조 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
도 11을 참조해 보건대, 본 실시예의 플라즈마 처리 장치(10G)는 앞의 실시예의 플라즈마 처리 장치(10F)와 동일한 구성을 갖지만, 본 실시예에서는 상기 처리 가스 공급부(31)가 철거되어 있다.
이러한 구성의 플라즈마 처리 장치(10G)에 있어서도, 상기 피처리 기판(12)의 주변부에 있어서의 플라즈마 밀도의 저하를 보상할 수 있고, 피처리 기판(12)의 전면에 걸쳐 산화나 질화, 산질화 등의 균일한 플라즈마 처리를 안정하게 행할 수 있게 된다.
본 발명은 상기 특정한 실시예에 한정되지 않고, 특허청구범위에 기재한 본 발명의 요지 내에서 여러 가지 변형 ·변경이 가능하다.
본 발명에 따르면, 피처리 기판의 주변부에 있어서의 플라즈마 밀도의 저하를 보상할 수 있고, 저압 처리에 있어서도 플라즈마가 유지되어, 안정한 플라즈마 처리가 가능하게 된다.

Claims (21)

  1. 외벽에 의해 구획되고, 피처리 기판을 유지하는 유지대를 구비한 처리 용기와,
    상기 처리 용기에 결합된 배기계와,
    상기 처리 용기 상에, 상기 유지대 상의 피처리 기판에 대면하도록, 상기 외벽의 일부로서 설치된 마이크로파 투과창과,
    상기 처리 용기 중에 플라즈마 가스를 공급하는 플라즈마 가스 공급부와,
    상기 처리 용기 상에, 상기 마이크로파에 대응하여 설치된 마이크로파 안테나
    를 포함하며,
    상기 마이크로파 투과창은 상기 피처리 기판과 대면하는 쪽의 내면이, 상기 피처리 기판 표면에 일치하는 평면과의 사이의 간격이 상기 마이크로파 투과창의 직경 방향 외측을 향해 감소하는 오목면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 간격은 상기 마이크로파 투과창의 직경 방향 외측을 향해 연속적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 간격은 상기 마이크로파 투과창의 직경 방향 외측을향해 매끄럽게 감소하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 간격은 상기 마이크로파 투과창의 직경 방향 외측을 향해 직선적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 간격은 상기 마이크로파 투과창의 직경 방향 외측을 향해 비직선적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 간격은 상기 마이크로파 투과창의 직경 방향 외측을 향해 계단형으로 감소하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 간격은 상기 마이크로파 투과창의 주변부에 있어서만, 상기 마이크로파 투과창의 직경 방향 외측을 향해 감소하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 마이크로파 투과창은 상기 내면에 대향하는 외면이 평탄면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 마이크로파 투과창은 내부에 플라즈마 가스 통로를 가지며, 상기 처리 용기 중에 플라즈마 가스를 방출하는 상기 플라즈마 가스 공급부를 구성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 마이크로파 투과창은 상기 플라즈마 가스 통로에 연결되어 통하는 복수의 개구부를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 마이크로파 투과창은 상기 처리 용기의 외벽의 일부를 구성하는 커버 플레이트와, 상기 커버 플레이트에 밀접하여 설치되고 상기 플라즈마 가스 통로와 이것에 연결되어 통하는 복수의 개구부를 갖는 샤워 플레이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 마이크로파 투과창은 치밀한 세라믹으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 마이크로파 투과창은 다공질 매체로 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  14. 제9항에 있어서, 상기 마이크로파 투과창은 상기 처리 용기의 일부를 구성하는 커버 플레이트와, 상기 커버 플레이트에 밀접하여 설치된 다공질 매체로 이루어진 샤워 플레이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 다공질 매체는 소결 세라믹으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 가스 공급부는 상기 처리 용기의 외벽에 형성된, 플라즈마 가스원에 접속 가능한 관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 마이크로파 투과창은 치밀한 세라믹으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  18. 제1항에 있어서, 상기 피처리 기판과 상기 플라즈마 가스 공급부 사이에 처리 가스 공급부를 더 설치한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 처리 가스 공급부는 플라즈마를 통과시키는 플라즈마 통로와, 처리 가스원에 접속 가능한 처리 가스 통로와, 상기 처리 가스 통로에 연결되어 통하는 다수의 노즐 개구부를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  20. 제1항에 있어서, 상기 유지대에 접속된 고주파 전원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  21. 제1항에 있어서, 상기 마이크로파 안테나는 레이디얼 라인 슬롯 안테나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
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