KR20060128956A - 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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KR20060128956A
KR20060128956A KR1020067015057A KR20067015057A KR20060128956A KR 20060128956 A KR20060128956 A KR 20060128956A KR 1020067015057 A KR1020067015057 A KR 1020067015057A KR 20067015057 A KR20067015057 A KR 20067015057A KR 20060128956 A KR20060128956 A KR 20060128956A
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processing apparatus
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다다히로 오미
마사키 히라야마
데츠야 고토
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다다히로 오미
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Abstract

샤워 플레이트 상면과 여기에 부분적으로 맞닿는 커버 플레이트 하면 사이에 형성된 가스 유통 공간에서 플라즈마 방전이 일어나고, 그 때문에 공급된 마이크로파가 이러한 원하지 않은 방전에 의해 낭비되어 파워가 손실되고 있다. 가스를 방출하는 복수의 방출 구멍을 갖는 샤워 플레이트와 마이크로파 안테나와 상기 샤워 플레이트 및 상기 마이크로파 안테나 사이에 장치된 커버 플레이트를 구비한 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 커버 플레이트의 재료로서 상기 샤워 플레이트의 재료보다도 비유전율이 작은 재료를 사용한다.
커버 플레이트, 비유전율, 샤워 플레이트, 플라즈마 처리

Description

플라즈마 처리 장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 반도체 기판, 액정 표시 기판 등의 피처리체에 CVD, RIE 등의 에칭, 애싱, 산화, 질화, 산질화 등의 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치 및 당해 플라즈마 처리 장치를 사용하여 반도체 장치 등의 제품을 제조하는 제조 방법에 관한 것으로서, 특히, 당해 플라즈마 처리 장치에 있어서의 커버 플레이트의 구성에 관한 것이다.
종래, 마이크로파 여기 고밀도 저전자 온도 플라즈마 처리 장치로서, 특허문헌 1 에 기재된 플라즈마 처리 장치가 사용되고 있다. 특허문헌 1 에 기재되어 있는 바와 같이, 당해 플라즈마 처리 장치는 처리실 내에 마이크로파를 방사하는 래이디얼 슬롯 라인 안테나, 안테나로부터 방사되는 마이크로파의 파장을 압축하는 지상판, 당해 지상판에 대하여 간격을 두고 배치된 알루미나제의 커버 플레이트, 및, 커버 플레이트의 바로 아래에 놓이고, 다수의 가스 방출 구멍을 구비한 저손실 유전체 (알루미나) 에 의해서 구성된 샤워 플레이트를 구비하고 있다. 샤워 플레이트의 가스 방출 구멍에는, 샤워 플레이트 상면과 여기에 부분적으로 맞닿는 커버 플레이트 하면 사이에 형성된 가스 유통 공간을 거쳐 플라즈마 발생용의 가스가 공급되고, 이러한 상태에서 안테나로부터 마이크로파가 부여되면, 샤워 플레이트 하면의 아래의 공간에 고밀도의 플라즈마가 발생된다. 당해 플라즈마는 피처리물, 예를 들어 반도체 웨이퍼를 처리하는 처리 공간으로 유도된다.
이러한 경우, 샤워 플레이트에는 처리실의 외벽에 형성된 플라즈마 가스 공급 포트에 연통되는 플라즈마 가스의 공급 통로가 형성되어 있고, 플라즈마 가스 공급 포트로부터 Ar 이나 Kr 등의 플라즈마 여기 가스가 샤워 플레이트 내의 공급 통로에 보내지고 있다. 또한, 여기 가스는 공급 통로 및 샤워 플레이트의 가스 방출 구멍으로부터 처리실 내에 도입되고 있다.
상술한 레이디얼 라인 슬롯 안테나를 구비한 플라즈마 처리 장치에서는, 샤워 플레이트 바로 아래의 공간에 균일한 고밀도 플라즈마가 형성된다. 이렇게 하여 형성된 고밀도 플라즈마는 전자 온도가 낮고, 그 때문에 피처리 기판에 데미지가 발생되지 않고, 또한 처리 용기 기벽의 스퍼터링에 기인하는 금속 오염이 발생되지도 않는다.
특허문헌 1:일본 공개특허공보 2002-299330호
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
본 발명자들의 연구에 의하면, 종래의 상술한 플라즈마 처리 장치에서는, 샤워 플레이트 상면과 여기에 부분적으로 맞닿는 커버 플레이트 하면 사이에 형성된 가스 유통 공간에서 플라즈마 방전이 일어나고, 그 때문에 공급된 마이크로파가 이러한 원하지 않은 방전에 의해서 낭비되어 파워가 손실되고, 본래의 플라즈마 방전을 비효율적인 것으로 하고 있는 것이 판명되었다. 그리고 발명자는, 이러한 원하지 않은 방전의 원인은 상술한 가스 유통 공간에 전계 집중이 일어나기 때문인 것, 그리고 이러한 전계 집중은 커버 플레이트 재료의 비유전율이 높기 때문인 것을 해명하였다. 종래의 플라즈마 처리 장치에서는 샤워 플레이트 및 커버 플레이트의 양방에 알루미나가 사용되고 있지만, 알루미나의 비유전율 (εｒ) 은 약 9 이고 (13.56MHz 에서 9.8, 2.45GHz 에서 8.8) 가스 유통 공간 내의 가스의 비유전율이 약 1 이기 때문에 유전율의 차가 커 이것이 전계 집중을 초래하고 있다.
본 발명의 목적은, 상술한 플라즈마 처리 장치에 있어서의 새로운 지견에 기초하여, 원하지 않은 방전을 억지할 수 있는 수법을 제공하는 것이다.
본 발명의 구체적인 목적은, 마이크로파의 전력 효율이 좋은 플라즈마 처리 장치 또는 반도체 제조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상술한 플라즈마 처리 장치를 사용하여 제품을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명의 일 태양에 의하면, 가스를 방출하는 복수의 방출 구멍을 갖는 샤워 플레이트와 마이크로파 안테나와 상술한 샤워 플레이트 및 상술한 마이크로파 안테나 사이에 장치된 커버 플레이트를 구비한 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상술한 커버 플레이트의 재료로서 상술한 샤워 플레이트의 재료보다도 비유전율이 작은 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치가 얻어진다. 상술한 커버 플레이트의 재료로서 상술한 샤워 플레이트의 재료와 비교하여 비유전율이 작고 또한 열전도율이 큰 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치가 추가로 얻어진다. 또한, 상술한 커버 플레이트의 재료로서 상술한 샤워 플레이트의 재료와 비교하여 비유전율이 작고 또한 열전도율이 큼과 함께, 마이크로파에 있어서의 유전 손실이 1×10 의 마이너스 3 승 이하의 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 유전 손실은 1×10 의 마이너스 4 승 이하의 재료인 것이 더욱 바람직하다.
상술한 커버 플레이트의 재료로서 질화규소를 사용하면, 그 비유전율은 7.9 이기 때문에 바람직하다. 석영은 3.8 이고, 더욱 바람직하다. 양 재료를 혼합하거나, 다른 재료를 섞어 비유전율이 작고 또한 열전도율이 큼과 함께, 마이크로파에 있어서의 유전 손실이 1×10 의 마이너스 3 승 이하의 재료를 얻을 수도 있다. 또, 열전도율은 알루미나가 10 의 마이너스 4 승인 것에 대하여, 질화규소는 4×10 의 마이너스 4 승, 질화알루미늄은 3.5×10 의 마이너스 3 승이다.
본 발명의 다른 태양에 의하면, 가스를 방출하는 복수의 방출 구멍을 갖는 샤워 플레이트와 마이크로파 안테나와 상술한 샤워 플레이트 및 상술한 마이크로파 안테나 사이에 장치된 커버 플레이트를 구비한 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상술한 커버 플레이트의 주면 (主面) 의 일방은 상술한 샤워 플레이트의 주면의 일방의 상술한 방출 구멍이 없는 부분에 맞닿는 복수의 돌기형태 부분을 구비하고, 상술한 돌기형태 부분은 상술한 커버 플레이트의 주면의 일방을 위에서 보았을 때에 둔각 또는 곡선에 의해서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치가 얻어진다. 상술한 돌기형태 부분은 상술한 커버 플레이트의 주면의 일방을 위에서 보았을 때에 원형을 이루고 있는 것도 바람직하다. 또한, 본 발명에서는 가스를 방출하는 복수의 방출 구멍을 갖는 샤워 플레이트와 마이크로파 안테나와 상술한 샤워 플레이트 및 상술한 마이크로파 안테나 사이에 장치된 커버 플레이트를 구비한 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상술한 커버 플레이트의 주면의 일방은 상술한 샤워 플레이트의 주면의 일방의 상술한 방출 구멍이 없는 부분에 맞닿는 연결된 돌기형태 부분과 상술한 돌기형태 부분 이외의 굽은 형태 (谷狀) 부분을 구비하고, 상술한 굽은 형태 부분은 상술한 샤워 플레이트의 상술한 일방의 주면에 있어서의 상술한 방출 구멍의 상부를 연결하는 곡선 부분과 이러한 곡선 부분에 가스를 도입하는 가스 도입 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치를 제공한다. 상술한 굽은 형태 부분의 상술한 곡선 부분은 동심원을 이루는 복수의 링형태 부분을 포함하고, 상술한 굽은 형태 부분의 상술한 가스 도입 부분은 상술한 링형태 부분을 연결하는 선형태 부분을 포함하는 것도 바람직하다.
본 발명에서는, 게다가, 가스를 방출하는 복수의 방출 구멍을 갖는 샤워 플레이트와 마이크로파 안테나와 상술한 샤워 플레이트 및 상술한 마이크로파 안테나 사이에 장치된 커버 플레이트를 구비한 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상술한 커버 플레이트의 주면의 일방은 상술한 샤워 플레이트의 주면의 일방의 상술한 방출 구멍이 없는 부분에 맞닿는 적어도 하나의 돌기형태 부분 및 맞닿지 않고 상술한 샤워 플레이트의 상술한 일방의 주면과의 사이에서 가스 유통 공간을 구성하는 가스 유통 부분을 구비하고, 상술한 가스를 상술한 샤워 플레이트의 상술한 방출 구멍 내에 유입시키기 위해서 상술한 샤워 플레이트의 상술한 일방의 주면으로 도입하는 수단이, 상술한 커버 플레이트의 주변부로부터 상술한 일방의 주면에 있어서의 가스 유통 부분으로 상술한 가스를 도입하도록 한 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치를 제공한다.
또한, 이들의 플라즈마 처리 장치를 사용하여 플라즈마를 처리하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 방법 및 반도체 장치이거나 액정 표시 장치 또는 유기 EL 표시 장치 제품을 제조하는 제품의 제조 방법이 얻어진다.
발명의 효과
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 효율적으로 마이크로파를 처리실 (2) 에 도입하는 것이 가능해졌다.
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시예의 플라즈마 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2 는, 본 발명의 제 1 실시예에 사용되는 커버 플레이트의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 3 은, 본 발명의 제 2 실시예의 플라즈마 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4 는, 본 발명의 제 2 실시예에 사용되는 커버 플레이트의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 5 는, 본 발명의 제 3 실시예의 플라즈마 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6 은, 본 발명의 제 4 실시예의 플라즈마 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.
도 7 은, 본 발명의 제 5 실시예에 있어서의 커버 플레이트의 구성을 나타내는 평면도이다.
부호의 설명
1 배기 포트
2 처리실
3 피처리 기판
4 유지대
5 가스 방출 구멍
6 판형태의 샤워 플레이트
7 실링 (sealing)
8 커버 플레이트
17 슬릿
18 지파판
19 플레이트
20 동축 도파관
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 이용하여 설명한다.
실시예 1
도 1 에 제 1 실시예를 나타낸다. 도 1 을 참조하면, Reactive Ion Etching (RIE) 프로세스용 마이크로파 플라즈마 처리 장치가 나타나 있다. 도시된 마이크로파 플라즈마 처리 장치는 복수의 배기 포트 (1) 를 통해서 배기되는 처리실 (2) 을 갖고, 상술한 처리실 (2) 중에는 피처리 기판 (3) 을 유지하는 유지대 (4) 가 배치되어 있다. 처리실 (2) 을 균일하게 배기하기 위해서, 처리실 (2) 은 유지대 (4) 의 주위에 링형태의 공간을 규정하고 있고, 복수의 배기 포트 (1) 는 공간에 연통되도록 등간격으로, 즉, 피처리 기판 (3) 에 대하여 축 대칭으로 배열되어 있다. 이러한 배기 포트 (1) 의 배열에 의해, 처리실 (2) 을 배기 포트 (1) 로써 균일하게 배기할 수 있다.
처리실 (2) 상에는, 유지대 (4) 의 피처리 기판 (3) 에 대응하는 위치에 처리실 (2) 의 외벽의 일부로서, 비유전율이 9.8 이고, 또한 저마이크로파 유전 손실 (유전 손실이 1×10-4 이하) 인 유전체의 알루미나로 이루어지고, 다수의 개구부, 즉 가스 방출 구멍 (5) 이 형성된 판형태의 샤워 플레이트 (6) 가 실링 (7) 을 개재하여 장착되어 있다. 또한, 처리실 (2) 에는 샤워 플레이트 (6) 의 외측, 즉, 샤워 플레이트 (6) 에 대하여 유지대 (4) 와는 반대측에 비유전율이 8 이고, 또한 마이크로파 유전 손실이 비교적 적고 (유전 손실이 3×10-4), 또한 고열전도율 (80W/mK) 인 유전체의 질화규소로 이루어지는 커버 플레이트 (8) 가 별도의 실링 (9) 을 통해서 장착되어 있다. 샤워 플레이트 (6) 의 상면과, 커버 플레이트 (8) 사이에는 플라즈마 여기 가스를 충전하는 공간 (10) 이 형성되어 있다. 즉, 상술한 커버 플레이트 (8) 에 있어서, 상술한 커버 플레이트 (8) 의 상술한 샤워 플레이트 (6) 측의 면에 다수의 돌기물 (11) 이 형성되고, 게다가 상술한 커버 플레이트 (8) 의 주변도 상술한 돌기물 (11) 과 동일한 면까지 돌기되어 있는 돌기링 (12) 이 형성되어 있기 때문에, 상술한 샤워 플레이트 (6) 와 상술한 커버 플레이트 (8) 사이에 상술한 공간 (10) 이 형성된다. 상술한 가스 방출 구멍 (5) 은 상술한 공간 (10) 에 배치되어 있다. 도 2 에 상술한 커버 플레이트 (8) 의 상술한 돌기물이 배치되는 면 및 단면도가 나타나 있다. 상술한 돌기물 (11) 은 원주형상을 하고 있고, 그 직경, 높이는 각각 1.5㎜, 0.3㎜ 로 하고, 돌기물 끼리의 간격은 5㎜ 로 하였다. 또, 도 2 에 있어서는 번잡함을 피하기 위해서, 직경, 간격을 크게 나타내고 있다.
샤워 플레이트 (6) 의 내부에는 처리실 (2) 의 외벽에 형성된 플라즈마 여기 가스 공급 포트 (13) 에 연통되는 플라즈마 여기 가스의 공급 통로 (14) 가 형성되어 있다. 플라즈마 여기 가스 공급 포트 (13) 에 공급된 Ar 이나 Kr 이나 Xe 등의 플라즈마 여기 가스는, 공급 통로 (14) 로부터 상술한 공간 (10) 을 통해서 가스 방출 구멍 (5) 에 공급되어 처리실 (2) 내로 도입된다.
커버 플레이트 (8) 의, 샤워 플레이트 (6) 와 접하고 있는 면의 반대 면에는, 플라즈마 여기를 위한 마이크로파를 방사하는 래이디얼 라인 슬롯 안테나가 설치되어 있다. 래이디얼 라인 슬롯 안테나는, 알루미나로 이루어지는 지파판 (18) 이 다수의 슬릿 (17) 이 개구되어 있는 두께 0.3㎜ 의 구리판 (16) 과 알루미 늄의 플레이트 (19) 사이에 끼워지고, 또한 중앙에 마이크로파를 공급하기 위한 동축 도파관 (20) 이 배치되는 구조로 되어 있다. 마이크로파 전원 (도시 생략) 으로부터 발생된 2.45GHz 의 마이크로파는 아이솔레이터·정합기 (모두 도시 생략) 를 개재하여 상술한 동축 도파관 (20) 으로 공급되고, 상술한 지파판 (18) 내를 중앙으로부터 주변으로 향하여 상술한 슬릿 (17) 으로부터 상술한 커버 플레이트 (8) 측으로 방사하면서 전파한다. 결과적으로 다수로 배치된 슬릿 (17) 으로부터 실질적으로 균일하게 마이크로파가 커버 플레이트 (8) 측으로 방사된다. 방사된 마이크로파는, 상술한 커버 플레이트 (6), 상술한 공간 (10) 또는 상술한 돌기물 (11), 상술한 샤워 플레이트 (6) 를 통해서 상술한 처리실 (2) 로 도입되고, 플라즈마 여기 가스를 전리함으로써 고밀도 플라즈마가 생성된다.
본 실시예에 있어서는, 커버 플레이트 (8) 의 비유전율이 8, 샤워 플레이트 (6) 의 비유전율이 9.8 이고, 비유전율이 1 인 상술한 공간 (10) 을 통한 비유전율의 변화율이 종래 예와 비교하여 작지 않았기 때문에, 상술한 공간 (10) 내에서의 마이크로파 전계 강도가 감소된 것과, 추가로 상술한 돌기물 (11) 을 원주형상으로 함으로써 상술한 공간 (10) 내에서의 볼록부의 유전체 모서리가 없어지고 국소적인 전계 집중이 억제됨으로써, 상술한 공간 (10) 내에서의 이상 방전이 억제되고, 마이크로파를 효율적으로 처리실 (2) 로 도입하는 것이 가능해졌다.
도시된 플라즈마 처리 장치에서는, 처리실 (2) 중, 샤워 플레이트 (6) 와 피처리 기판 (3) 사이에 도체 구조물 (15) 이 배치되어 있다. 이러한 도체 구조물 (15) 은, 외부의 처리 가스원 (도시 생략) 이 처리실 (2) 에 형성된 처리 가스 통로를 통해서 처리 가스를 공급하는 다수의 노즐이 형성되어 있다. 상술한 도체 구조물 (15) 의 노즐의 각각은, 공급된 처리 가스를 도체 구조물 (15) 과 피처리 기판 (3) 사이의 공간으로 방출한다. 도체 구조물 (15) 에는 인접하는 노즐과의 사이에, 상술한 샤워 플레이트 (6) 의 상술한 도체 구조물 (15) 의 측의 면에서 마이크로파에 의해 여기된 플라즈마를 상술한 피처리 기판 (3) 과 상술한 도체 구조물 (15) 사이의 공간으로 확산함으로써 효율적으로 통과시키는 크기의 개구부가 형성되어 있다.
이러한 구조를 갖는 도체 구조물 (15) 로부터 노즐을 통해서 처리 가스를 상술한 공간으로 방출한 경우, 방출된 처리 가스는 상술한 공간에 유입된 플라즈마에 의해서 여기된다. 단, 상술한 샤워 플레이트 (6) 로부터의 플라즈마 여기 가스가 샤워 플레이트 (6) 와 도체 구조물 (15) 사이의 공간으로부터, 도체 구조물 (15) 과 피처리 기판 (3) 사이의 공간을 향하여 흐르고 있기 때문에, 처리 가스가 샤워 플레이트 (6) 와 도체 구조물 (15) 사이의 공간으로 되돌아가는 성분은 적고, 고밀도 플라즈마에 노출됨에 따른 과잉 해리에 의한 가스 분자의 분해가 적고, 또한 처리 가스가 퇴적성 가스이어도 샤워 플레이트 (6) 로의 퇴적에 의한 마이크로파 도입 효율의 열화 등이 일어나기 어렵기 때문에 고품질의 기판 처리가 가능하다.
실시예 2
도 3 을 참조하면, Reactive lon Etching (RIE) 프로세스용 마이크로파 플라즈마 처리 장치가 나타나 있다. 제 1 실시예와 내용이 동일한 것에 대해서는, 설명을 생략한다. 도 3 을 참조하면, 커버 플레이트 (25) 가 처리실 (2) 과 실링 (40) 을 통해서 장착되어 있다. 상술한 커버 플레이트 (25) 의 재질은, 비유전율이 8 이고, 또한 마이크로파 유전 손실이 비교적 적고 (유전 손실이 3×10-4), 또한 고열전도율 (80W/mK) 인 유전체의 질화규소이다. 상술한 실링 (40) 의 내측에서, 상술한 커버 플레이트 (25) 에 링형태의 홈 (24) 이 배치되어 있다. 상술한 홈 (24) 은, 상술한 공간 (10) 에 연통하도록 1 개, 또는 복수의 홈 (26) 이 배치되어 있다. 플라즈마 가스 공급 포트 (13) 로부터 공급된 플라즈마 여기 가스는, 가스 공급 통로 (23) 를 통해서 상술한 홈 (24) 에 공급되고, 나아가 홈 (26) 을 통해서 상술한 공간 (10) 에 도입된다. 또한, 플라즈마 여기 가스는 가스 방출 구멍 (5) 을 통해서 처리실 (2) 로 도입되어 고밀도 플라즈마가 여기된다. 도 4 는, 커버 플레이트 (25) 를 더욱 상세히 설명하는 것이다. 상술한 홈 (26) 은 4 개 위치에 축 대칭으로 배치되어 있다. 이와 같이 복수의 홈을 설치함으로써, 커버 플레이트 (25) 의 주변으로부터 균일하게 가스를 상술한 공간 (10) 으로 공급하는 것이 가능하다. 상술한 홈 (26) 은 폭 2㎜, 깊이 0.3㎜ 으로 되어 있고, 상술한 홈 (26) 은 폭 2㎜, 깊이 0.3㎜ 으로 되어 있다. 본 실시예에서는 홈 (26) 을 4 개 위치 축 대칭으로 배치하였지만, 이러한 개수에 한정되는 것은 아니다.
실시예 3
도 5 를 참조하면, Reactive Ion Etching (RIE) 프로세스용 마이크로파 플라 즈마 처리 장치가 나타나 있다. 제 1 실시예, 제 2 실시예와 내용이 동일한 것에 대해서는, 설명을 생략한다. 도 5 를 참조하면, 커버 플레이트 (27) 가 처리실 (2) 과 실링 (41) 을 개재하여 장착되어 있다. 상술한 커버 플레이트 (27) 의 재질은, 비유전율이 8 이고, 또한 마이크로파 유전 손실이 비교적 적고 (유전 손실이 3×10-4), 또한 고열전도율 (80W/mK) 인 유전체의 질화규소이다. 플라즈마 여기 가스 공급 포트 (13) 로부터 공급된 플라즈마 여기 가스는, 처리실 (2) 의 외벽 내부에 배치된 링형태 공간 (39) 으로 도입된다. 상술한 링형태 공간 (39) 은, 내경 370㎜, 외경 400㎜, 높이 15㎜ 의 공간으로 되어 있다. 상술한 링형태 공간 (39) 에 도입된 플라즈마 여기 가스는, 상술한 커버 플레이트 (27) 에 상술한 공간 (10) 에 연통되도록 설치된 복수의 플라즈마 여기 가스 공급 통로 (29) 를 통해서 상술한 홈 (10) 으로 공급되고, 상술한 가스 방출 구멍 (5) 을 통해서 상술한 처리실 (2) 로 도입되어 고밀도 플라즈마가 여기된다.
실시예 4
도 6 을 참조하면, Reactive Ion Etching (RIE) 프로세스용 마이크로파 플라즈마 처리 장치가 나타나 있다. 제 1 실시예, 제 2 실시예, 제 3 실시예와 내용이 동일한 것에 대해서는, 설명을 생략한다. 도 6 을 참조하면, 커버 플레이트 (30) 가 처리실 (2) 과 실링 (22) 를 개재하여 장착되어 있다. 상술한 커버플레이트 (30) 의 재질은, 비유전율이 8 이고, 또한 마이크로파 유전 손실이 비교적 적고 (유전 손실이 3×10-4), 또한 열전도율이 고열전도율 (80W/mK) 인 유전체의 질화규소이다. 플라즈마 여기 가스 공급 포트 (31) 가 상술한 커버 플레이트 (30) 의 외주부에 실링 (32) 을 개재하여 접속되어 있다. 또한, 상술한 커버 플레이트 (30) 내에, 상술한 공간 (10) 및 상술한 플라즈마 가스 공급 포트 (31) 를 연통하도록 가스 공급 구멍 (33) 이 배치되어 있다. 균일한 가스 공급을 실시하기 위해서, 플라즈마 여기 가스 공급 포트 (31) 및 플라즈마 여기 가스 공급 구멍 (33) 은 복수 개 설치되어 있는 것이 바람직하다. 본 실시예에 있어서는, 4 개 위치 축 대칭으로 설치하였다 (1 개 위치만 도시). 플라즈마 여기 가스는, 상술한 플라즈마 가스 공급 포트 (31) 로부터, 상술한 공급 구멍 (33) 을 통해서 상술한 가스 방출 구멍에 충전된다. 충전된 플라즈마 여기 가스는, 상술한 가스 방출 구멍 (5) 을 통해서 처리실 (2) 로 도입되고, 고밀도 플라즈마가 여기된다.
실시예 5
도 7 을 참조하면, 제 5 실시형태인 커버 플레이트 (34) 의 홈 구조를 나타내고 있다. 상술한 커버 플레이트 (34) 의 재질은, 비유전율이 8 이고, 또한 마이크로파 유전 손실이 비교적 적고 (유전 손실이 3×10-4), 또한 열전도율이 고열전도율 (80W/mK) 인 유전체의 질화규소이다. 도면 중, 상술한 커버 플레이트 (34) 상에, 대향하여 설치되는 샤워 플레이트에 배치되는 가스 방출 구멍의 위치에 대응한 위치를 점 (35) 에 의해서 나타내고 있다. 상술한 샤워 플레이트 내에 형성된 플라즈마 여기 가스의 공급 통로 (14) 의 출구에 대응하는 위치를 점 (36) 으로 나타내고 있다. 상술한 샤워 플레이트는, 동심원상으로 가스 방출 구멍을 배치하고 있고, 대응하는 원주 상에 전기 커버 플레이트 (34) 에 홈 (37) 이 형성되어 있다. 가스가 공급되는 위치인 상술한 커버 플레이트 (34) 의 중심으로부터 방사상으로 4 개의 홈 (38) 이 형성되어 있고, 각각의 상술한 동심원상의 홈 (37) 으로 플라즈마 여기 가스가 공급되도록 되어 있다. 상술한 홈의 폭은 2㎜, 깊이는 0.3㎜ 으로 하였다. 홈과 홈의 교점에 형성되는 모서리부는 전계 집중을 억제하기 위해서, 반경 2 정도의 R 을 추가하는 것이 바람직하다. 상술한 샤워 플레이트의 가스 방출 구멍에 대응하는 위치에만 홈 구조를 도입함으로써, 상술한 샤워 플레이트와 상술한 커버 플레이트 사이에 형성되는 가스 충전 공간을 최소화시키고, 샤워 플레이트와 커버 플레이트 (34) 의 접촉면에 있어서의 실효적인 유전율의 변화를 작게 함으로써, 효율적으로 마이크로파가 처리실 (2) 로 도입되는 것이 가능해졌다.

Claims (13)

  1. 가스를 방출하는 복수의 방출 구멍을 갖는 샤워 플레이트, 마이크로파 안테나, 및 상기 샤워 플레이트 및 상기 마이크로파 안테나 사이에 장치된 커버 플레이트를 구비한 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    상기 커버 플레이트의 재료로서 상기 샤워 플레이트의 재료보다도 비유전율이 작은 재료를 포함하는, 플라즈마 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버 플레이트의 재료로서 상기 샤워 플레이트의 재료와 비교하여 비유전율이 작고 또한 열전도율이 큰 재료를 포함하는, 플라즈마 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 커버 플레이트의 재료로서 상기 샤워 플레이트의 재료와 비교하여 비유전율이 작고 또한 열전도율이 큼과 함께, 마이크로파에 있어서의 유전 손실이 1×10 의 마이너스 3 승 이하의 재료를 포함하는, 플라즈마 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버 플레이트의 재료가 질화규소 및 석영의 적어도 하나를 함유하고, 상기 샤워 플레이트의 재료가 알루미나를 함유하는, 플라즈마 처리 장치.
  5. 가스를 방출하는 복수의 방출 구멍을 갖는 샤워 플레이트, 마이크로파 안테나, 및 상기 샤워 플레이트 및 상기 마이크로파 안테나 사이에 장치된 커버 플레이트를 구비한 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    상기 커버 플레이트의 주면 (主面) 의 일방은 상기 샤워 플레이트의 주면의 일방의 상기 방출 구멍이 없는 부분에 맞닿는 복수의 돌기형태 부분을 구비하고,
    상기 돌기형태 부분은 상기 커버 플레이트의 주면의 일방을 위에서 보았을 때에 둔각 또는 곡선에 의해서 구성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 돌기형태 부분은 상기 커버 플레이트의 주면의 일방을 위에서 보았을 때에 원형을 이루고 있는, 플라즈마 처리 장치.
  7. 가스를 방출하는 복수의 방출 구멍을 갖는 샤워 플레이트, 마이크로파 안테나, 및 상기 샤워 플레이트 및 상기 마이크로파 안테나 사이에 장치된 커버 플레이트를 구비한 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    상기 커버 플레이트의 주면의 일방은 상기 샤워 플레이트의 주면의 일방의 상기 방출 구멍이 없는 부분에 맞닿는 연결된 돌기형태 부분 및 상기 돌기형태 부분 이외의 굽은 형태 부분을 구비하고,
    상기 굽은 형태 부분은 상기 샤워 플레이트의 상기 일방의 주면에 있어서의 상기 방출 구멍의 상부를 연결하는 곡선 부분 및 상기 곡선 부분에 가스를 도입하는 가스 도입 부분을 포함하는, 플라즈마 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 굽은 형태 부분의 상기 곡선 부분은 동심원을 이루는 복수의 링형태 부분을 포함하고,
    상기 굽은 형태 부분의 상기 가스 도입 부분은 상기 링형태 부분을 연결하는 선형태 부분을 포함하는, 플라즈마 처리 장치.
  9. 가스를 방출하는 복수의 방출 구멍을 갖는 샤워 플레이트, 마이크로파 안테나, 및 상기 샤워 플레이트 및 상기 마이크로파 안테나 사이에 장치된 커버 플레이트를 구비한 플라즈마 처리 장치에 있어서,
    상기 커버 플레이트의 주면의 일방은 상기 샤워 플레이트의 주면의 일방의 상기 방출 구멍이 없는 부분에 맞닿는 하나 이상의 돌기형태 부분 및 맞닿지 않고 상기 샤워 플레이트의 상기 일방의 주면 사이에서 가스 유통 공간을 구성하는 가스 유통 부분을 구비하고,
    상기 가스를 상기 샤워 플레이트의 상기 방출 구멍 내에 유입시키기 위하여 상기 샤워 플레이트의 상기 일방의 주면으로 도입하는 수단이, 상기 커버 플레이트의 주변부에서 상기 일방의 주면에 있어서의 가스 유통 부분으로 상기 가스를 도입하도록 한 구성을 포함하는, 플라즈마 처리 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 플라즈마 처리 장치를 사용하여 플라즈마를 처리하는, 플라즈마 처리 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 플라즈마 처리 장치를 사용하여 플라즈마를 처리하고, 제품을 제조하는, 제품의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제품은 반도체 장치인, 제품의 제조 방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 제품은 액정 표시 장치 또는 유기 EL 표시 장치인, 제품의 제조 방법.
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