KR20080093904A - Plasma processing apparatus and high frequency current short circuit - Google Patents
Plasma processing apparatus and high frequency current short circuit Download PDFInfo
- Publication number
- KR20080093904A KR20080093904A KR1020080035301A KR20080035301A KR20080093904A KR 20080093904 A KR20080093904 A KR 20080093904A KR 1020080035301 A KR1020080035301 A KR 1020080035301A KR 20080035301 A KR20080035301 A KR 20080035301A KR 20080093904 A KR20080093904 A KR 20080093904A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- container
- wall
- processing apparatus
- substrate
- plasma processing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32458—Vessel
- H01J37/32477—Vessel characterised by the means for protecting vessels or internal parts, e.g. coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32532—Electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
- H05H1/4645—Radiofrequency discharges
- H05H1/4652—Radiofrequency discharges using inductive coupling means, e.g. coils
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H2242/00—Auxiliary systems
- H05H2242/20—Power circuits
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
본 발명은, 플라즈마 처리 장치 및 고주파 전류의 단락 회로에 관한 것이고, 특히, 기판에 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma processing apparatus and a short circuit of a high frequency current, and more particularly, to a plasma processing apparatus for performing plasma processing on a substrate.
제 7 세대나 제 8 세대의 액정 패널용 유리 기판에 에칭 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치(50)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(이하, 간단히 「기판」이라고 함) G를 수용하는 챔버(51)와, 그 기판 G를 탑재하는 하부 전극(52)과, 그 하부 전극(52)과 대향하는 샤워헤드(53)의 상부 전극(54)을 구비한다. 이 플라즈마 처리 장치(50)에서는, 상부 전극(54)과 하부 전극(52) 사이의 공간(이하, 「처리 공간」이라고 함)에 공급된 처리 가스를 고주파 전계에 의해 여기하여 플라즈마를 발생시키고, 그 플라즈마에 의해 기판 G에 에칭 처리를 실시한다.The
플라즈마 처리 장치(50)에서는, 하부 전극(52)이 접지 기판(55)에 의해 지지되고, 그 접지 기판(55)은 상하 방향으로 이동 가능한 필러(56) 및 벨로즈(57)를 거쳐 챔버(51)에 접속되어 있다. 챔버(51)는 접지되어 있으므로, 에칭 처리시, 상 부 전극(54)→처리 공간의 플라즈마→하부 전극(52)→접지 기판(55)→필러(56)→벨로즈(57)→챔버(51)의 경로로 고주파 전류가 흐른다. 여기서, 필러(56)나 벨로즈(57)는 도전체로 이루어지므로, 접지 기판(55)은 챔버(51)와 직류적으로 동전위이지만, 필러(56)나 벨로즈(57)에 의해 리액턴스가 발생하므로 교류적으로는 동전위가 되지 않는다.In the
또한, 제 7 세대나 제 8 세대의 액정 패널은 매우 크므로, 하부 전극(52)이나 접지 기판(55)도 매우 크고, 그 결과, 접지 기판(55)과 챔버(51)의 벽면 사이에 있어서의 공간(이하, 「하부 공간」이라고 함)도 매우 커진다. 그리고, 교류적으로 동전위가 되지 않는 접지 기판(55)과 챔버(51)의 벽면 사이에는 전위차가 발생하므로, 하부 공간에도 고주파 전류가 흘러 용량 결합 플라즈마나 이상 방전이 발생하는 경우가 있다. 이 플라즈마에 의해 처리 공간에서의 플라즈마의 밀도가 저하하여, 균일성이 악화된다. 또한, 이상 방전에 의해 파워 효율이 저하하고, 또한 접지 기판(55)이 깎여 이물질이 발생한다.In addition, since the liquid crystal panels of the seventh and eighth generations are very large, the
그래서, 플라즈마 처리 장치(50)에서는, 접지 기판(55) 및 챔버(51)의 벽면을 교류적으로 단락하는 도전성 재료로 이루어지는 박판 형상의 단락판(58)이 마련되어 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).Therefore, in the
(특허 문헌 1) 일본 특허 제 3710081 호 공보(Patent Document 1) Japanese Patent No. 3710081
그러나, 제 7 세대나 제 8 세대의 액정 패널용 기판 G에 에칭 처리를 실시하기 위해서는 고파워, 예컨대, 10㎾ 이상의 고주파 전력을 처리 공간에 공급할 필요가 있다. 이때, 처리 공간이나 접지 기판(55)을 흐르는 고주파 전류는 100A 이상이 된다. 또한, 단락판(58)은 자기 인덕턴스를 가져, 고주파 전류에 대응하여 유도성 리액턴스(임피던스)가 발생한다. 그 결과, 접지 기판(55)의 전위는 수 100V의 고주파 전압을 나타낸다.However, in order to perform the etching treatment on the liquid crystal panel substrate G of the seventh or eighth generation, it is necessary to supply high power, for example, high frequency power of 10 Hz or more to the processing space. At this time, the high frequency current flowing through the processing space or the
접지 기판(55)의 전위를 저하시키기 위해서는, 단락판(58)의 수를 늘리는 것이 가장 효과적이지만, 하부 공간에는 리프터핀 홀더(도시하지 않음) 등의 구성 부품이 배치되어 있으므로, 공간적인 여유가 없어, 단락판(58)의 수를 늘리는 것은 곤란하다.In order to lower the potential of the
따라서, 여전히 접지 기판(55)과 챔버(51)의 벽면 사이에서의 전위차는 해소되지 않고, 그 전위차에 의해 하부 공간에는 용량 결합 플라즈마나 이상 방전이 발생할 우려가 있다.Therefore, the potential difference between the
본 발명의 목적은, 하부 전극 또는 상부 전극의 적어도 한쪽을 지지하는 접지 기판과 수용 용기의 벽 사이에서의 전위차를 저감할 수 있는 플라즈마 처리 장치 및 고주파 전류의 단락 회로를 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus and a short circuit of a high frequency current capable of reducing the potential difference between the ground substrate supporting at least one of the lower electrode or the upper electrode and the wall of the container.
상기 목적을 달성하기 위해, 제 1 국면의 플라즈마 처리 장치는, 기판을 수용하는 수용 용기와, 그 수용 용기 내에 배치되어 상기 기판을 탑재하는 탑재대로서의 하부 전극과, 그 하부 전극에 대향하여 배치되어 상기 수용 용기 내에 처리 가스를 공급하는 상부 전극과, 상기 하부 전극 또는 상기 상부 전극의 적어도 한쪽에 접속된 고주파 전원과, 상기 하부 전극 또는 상기 상부 전극의 적어도 한쪽을 절연부를 사이에 두고 지지함과 아울러 상기 수용 용기의 벽으로부터 이간하여 배치되는 접지 기판과, 그 접지 기판과 상기 수용 용기의 벽을 단락하는 단락판을 구비하는 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 단락판과 상기 수용 용기의 벽 사이에 콘덴서가 개재되고, 그 콘덴서는 상기 수용 용기의 벽에 마련되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the plasma processing apparatus of the first aspect includes an accommodating container for accommodating a substrate, a lower electrode serving as a mounting table disposed in the accommodating container and mounting the substrate, and opposed to the lower electrode. Supporting an upper electrode for supplying a processing gas into the receiving container, a high frequency power source connected to at least one of the lower electrode or the upper electrode, and at least one of the lower electrode or the upper electrode with an insulating portion therebetween, A plasma processing apparatus comprising a ground substrate disposed to be spaced apart from a wall of the accommodating container, and a shorting plate shorting the ground substrate and a wall of the accommodating container, wherein a capacitor is disposed between the shorting plate and the wall of the accommodating container. It is characterized in that the capacitor is provided on the wall of the container.
제 2 국면의 플라즈마 처리 장치는, 제 1 국면의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 콘덴서의 용량성 리액턴스를 XC로 하고, 상기 단락판의 유도성 리액턴스를 XL로 한 경우, XC=-XL/2가 성립하는 것을 특징으로 한다.In the plasma processing apparatus of the second aspect, in the plasma processing apparatus of the first aspect, when the capacitive reactance of the condenser is X C and the inductive reactance of the shorting plate is X L , X C = -X L / 2 is established.
제 3 국면의 플라즈마 처리 장치는, 제 1 국면 또는 제 2 국면의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 콘덴서는 절연층과, 그 절연층을 유지하는 2개의 도전체로 이루어지고, 상기 절연층은 세라믹 시트, 용사 세라믹층 및 불소 수지층으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나인 것을 특징으로 한다.The plasma processing apparatus of the third aspect is the plasma processing apparatus of the first or second aspect, wherein the capacitor comprises an insulating layer and two conductors holding the insulating layer, and the insulating layer comprises a ceramic sheet, It is characterized in that it is one selected from the group consisting of a sprayed ceramic layer and a fluororesin layer.
제 4 국면의 플라즈마 처리 장치는, 제 1 국면의 플라즈마 처리 장치에 있어 서, 상기 단락판과 상기 접지 기판 사이에 다른 콘덴서가 개재되고, 그 다른 콘덴서는 상기 접지 기판에 마련되며, 상기 콘덴서의 정전 용량을 C1로 하고, 상기 단락판의 자기 인덕턴스를 L로 하고, 상기 다른 콘덴서의 정전 용량을 C2로 하고, 상기 고주파 전원이 공급하는 고주파 전력의 주파수를 f로 하고, 각주파수 ω를 2πf로 한 경우, C1=C2=2/(ω2×L)이 성립하는 것을 특징으로 한다.In the plasma processing apparatus of the fourth aspect, in the plasma processing apparatus of the first aspect, another capacitor is interposed between the shorting plate and the ground substrate, and the other capacitor is provided on the ground substrate, and the electrostatic charge of the capacitor is provided. The capacitance is set to C1, the magnetic inductance of the shorting plate is set to L, the capacitance of the other capacitor is set to C2, the frequency of the high frequency power supplied by the high frequency power source is set to f, and the angular frequency ω is set to 2πf. In this case, C1 = C2 = 2 / (ω 2 × L) is established.
상기 목적을 달성하기 위해서, 제 5 국면의 플라즈마 처리 장치는, 기판을 수용하는 수용 용기와, 그 수용 용기 내에 배치되어 상기 기판을 탑재하는 탑재대로서의 하부 전극과, 그 하부 전극에 대향하여 배치되어 상기 수용 용기 내에 처리 가스를 공급하는 상부 전극과, 상기 하부 전극 또는 상기 상부 전극의 적어도 한쪽에 접속된 고주파 전원과, 상기 하부 전극 또는 상기 상부 전극의 적어도 한쪽을 절연부를 사이에 두고 지지함과 아울러 상기 수용 용기의 벽으로부터 이간하여 배치되는 접지 기판과, 그 접지 기판과 상기 수용 용기의 벽을 단락하는 단락판을 구비하는 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 단락판은 단면이 직사각형인 직선 도체로 이루어지고, 도중에서 적어도 2개로 분기하고 있는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the plasma processing apparatus of the fifth aspect includes a housing container housing a substrate, a lower electrode serving as a mounting table disposed in the storage container, and mounted thereon, and facing the lower electrode. Supporting an upper electrode for supplying a processing gas into the receiving container, a high frequency power source connected to at least one of the lower electrode or the upper electrode, and at least one of the lower electrode or the upper electrode with an insulating portion therebetween, A plasma processing apparatus comprising a ground substrate disposed apart from a wall of the housing container, and a short circuit board shorting the ground substrate and the wall of the housing container, wherein the short circuit board is formed of a straight conductor having a rectangular cross section. It is characterized by branching into at least two on the way.
제 6 국면의 플라즈마 처리 장치는, 제 5 국면의 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 단락판과 상기 수용 용기의 벽 사이에 콘덴서가 개재되고, 그 콘덴서는 상기 수용 용기의 벽에 마련되는 것을 특징으로 한다.The plasma processing apparatus of the sixth aspect is the plasma processing apparatus of the fifth aspect, wherein a capacitor is interposed between the shorting plate and the wall of the housing container, and the capacitor is provided on the wall of the housing container. .
상기 목적을 달성하기 위해서, 제 7 국면의 고주파 전류의 단락 회로는, 기판을 수용하는 수용 용기와, 그 수용 용기 내에 배치되어 상기 기판을 탑재하는 탑 재대로서의 하부 전극과, 그 하부 전극에 대향하여 배치되어 상기 수용 용기 내에 처리 가스를 공급하는 상부 전극과, 상기 하부 전극 또는 상기 상부 전극의 적어도 한쪽에 접속된 고주파 전원과, 상기 하부 전극 또는 상기 상부 전극의 적어도 한쪽을 절연부를 사이에 두고 지지함과 아울러 상기 수용 용기의 벽으로부터 이간하여 배치되는 접지 기판을 구비하는 플라즈마 처리 장치에 있어서의, 상기 접지 기판과 상기 수용 용기의 벽을 단락하는 고주파 전류의 단락 회로로서, 상기 접지 기판과 상기 수용 용기의 벽을 단락하는 단락판과, 그 단락판과 상기 수용 용기의 벽 사이에 개재되는 콘덴서를 갖고, 그 콘덴서는 상기 수용 용기의 벽에 마련되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the short-circuit of the high frequency current of the seventh aspect includes an accommodating container accommodating a substrate, a lower electrode serving as a mounting base disposed in the accommodating container, and mounting the substrate; An upper electrode arranged to supply a processing gas into the accommodating container, a high frequency power source connected to at least one of the lower electrode or the upper electrode, and supporting at least one of the lower electrode or the upper electrode with an insulating portion therebetween; And a short circuit of a high frequency current for shorting the ground substrate and the wall of the housing container, wherein the ground substrate is disposed apart from the wall of the housing container. A shorting plate for shorting a wall of the condenser, and a condenser interposed between the shorting plate and the wall of the receiving container. To have, the capacitor is characterized in that it is provided in the wall of the containment vessel.
상기 목적을 달성하기 위해서, 제 8 국면의 고주파 전류의 단락 회로는, 기판을 수용하는 수용 용기와, 그 수용 용기 내에 배치되어 상기 기판을 탑재하는 탑재대로서의 하부 전극과, 그 하부 전극에 대향하여 배치되어 상기 수용 용기 내에 처리 가스를 공급하는 상부 전극과, 상기 하부 전극 또는 상기 상부 전극의 적어도 한쪽에 접속된 고주파 전원과, 상기 하부 전극 또는 상기 상부 전극의 적어도 한쪽을 절연부를 사이에 두고 지지함과 아울러 상기 수용 용기의 벽으로부터 이간하여 배치되는 접지 기판을 구비하는 플라즈마 처리 장치에 있어서의, 상기 접지 기판과 상기 수용 용기의 벽을 단락하는 고주파 전류의 단락 회로로서, 상기 접지 기판과 상기 수용 용기의 벽을 단락하는 단락판을 갖고, 그 단락판은 단면이 직사각형인 직선 도체로 이루어지고, 도중에서 적어도 2개로 분기하고 있는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the short circuit of the high frequency current of the eighth aspect includes an accommodating container accommodating a substrate, a lower electrode serving as a mounting table disposed in the accommodating container, and mounting the substrate, An upper electrode arranged to supply a processing gas into the accommodating container, a high frequency power source connected to at least one of the lower electrode or the upper electrode, and supporting at least one of the lower electrode or the upper electrode with an insulating portion therebetween; And a short circuit of a high frequency current for shorting the ground substrate and the wall of the housing container, wherein the ground substrate is disposed apart from the wall of the housing container. Has a shorting plate for shorting the walls of the shorting plate, the shorting plate consisting of a straight conductor having a rectangular cross section And, it characterized in that at least two branches on the way.
제 1 국면의 플라즈마 처리 장치 및 제 7 국면의 고주파 전류의 단락 회로에 의하면, 접지 기판과 수용 용기의 벽을 단락하는 단락판과 그 수용 용기의 벽 사이에 콘덴서가 개재되므로, 접지 기판과 수용 용기의 벽 사이에서의 전위차를 단락판 및 콘텐서에 의해 분담할 수 있다. 또한, 콘덴서는 수용 용기의 벽에 마련되므로, 접지 기판과 수용 용기의 벽 사이에서의 전위차는, 실질적으로 접지 기판과 콘덴서 사이에서의 전위차이며, 그 전위차는 바로 단락판이 분담하는 전위차이다. 따라서, 하부 전극 또는 상부 전극의 적어도 한쪽을 지지하는 접지 기판과 수용 용기의 벽 사이에서의 전위차를 저감할 수 있다.According to the plasma processing apparatus of the first aspect and the short circuit of the high frequency current of the seventh aspect, the ground substrate and the accommodating container are interposed between the shorting plate which shorts the wall of the ground substrate and the accommodating container and the wall of the accommodating container. The potential difference between the walls of can be shared by a shorting plate and a capacitor. In addition, since the capacitor is provided on the wall of the container, the potential difference between the ground substrate and the wall of the container is substantially a potential difference between the ground substrate and the capacitor, and the potential difference is a potential difference shared by the shorting plate. Therefore, the potential difference between the ground substrate which supports at least one of the lower electrode or the upper electrode and the wall of the housing container can be reduced.
제 2 국면의 플라즈마 처리 장치에 의하면, 콘덴서의 용량성 리액턴스 XC 및 단락판의 유도성 리액턴스 XL이 XC=-XL/2를 만족한다. 고주파 전류를 I라고 하면, 단락판과 그 수용 용기의 벽 사이에 콘덴서가 개재되지 않는 경우의 접지 기판의 전위 V1은, V1≒XL×I로 표시되고, 단락판과 그 수용 용기의 벽 사이에 콘덴서가 개재되는 경우의 접지 기판의 전위 V2는, V2≒(XL+XC)×I로 표시된다. 여기서, XC=-XL/2가 성립하므로, V2≒1/2×XL×I가 된다. 즉, V2를 V1의 1/2로 할 수 있어, 단락판이 분담하는 전위차를 확실히 저감할 수 있다. 또한, 이때, 콘덴서가 분담하는 전위차도 V1의 1/2이 되므로, 접지 기판과 콘텐서 사이, 및 콘덴서와 수용 용기의 벽 사이에서의 전위차를 모두 적절히 저감할 수 있고, 또한, 접지 기판과 콘덴서 사이나 콘덴서와 수용 용기의 벽 사이에서 용량 결합 플라즈마나 이상 방전이 발생하는 것을 억제할 수 있다.According to the plasma processing apparatus of the second aspect, the capacitive reactance X C of the capacitor and the inductive reactance X L of the shorting plate satisfy X C = -X L / 2. If the high-frequency current is I, the potential V 1 of the ground substrate when no capacitor is interposed between the short-circuit plate and the wall of the accommodating container is represented by V 1 ≒ X L × I, The potential V 2 of the ground substrate when the capacitor is interposed between the walls is represented by V 2 ≒ (X L + X C ) × I. Since X C = -X L / 2 holds, V 2 ≒ 1/2 × X L × I. That is, it is possible to set the V 2 to a half of V 1, it is possible to surely reduce the potential for short-circuiting plate is shared. At this time, the potential difference shared by the capacitor is also 1/2 of V 1 , so that the potential difference between the ground substrate and the capacitor and between the capacitor and the wall of the container can be appropriately reduced, and the ground substrate and The generation of capacitively coupled plasma or abnormal discharge can be suppressed between the capacitors and between the capacitor and the wall of the container.
제 4 국면의 플라즈마 처리 장치에 의하면, 단락판과 접지 기판 사이에 다른 콘덴서가 개재되고, 그 다른 콘덴서는 접지 기판에 마련되며, 콘덴서의 정전 용량 C1, 단락판의 자기 인덕턴스 L, 다른 콘덴서의 정전 용량 C2, 및 고주파 전력의 주파수를 f로 했을 때의 각주파수 ω(=2πf)가, C1=C2=2/(ω2×L)을 만족한다. 고주파 전류를 I라고 하면, 단락판과 그 수용 용기의 벽 사이에 콘덴서가 개재되고, 또한 단락판과 접지 기판 사이에 다른 콘덴서가 개재되는 경우의 접지 기판의 전위 V3은, 콘덴서의 용량성 리액턴스를 XC1로 하고, 다른 콘덴서의 용량성 리액턴스를 XC2로 하고, 단락판의 유도성 리액턴스를 XL이라고 하면, V3≒(XC1+XL+XC2)×I로 표시되고, 또한 전개하면, 전위 V3은, V3≒(-1/(ω×C1)+ω×L-1/(ω×C2))로 표시된다. 여기서 C1=C2=2/(ω2×L)이 성립하므로, V3≒0이 된다. 즉, 접지 기판의 전위를 0으로 할 수 있으므로, 접지 기판의 근방에서 용량 결합 플라즈마나 이상 방전이 발생하는 것을 방지할 수 있다.According to the plasma processing apparatus of the fourth aspect, another capacitor is interposed between the short circuit board and the ground substrate, and the other capacitor is provided on the ground substrate, and the capacitance C1 of the capacitor, the magnetic inductance L of the short circuit board, and the static electricity of the other capacitor are provided. The angular frequency ω (= 2πf) when the capacitance C2 and the frequency of the high frequency power is f satisfies C1 = C2 = 2 / (ω 2 × L). If the high-frequency current is I, the potential V 3 of the grounding substrate when the capacitor is interposed between the shorting plate and the wall of the housing vessel and another capacitor is interposed between the shorting plate and the grounding substrate is the capacitive reactance of the capacitor. Is X C1 , the capacitive reactance of another capacitor is X C2 , and the inductive reactance of the shorting plate is X L , which is represented by V 3 ≒ (X C1 + X L + X C2 ) × I, and When expanded, the potential V 3 is represented by V 3 ≒ (−1 / (ω × C1) + ω × L-1 / (ω × C2)). Since C1 = C2 = 2 / (ω 2 × L) holds, V 3 ≒ 0 is obtained. That is, since the potential of the ground substrate can be zero, the generation of a capacitively coupled plasma or an abnormal discharge can be prevented in the vicinity of the ground substrate.
제 5 국면의 플라즈마 처리 장치 및 제 8 국면의 고주파 전류의 단락 회로에 의하면, 접지 기판과 수용 용기의 벽을 단락하는 단락판은 단면이 직사각형인 직선 도체로 이루어지고, 도중에서 적어도 2개로 분기하고 있다. 단락판을 분기하면 각 분기로의 단면적은 감소하지만, 고주파 전류의 경로를 늘릴 수 있어, 결과적으로 단락판 전체의 인덕턴스를 저하시킬 수 있다. 이에 따라, 접지 기판의 전위를 저하시킬 수 있고, 또한, 하부 전극 또는 상부 전극의 적어도 한쪽을 지지하는 접지 기판과 수용 용기의 벽 사이에서의 전위차를 저감할 수 있다.According to the plasma processing apparatus of the fifth aspect and the short circuit of the high frequency current of the eighth aspect, the shorting plate that shorts the ground substrate and the wall of the receiving container is made of a straight conductor having a rectangular cross section, and branches to at least two on the way. have. When the shorting plates are branched, the cross-sectional area to each branch is reduced, but the path of the high frequency current can be increased, and as a result, the inductance of the entire shorting plate can be reduced. Thereby, the potential of a ground substrate can be reduced, and the potential difference between the ground substrate which supports at least one of a lower electrode or an upper electrode, and the wall of a storage container can be reduced.
제 6 국면의 플라즈마 처리 장치에 의하면, 단락판과 수용 용기의 벽 사이에 콘덴서가 개재되므로, 접지 기판 및 수용 용기의 벽 사이에서의 전위차를 단락판 및 콘덴서에 의해 분담할 수 있어, 접지 기판과 수용 용기의 벽 사이에서의 전위차를 더 저감할 수 있다.According to the plasma processing apparatus of the sixth aspect, since a capacitor is interposed between the shorting plate and the wall of the housing, the potential difference between the ground board and the wall of the housing can be shared by the shorting plate and the capacitor, so that The potential difference between the walls of the receiving container can be further reduced.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described, referring drawings.
우선, 본 발명의 실시예 1에 따른 플라즈마 처리 장치에 대하여 설명한다.First, the plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described.
도 1은 본 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 이 플라즈마 처리 장치는 액정 디스플레이(LCD)용 유리 기판에 에칭 처리를 실시하도록 구성되어 있다.1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a plasma processing apparatus according to the present embodiment. This plasma processing apparatus is comprised so that an etching process may be performed to the glass substrate for liquid crystal displays (LCD).
도 1에 있어서, 플라즈마 처리 장치(10)는, 예컨대, 1변이 약 1m인 직사각형의 유리 기판(이하, 간단히 「기판」이라고 함) G를 수용하는 각통 형상의 챔버(11)(수용 용기)를 갖는다. 그 챔버(11)는 알루미늄으로 이루어지고, 챔버(11)의 벽 대부분은 알루마이트에 의해 피복되어 있다.In FIG. 1, the
챔버(11)의 천정부에는 샤워헤드(12)(상부 전극)가 배치되고, 그 샤워헤드(12)는, 직사각형의 도전성 평판인 상부 전극판(13)과, 그 상부 전극판(13)을 착 탈 가능하게 지지하는 도전체로 이루어지는 상부 전극 베이스부(14)를 갖는다. 상부 전극 베이스부(14)의 내부에는 버퍼실(15)이 마련되고, 이 버퍼실(15)에는 처리 가스 도입관(16)이 접속되어 있다. 또한, 상부 전극판(13)은 버퍼실(15) 내 및 챔버(11) 내를 연통하는 다수의 가스 구멍(17)을 갖는다. 처리 가스 도입관(16)은 처리 가스 공급 장치(도시하지 않음)에 접속되고, 그 처리 가스 공급 장치는 처리 가스 도입관(16)을 거쳐 버퍼실(15)로 처리 가스를 도입한다. 샤워헤드(12)는, 버퍼실(15)로 도입된 처리 가스를 가스 구멍(17)을 거쳐 상부 전극판(13)과 후술하는 하부 전극판(23) 사이의 공간(이하, 「처리 공간 S」라고 함)에 공급한다. 여기서, 샤워헤드(12)는 상부 절연부(22)를 사이에 두고 챔버(11)의 천정부로부터 지지되어 있으므로, 샤워헤드(12)는 챔버(11)로부터 충분히 전기적으로 플로팅하고 있다.The shower head 12 (upper electrode) is arrange | positioned in the ceiling part of the
상부 전극판(13)은 상부 전극 베이스(14), 정합 회로(18) 및 도전로(19)를 거쳐 고주파 전원(20)에 접속되어 있다. 또한, 챔버(11)의 천정부상에는, 정합 회로(18)를 둘러싸도록 매칭박스(21)가 마련되어 있다. 그 매칭박스(21)는 접지되어 있으므로, 정합 회로(18)의 접지 하우징으로서 기능한다. 고주파 전원(20)은 소정의 고주파 전력, 예컨대, 13.56㎒의 고주파 전력을 상부 전극판(13)에 공급한다. 그리고, 상부 전극판(13)은 처리 공간 S에 고주파 전압을 인가하여, 고주파 전계를 발생시킨다. 그 고주파 전계는 처리 공간 S에 공급된 처리 가스를 여기하여 플라즈마를 발생시킨다. 또, 처리 가스로서는, 예컨대, 할로겐을 포함하는 가스, 구체적으로는, 할로겐 화합물로 이루어지는 가스, 산소 가스 및 아르곤 가스 등을 이용 할 수 있다.The
챔버(11)의 바닥부에는 기판 G를 탑재하는 탑재대를 겸하는 직사각형의 하부 전극판(23)이 배치되어 있다. 그 하부 전극판(23)은, 상부 전극판(13)과 대향함과 아울러, 하부 절연부(25)를 사이에 두고 알루미늄으로 이루어지는 접지 기판(26)에 의해 지지되어 있다. 또한, 접지 기판(26)은 챔버(11)의 바닥부로부터 이간하여 배치되어 있고, 원통형의 필러(27)에 의해 지지되어 있다. 그 필러(27)는 도시하지 않는 구동 기구에 의해 상하 방향(도면 중 화살표 방향)으로 이동하는 지지판(28) 상에 배치된다. 따라서, 지지판(28)의 상하 이동에 따라 접지 기판(26)이나 하부 전극판(23)도 상하 이동한다. 지지판(28)은 벨로즈(29)를 거쳐 챔버(11)의 바닥부와 접속되고, 그 벨로즈(29)는 챔버(11) 안 및 챔버(11) 밖을 기밀하게 구획한다. 또, 필러(27), 지지판(28) 및 벨로즈(29)는 모두 도전체로 이루어진다.At the bottom of the
하부 전극판(23) 내에는 칠러 유로(도시하지 않음)가 마련되고, 그 칠러 유로를 흐르는 냉매에 의해 하부 전극판(23) 상에 탑재된 기판 G가 냉각된다. 하부 절연부(25)는 유전체나 대기층으로 이루어지고, 하부 전극판(23)을 접지 기판(26), 나아가서는 챔버(11)로부터 충분히 전기적으로 플로팅시킨다.A chiller flow path (not shown) is provided in the
하부 전극판(23)에는 필러(27) 내에 마련된 도전로(30)의 일단이 접속되고, 이 도전로(30)에는 임피던스 조정부(31)가 개설되어 있다. 도전로(30)의 다른 쪽 단은, 지지판(28) 및 벨로즈(29)를 거쳐 챔버(11)의 바닥부에 접속되어 있다. 본 실시예에서는, 상부 전극판(13) 및 하부 전극판(23)이 각기 캐소드 전극 및 아노드 전극에 상당한다.One end of the
챔버(11)의 바닥부에는 배기로(32)가 접속되고, 그 배기로(32)에는 도시하지 않는 배기 장치, 예컨대, 터보 분자 펌프나 드라이 펌프가 접속되어 있다. 배기 장치는 배기로(32)를 거쳐 챔버(11) 내를 배기한다. 또한, 챔버(11)의 측벽에는, 기판 G의 반송구(33)를 개폐하는 게이트 밸브(34)가 마련되어 있다.An
플라즈마 처리 장치(10)에서는, 고주파 전원(20)→정합 회로(18)→샤워 헤드(12)→처리 공간 S의 플라즈마→하부 전극판(23)→임피던스 조정부(31)→챔버(11)→매칭박스(21)→접지의 경로로 고주파 전류가 흐르지만, 샤워헤드(12)로부터 플라즈마를 거쳐 챔버(11)의 벽부에 단락적으로 고주파 전류가 흐를 우려가 있으므로, 하부 전극판(23)으로부터 매칭박스(21)에 이르기까지의 경로(복귀 경로)의 임피던스를 임피던스 조정부(31)에 의해 조정하여 챔버(11)의 벽부에 단락적으로 고주파 전류가 흐르는 것을 방지한다.In the
또한, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 처리 공간 S에 고주파 전력을 공급하여 고주파 전계를 발생시킴으로써, 그 처리 공간 S에서 샤워헤드(12)로부터 공급된 처리 가스를 여기하여 고밀도의 플라즈마를 발생시키고, 그 플라즈마에 의해 기판 G에 에칭 처리를 실시한다.In the
또, 플라즈마 처리 장치(10)의 각 구성 부품의 동작은, 플라즈마 처리 장치(10)가 구비하는 제어부(도시하지 않음)의 CPU가 에칭 처리에 대응하는 프로그램에 따라 제어한다.In addition, the operation of each component of the
또한, 플라즈마 처리 장치(10)는, 접지 기판(26)과 챔버(11)의 벽을 단락하는 단락판(36)과, 그 단락판(36)과 챔버(11)의 벽 사이에 개재되는 콘덴서(37)를 구비한다. 단락판(36)은, 금속 등의 도전성 재료, 예컨대, 스테인리스나 하스텔로이(등록상표)로 이루어지는, 단면 직사각형의 박판 형상 도체이다.In addition, the
단락판(36)의 일단은 접지 기판(26)의 하면에 접속부(38)를 거쳐 접속되고, 단락판(36)의 다른 쪽 단은 챔버(11)의 벽, 구체적으로는 챔버(11)의 바닥부에 마련된 콘덴서(37)에 접속되어 있다.One end of the shorting
콘덴서(37)는, 절연층(37a)과, 그 절연층(37a)을 유지하는, 알루미늄판 등의 2개의 금속판(37b, 37c)으로 이루어지고, 플라즈마와 접촉할 가능성이 있는 부분이 알루마이트 등의 절연막에 의해 피복되어 있다. 또한, 절연층(37a)은, 예컨대, 세라믹 시트, 용사 세라믹층이나 불소 수지층(테프론(등록상표)층)으로 이루어진다. 이 콘덴서(37)로서, 상술한 형태 외에, 플라즈마 내성을 갖는 시판 중인 진공 콘덴서나 가변 용량 콘덴서를 이용할 수도 있다.The capacitor |
이 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 단락판(36) 및 콘덴서(37)가, 접지 기판(26)과 챔버(11)의 벽 사이를 단락하는 단락 회로를 구성한다.In this
또한, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 접지 기판(26)과 챔버(11)의 벽 사이에 고주파 전류가 흐르면, 단락판(36)은 자기 인덕턴스를 가지므로, 단락판(36)에는 유도성 리액턴스가 발생하고, 또한, 콘덴서(37)는 정전 용량을 가지므로, 콘덴서(37)에는 용량성 리액턴스가 발생한다. 또한, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 콘덴서(37)가 단락판(36)과 챔버(11)의 벽 사이에 개재되므로, 단락판(36) 및 콘덴서(37)는, 접지 기판(26)과 챔버(11)의 벽 사이에서 직렬 회로를 구성한다. 따라서, 단락판(36) 및 콘덴서(37)는, 접지 기판(26)과 챔버(11)의 벽 사이를 고주파 전류가 흐를 때에 발생하는 전위차를 분담할 수 있다.In the
여기서, 접지 기판(26)의 전위 V2는, 챔버(11)의 벽을 접지 전위로 하고, 단락판(36)의 임피던스를 ZL로 하고, 콘덴서(37)의 임피던스를 ZC로 하고, 접지 기판(26)과 챔버(11)의 벽 사이를 흐르는 고주파 전류를 I라고 하면, 하기 식 (1)로 표시된다.Here, the potential V 2 of the
V2=(ZL+ZC)×I … (1)V 2 = (Z L + Z C ) × I... (One)
통상, ZL이나 ZC는 R+jX(X는 리액턴스)로 표시되지만, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, R은 X에 비해 매우 작아, 무시할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 단락판(36)의 유도성 리액턴스를 XL로 하고, 콘덴서(37)의 용량성 리액턴스를 XC라고 하면, 접지 기판(26)의 전위 V2는 하기 식 (2)로 표시된다.Normally, Z L and Z C are represented by R + jX (X is reactance). However, in the
V2≒(XL+XC)×I … (2)V 2 ≒ (X L + X C ) × I... (2)
본 실시예에서는, 콘덴서(37)의 정전 용량을 조정함으로써 전위 V2를 저감한다. 구체적으로는, 하기 식 (3)이 성립하도록 콘덴서(37)의 정전 용량을 조정한다.In this embodiment, the potential V 2 is reduced by adjusting the capacitance of the
XC=-XL/2 … (3)X C = -X L / 2... (3)
그 결과, 접지 기판(26)의 전위 V2는 하기 식 (4)로 표시된다.As a result, the potential V 2 of the
V2≒1/2×XL×I … (4)V 2 ≒ 1/2 × X L × I... (4)
한편, 종래의 플라즈마 처리 장치와 같이, 접지 기판과 챔버의 벽이 단락판만으로 단락되어 있는 경우, 접지 기판의 전위 V1은 하기 식 (5)로 표시된다.On the other hand, as in the conventional plasma processing apparatus, when the ground substrate and the walls of the chamber are short-circuited only by the short circuit board, the potential V 1 of the ground substrate is represented by the following formula (5).
V1≒XL×I … (5)V 1 ≒ X L × I... (5)
상기 식 (4) 및 (5)를 비교하면, 접지 기판(26)의 전위 V2는 종래의 플라즈마 처리 장치에서의 접지 기판의 전위 V1의 1/2이다. 따라서, 콘덴서(37)를 단락판(36)과 챔버(11)의 벽 사이에 개재시키고, 상기 식 (3)이 성립하도록 콘덴서(37)의 정전 용량을 조정함으로써, 접지 기판(26)의 전위 V2를 종래의 플라즈마 처리 장치에서의 접지 기판의 전위 V1의 1/2로 할 수 있다.Comparing the above formulas (4) and (5), the potential V 2 of the
또한, 이때, 콘덴서(37)의 전위 VC는 하기 식 (6)으로 표시된다.In addition, the potential V C of the capacitor |
VC≒XC×I … (6)V C ≒ X C × I... (6)
여기서, 상기 식 (3)에서, 콘덴서(37)의 전위 VC는 하기 식 (7)로 표시된다.Here, in the above formula (3), the potential V C of the
VC≒-1/2×XL×I … (7)V C ≒ -1 / 2 x X L x I... (7)
따라서, 콘덴서(37)의 전위 VC도 종래의 플라즈마 처리 장치에서의 접지 기판의 전위 V1의 1/2로 할 수 있다. 즉, 콘덴서(37)가 분담하는 전위차도 V1의 1/2이 된다.Therefore, the potential V C of the
본 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(10)에 의하면, 단락판(36) 및 콘덴 서(37)는, 접지 기판(26)과 챔버(11)의 벽 사이를 고주파 전류가 흐를 때에 발생하는 전위차를 분담할 수 있다. 또한, 콘덴서(37)는 챔버(11)의 벽에 마련되므로, 접지 기판(26)과 챔버(11)의 벽 사이에서의 전위차는, 실질적으로 접지 기판(26)과 콘덴서(37) 사이에서의 전위차이며, 그 전위차는 바로 단락판(36)이 분담하는 전위차이다. 따라서, 하부 전극판(23)을 지지하는 접지 기판(26)과 챔버(11)의 벽 사이에서의 전위차를 저감할 수 있다.According to the
상술한 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 콘덴서(37)의 정전 용량을 조정함으로써 XC=-XL/2(상기 식 (3))를 성립시키므로, 접지 기판(26)의 전위 V2는 V2≒1/2×XL×I(상기 식 (4))로 표시된다. 한편, 종래의 플라즈마 처리 장치의 접지 기판의 전위 V1은 V1≒XL×I(상기 식 (5))로 표시된다. 즉, V2를 V1의 1/2로 할 수 있어, 단락판(36)이 분담하는 전위차를 확실히 저감할 수 있다.In the above-described
또한, 콘덴서(37)가 분담하는 전위차도 V1의 1/2이 되므로, 접지 기판(26)과 콘덴서(37) 사이, 및 콘덴서(37)와 챔버(11)의 벽 사이에서의 전위차를 모두 적절히 저감할 수 있고, 또한, 접지 기판(26)과 콘덴서(37) 사이나 콘덴서(37)와 챔버(11)의 벽 사이에서 용량 결합 플라즈마나 이상 방전이 발생하는 것을 억제할 수 있다.In addition, since the potential difference shared by the
상술한 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 콘덴서(37)의 정전 용량을 조정함으로써 접지 기판(26)의 전위 V2를 종래의 플라즈마 처리 장치에서의 접지 기판의 전 위 V1의 1/2로 했지만, 콘덴서(37)의 정전 용량을 조정함으로써 단락판(36)이 분담하는 전위차를 변경하고, 접지 기판(26)의 전위 V2를 거의 0으로 하여도 좋다.In the
다음으로, 본 발명의 실시예 2에 따른 플라즈마 처리 장치에 대하여 설명한다.Next, a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described.
본 실시예는, 그 구성, 작용이 상술한 실시예 1과 기본적으로 동일하며, 접지 기판(26)과 챔버(11)의 벽면을 단락하는 단락 회로의 구성이 다를 뿐이므로, 중복된 구성, 작용에 대해서는 설명을 생략하고, 이하에 다른 구성, 작용에 대한 설명을 행한다.The present embodiment is basically the same as that of the first embodiment described above, and the configuration of the short circuit for shorting the wall surface of the
도 2는 본 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the plasma processing apparatus according to the present embodiment.
도 2에 있어서, 플라즈마 처리 장치(40)는, 접지 기판(26) 및 챔버(11)의 벽을 단락하는 단락판(41)을 구비한다. 단락판(41)도, 금속 등의 도전성 재료, 예컨대, 스테인리스나 하스텔로이(등록상표)로 이루어지는, 단면 직사각형의 박판 형상 도체이다.2, the
단락판(41)의 일단은 접속부(38)를 거쳐 접지 기판(26)에 접속되고, 단락판(41)의 다른 쪽 단은 챔버(11)의 벽에 접속부(42)를 거쳐 접속되어 있다. 이 플라즈마 처리 장치(40)에서는, 단락판(41)이 접지 기판(26)과 챔버(11)의 벽 사이를 단락하는 단락 회로를 구성한다.One end of the shorting
도 3은 도 2에 있어서의 단락판을 나타내는 정면도이며, 도 3(a)는 단락판을 2개로 분기한 경우를 나타내고, 도 3(b)는 단락판을 3개로 분기한 경우를 나타낸다.3: is a front view which shows the short circuit board in FIG. 2, FIG. 3 (a) shows the case where 2 short boards were branched, and FIG. 3 (b) shows the case where 3 short circuit boards were branched.
일반적으로, 금속으로 이루어지는 단면 직사각형의 직선 도체의 인덕턴스 L은, 그 직선 도체의 길이를 a(㎝), 폭을 b(㎝), 두께를 c(㎝)라고 하면, 하기 식 (8)로 표시된다.In general, the inductance L of a rectangular cross-sectional conductor made of metal is expressed by the following formula (8) when the length of the linear conductor is a (cm), the width is b (cm), and the thickness is c (cm). do.
L=0.002a×〔2.303×log{2a/(b+c)}+0.5+0.2235×(b+c)/a … (8)L = 0.002a × [2.303 × log {2a / (b + c)} + 0.5 + 0.2235 × (b + c) / a... (8)
여기서, b》c라고 하면, 상기 식 (8)은 하기 식 (8)'로 표시된다.Here, when b >> c, the above formula (8) is represented by the following formula (8) '.
L≒0.002a×{2.303×log(2a/b)+0.5+0.2235×b/a} … (8)'L ≒ 0.002a × {2.303 × log (2a / b) + 0.5 + 0.2235 × b / a}... (8)'
이때, 상기 식 (8)'에 있어서의 L의 값을 A로 하고, 직선 도체에 있어서의 폭-길이 비를 b/a라고 하면, 그 A 및 b/a의 관계는 도 4에 나타내는 대로 된다. 또, 도 4에 있어서, 가로축은 폭-길이 비 b/a를 나타내고, 세로축은, 폭-길이 비 b/a가 0.5일 때의 A를 1로 하여 각 폭-길이 비 b/a에 대응하는 A를 규격화한 경우에 있어서의 규격화된 A를 나타낸다.At this time, when the value of L in said Formula (8) 'is set to A, and the width-length ratio in a linear conductor is b / a, the relationship of A and b / a becomes as shown in FIG. . 4, the horizontal axis represents the width-length ratio b / a, and the vertical axis corresponds to each width-length ratio b / a with A as 1 when the width-length ratio b / a is 0.5. Normalized A in the case where A is standardized is shown.
도 4에 나타내는 관계로부터, 폭-길이 비 b/a를 0.5에서 0.25로 반감(즉, 직선 도체의 폭을 반감)하더라도, 인덕턴스 L의 값인 A는 약 1.3배가 될 뿐이며, b/a를 0.5에서 0.1로 1/5 감하여도(즉, 폭을 1/5 감), A는 약 1.8배가 될 뿐이다.From the relationship shown in Fig. 4, even if the width-length ratio b / a is halved from 0.5 to 0.25 (that is, the width of the straight conductor is halved), the value A of inductance L is only about 1.3 times, and b / a is reduced to 0.5. A 1/5 reduction to 0.1 (i.e. a 1/5 reduction in width) would only cause A to be about 1.8 times.
한편, 도 3(a)에 나타내는 2개로 분기한 단락판(41)에 있어서, 접속부(38, 42)와 접속되는 부분을 제외한 길이(유효 길이)를 l이라 하고, 각 분기로(41a)의 폭을 w라고 하면, 그 단락판(41)에서는, 폭 w 및 길이 l의 2개의 분기로(41a)가 병 렬로 배치되어 있게 된다. 이때, 단락판(41) 전체의 인덕턴스를 Lall이라 하고, 분기로(41a)에서의 인덕턴스를 Ldiv라고 하면, 하기 식 (9)가 성립한다.On the other hand, in two short-
1/Lall=1/Ldiv+1/Ldiv … (9)1 / L all = 1 / L div + 1 / L div ... (9)
따라서, 상기 식 (9)에서, 단락판(41) 전체의 인덕턴스는 분기로(41a)의 인덕턴스의 절반이 된다.Therefore, in the above formula (9), the inductance of the
즉, 단락판(41)을 분기하면, 하나의 분기로(41a)에서의 인덕턴스는 증가하지만, 단락판(41)에서는 2개의 분기로(41a)가 병렬로 배치되어 있으므로, 고주파 전류의 경로를 늘릴 수 있어, 결과적으로 단락판(41) 전체의 인덕턴스를 저하시킬 수 있다.That is, when the shorting
또, 단락판(41)은, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 3개로 분기하더라도 좋다. 즉, 단락판(41)에 있어서의 분기로의 수는 한정되어 있지 않다.Moreover, you may branch into three
본 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(40)에 의하면, 단면이 직사각형의 직선 도체로 이루어지는 단락판(41)은 도중에서 적어도 2개로 분기하고 있다. 단락판(41)을 분기하면, 결과적으로 단락판(41) 전체의 인덕턴스를 저하시킬 수 있다. 이에 따라, 접지 기판(26)의 전위를 저하시킬 수 있어, 하부 전극판(23)을 지지하는 접지 기판(26)과 챔버(11)의 벽 사이에서의 전위차를 저감할 수 있다.According to the
다음으로, 본 발명의 실시예 3에 따른 플라즈마 처리 장치에 대하여 설명한다.Next, a plasma processing apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described.
본 실시예는, 그 구성, 작용이 상술한 실시예 1과 기본적으로 동일하며, 접 지 기판(26)과 챔버(11)의 벽면을 단락하는 단락 회로의 구성이 다를 뿐이므로, 중복한 구성, 작용에 대해서는 설명을 생략하고, 이하에 다른 구성, 작용에 대한 설명을 행한다.The present embodiment is basically the same as that of the first embodiment described above, and the configuration of the short circuit for shorting the ground surface of the
도 5는 본 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.5 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the plasma processing apparatus according to the present embodiment.
도 5에 있어서, 플라즈마 처리 장치(43)는, 접지 기판(26)과 챔버(11)의 벽을 단락하는 단락판(44)을 구비한다. 단락판(44)도, 금속 등의 도전성 재료, 예컨대, 스테인리스나 하스텔로이(등록상표)로 이루어지는, 단면 직사각형의 박판 형상 도체이다.5, the
단락판(44)의 일단은 접지 기판(26)의 하면에 마련된 콘덴서(45)(다른 콘덴서)에 접속되고, 단락판(44)의 다른 쪽 단은 챔버(11)의 바닥부에 마련된 콘덴서(37)에 접속되어 있다. 콘덴서(45)의 구조는 콘덴서(37)의 구조와 동일하다.One end of the
이 플라즈마 처리 장치(43)에서는, 콘덴서(45), 단락판(44) 및 콘덴서(37)가, 접지 기판(26)과 챔버(11)의 벽 사이를 단락하는 단락 회로를 구성한다. 또한, 플라즈마 처리 장치(43)에서는, 콘덴서(37)가 단락판(44)과 챔버(11)의 벽 사이에 개재되고, 콘덴서(45)가 단락판(44)과 접지 기판(26) 사이에 개재되므로, 콘덴서(45), 단락판(44) 및 콘덴서(37)는, 접지 기판(26)과 챔버(11)의 벽 사이에서 직렬 회로를 구성한다.In this
본 실시예에서는, 콘덴서(37, 45)의 정전 용량을 조정함으로써 접지 기 판(26)의 전위 V3을 0으로 한다. 구체적으로는, 콘덴서(37)의 정전 용량을 C1로 하고, 단락판(44)의 자기 인덕턴스를 L로 하고, 콘덴서(45)의 정전 용량을 C2로 하고, 고주파 전원(20)이 공급하는 고주파 전력의 주파수를 f로 하고, 고주파 전력의 각주파수 ω를 2πf로 한 경우, 하기 식 (10)이 성립하도록 콘덴서(37, 45)의 정전 용량 C1, C2를 조정한다.In this embodiment, the potential V 3 of the
C1=C2=2/(ω2×L) … (10)C1 = C2 = 2 / (ω 2 × L). 10
여기서, 콘덴서(37)의 용량성 리액턴스를 XC1로 하고, 콘덴서(45)의 용량성 리액턴스를 XC2로 하고, 단락판(44)의 유도성 리액턴스를 XL이라고 하면, 접지 기판(26)의 전위 V3은 하기 식 (11)로 표시된다.Here, when the capacitive reactance of the
V3≒(XC1+XL+XC2)×I=(-1/(ω×C1)+ω×L-1/(ω×C2))×I … (11)V 3 ≒ (X C1 + X L + X C2 ) × I = (− 1 / (ω × C1) + ω × L-1 / (ω × C2)) × I... (11)
여기서, 상기 식 (10)에서, 접지 기판(26)의 전위 V3은 하기 식 (12)로 표시된다.Here, in the above formula (10), the potential V 3 of the
V3≒(-ω×L/2+ω×L-ω×L/2)×I … (12)V 3 ≒ (−ω × L / 2 + ω × L-ω × L / 2) × I... (12)
즉, 접지 기판(26)의 전위 V3은 0이 된다.In other words, the potential V 3 of the
또한, 이때, 콘덴서(45)의 전위 VC2는 하기 식 (13)으로 표시된다.In addition, the potential V C2 of the capacitor |
VC2≒(XC1+XL)×I=(-1/(ω×C1)+ω×L))×I … (13)V C2 ≒ (X C1 + X L ) × I = (− 1 / (ω × C1) + ω × L)) × I... (13)
여기서, 상기 식 (10)에서, 콘덴서(45)의 전위 VC2는 하기 식 (14)로 표시된다.Here, in the above formula (10), the potential V C2 of the
VC2≒1/2×ω×L×I … (14)V C2 ≒ 1/2 × ω × L × I... (14)
한편, 상기 식 (5)로 표시되는 종래의 플라즈마 처리 장치의 접지 기판의 전위 V1은, 상기 식 (10)에서, 하기 식 (15)로 표시된다.On the other hand, the potential V 1 of the ground substrate of the conventional plasma processing apparatus represented by the above formula (5) is represented by the following formula (15) in the above formula (10).
V1≒XL×I=ω×L×I … (15)V 1 x X L x I = ω x L x I... (15)
따라서, 본 실시예에서는, 콘덴서(45)의 전위 VC2를 종래의 플라즈마 처리 장치에 있어서의 접지 기판의 전위 V1의 1/2로 할 수 있다.Therefore, in the present embodiment, the potential V C2 of the
또한, 콘덴서(37)의 전위 VC1은 하기 식 (16)으로 표시된다.In addition, the potential V C1 of the
VC1≒XC1×I=-1/(ω×C1)×I … (16)V C1 x X C1 x I = -1 / (ω x C1) x I... (16)
여기서, 상기 식 (10)에서, 콘덴서(45)의 전위 VC1은 하기 식 (17)로 표시된다.Here, in the above formula (10), the potential V C1 of the
VC1≒-1/2×ω×L×I … (17)V C1 ? -1/2 x? (17)
따라서, 본 실시예에서는, 콘덴서(37)의 전위 VC1도 종래의 플라즈마 처리 장치에 있어서의 접지 기판의 전위 V1의 1/2로 할 수 있다.Therefore, in this embodiment, the potential V C1 of the
본 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치(43)에 의하면, 콘덴서(37)에 더하여, 단락판(44)과 접지 기판(26) 사이에 콘덴서(45)가 개재되고, 그 콘덴서(45)는 접지 기판(26)에 마련된다. 또한, 콘덴서(37, 45)의 정전 용량 C1, C2를 조정함으로써 C1=C2=2/(ω2×L)(상기 식 (10))을 성립시키므로, V3≒(-1/(ω×C1)+ω×L-1/(ω×C2))×I(상기 식 (11))로 표시되는 접지 기판(26)의 전위 V3을 0으로 할 수 있다. 따라서, 접지 기판(26)의 근방에 있어서 용량 결합 플라즈마나 이상 방전이 발생하는 것을 방지할 수 있다.According to the
또한, 콘덴서(45)의 전위 VC2 및 콘덴서(37)의 전위 VC1을 종래의 플라즈마 처리 장치에서의 접지 기판의 전위 V1의 1/2로 할 수 있으므로, 접지 기판(26)과 콘덴서(45) 사이, 및 콘덴서(37)와 챔버(11)의 벽 사이에서의 전위차를 모두 적절히 저감할 수 있고, 또한, 접지 기판(26)과 콘덴서(45) 사이나 콘덴서(37)와 챔버(11)의 벽 사이에서 용량 결합 플라즈마나 이상 방전이 발생하는 것을 억제할 수 있다.Can also be obtained when the electric potential of the electric potential V C1 and V C2 capacitor 37 of the
상술한 각 실시예는 조합하여 플라즈마 처리 장치에 적용하더라도 좋다. 예컨대, 플라즈마 처리 장치(10)에 있어서 단락판(36) 대신에 2개로 분기한 단락판(41)을 이용하여도 좋고, 또한, 플라즈마 처리 장치(43)에 있어서 단락판(44) 대신에 단락판(41)을 이용하여도 좋다.Each of the above-described embodiments may be applied to the plasma processing apparatus in combination. For example, in the
상술한 각 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치는 임피던스 조정부(31)를 구비하고 있지만, 본 발명을 적용할 수 있는 플라즈마 처리 장치는 이것에 한정되지 않고, 예컨대, 임피던스 조정부를 필요로 하지 않는 플라즈마 처리 장치이더라도 좋 다.Although the plasma processing apparatus according to each of the above-described embodiments includes an
상술한 각 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에서는, 샤워헤드(12)의 상부 전극판(13)에 고주파 전원(20)이 접속되어 있지만, 본 발명을 적용할 수 있는 플라즈마 처리 장치는 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 하부 전극판(23)에만 고주파 전원이 접속되는 플라즈마 처리 장치이더라도 좋고, 혹은, 상부 전극판(13) 및 하부 전극판(23)의 모두에 각각의 고주파 전원이 접속되는 플라즈마 처리 장치이더라도 좋다.In the plasma processing apparatuses according to the above-described embodiments, the high
또한, 상술한 각 실시예에 따른 플라즈마 처리 장치에서는, 하부 절연부(25)를 사이에 두고 하부 전극판(23)을 지지하는 접지 기판(26)과, 그 접지 기판(26) 및 챔버(11)의 벽을 단락하는 단락판을 구비했지만, 본 발명을 적용할 수 있는 플라즈마 처리 장치는 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 상부 절연부를 사이에 두고 상부 전극판을 지지하고 또한 챔버(11)의 벽으로부터 이간하여 배치된 접지 기판과, 그 접지 기판 및 챔버의 벽을 단락하는 단락판을 구비하는 플라즈마 처리 장치이더라도 좋다.In the plasma processing apparatus according to the above-described embodiments, the
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도,1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도,2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a plasma processing apparatus according to a second embodiment of the present invention;
도 3은 도 2에 있어서의 단락판을 나타내는 정면도이며, 도 3(a)는 단락판을 2개로 분기한 경우를 나타내고, 도 3(b)는 단락판을 3개로 분기한 경우를 나타내는 도면,3 is a front view showing a short circuit board in FIG. 2, FIG. 3 (a) shows a case where the short circuit board is divided into two, and FIG. 3 (b) shows a case where the short circuit board is divided into three,
도 4는 금속으로 이루어지는 단면 직사각형의 직선 도체의 인덕턴스의 값과, 그 직선 도체에 있어서의 폭-길이 비의 관계를 나타내는 그래프,4 is a graph showing a relationship between an inductance value of a linear conductor of a rectangular cross section made of metal and a width-length ratio in the linear conductor;
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 플라즈마 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도,5 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a plasma processing apparatus according to a third embodiment of the present invention;
도 6은 종래의 플라즈마 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.6 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a conventional plasma processing apparatus.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
G : 유리 기판 S : 처리 공간G: glass substrate S: processing space
10, 40, 43 : 플라즈마 처리 장치 11 : 챔버10, 40, 43: plasma processing apparatus 11: chamber
13 : 상부 전극판 20 : 고주파 전원13: upper electrode plate 20: high frequency power supply
22 : 상부 절연부 23 : 하부 전극판22: upper insulation portion 23: lower electrode plate
25 : 하부 절연부 26 : 접지 기판25: lower insulation portion 26: ground substrate
36, 41, 44 : 단락판 37, 45 : 콘덴서36, 41, 44:
37a, 45a : 절연층 41a : 분기로37a, 45a: insulating
Claims (10)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JPJP-P-2007-00108421 | 2007-04-17 | ||
JP2007108421A JP4887202B2 (en) | 2007-04-17 | 2007-04-17 | Plasma processing apparatus and high-frequency current short circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20080093904A true KR20080093904A (en) | 2008-10-22 |
KR101002557B1 KR101002557B1 (en) | 2010-12-21 |
Family
ID=38305381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020080035301A KR101002557B1 (en) | 2007-04-17 | 2008-04-16 | Plasma processing apparatus and high frequency current short circuit |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4887202B2 (en) |
KR (1) | KR101002557B1 (en) |
CN (2) | CN101882567B (en) |
TW (1) | TW200913002A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011034335A2 (en) * | 2009-09-18 | 2011-03-24 | 주성엔지니어링(주) | Plasma-processing apparatus |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5214743B2 (en) * | 2008-02-08 | 2013-06-19 | ラム リサーチ コーポレーション | Protective coating for parts of plasma processing chamber and method of use thereof |
KR101641130B1 (en) * | 2008-10-09 | 2016-07-20 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Rf return path for large plasma processing chamber |
US9382621B2 (en) | 2009-02-04 | 2016-07-05 | Applied Materials, Inc. | Ground return for plasma processes |
JP5643528B2 (en) | 2009-03-30 | 2014-12-17 | 東京エレクトロン株式会社 | Substrate processing equipment |
JP5347868B2 (en) | 2009-09-24 | 2013-11-20 | 東京エレクトロン株式会社 | Mounting table structure and plasma deposition apparatus |
KR101173293B1 (en) | 2009-12-31 | 2012-08-13 | 엘아이지에이디피 주식회사 | Device reducing energy-loss on wall portion in substrate processing apparatus |
JP5933602B2 (en) | 2011-03-04 | 2016-06-15 | ノベラス・システムズ・インコーポレーテッドNovellus Systems Incorporated | Gas distribution apparatus and substrate processing apparatus |
KR102114686B1 (en) * | 2014-03-31 | 2020-05-25 | 에스피피 테크놀로지스 컴퍼니 리미티드 | High frequency power system and plasma processing apparatus provided therewith |
JP6455783B2 (en) * | 2015-03-11 | 2019-01-23 | Sppテクノロジーズ株式会社 | High frequency power system and plasma processing apparatus equipped with the same |
CN110730829A (en) * | 2017-06-01 | 2020-01-24 | 应用材料公司 | Prolonging service life of grounding belt in PECVD process chamber |
CN111326387B (en) * | 2018-12-17 | 2023-04-21 | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 | Capacitively coupled plasma etching equipment |
CN111586957B (en) * | 2019-02-19 | 2021-05-04 | 大连理工大学 | Capacitive coupling plasma discharge device |
JP7446335B2 (en) * | 2019-04-29 | 2024-03-08 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Ground strap assembly |
CN114203514A (en) * | 2021-12-14 | 2022-03-18 | 拓荆科技股份有限公司 | Wafer supporting seat and process cavity |
CN115341198B (en) * | 2022-07-05 | 2023-08-04 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | Flat plate type PECVD equipment |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5314343A (en) * | 1993-06-30 | 1994-05-24 | Rosco, Inc. | Grounding strap |
WO1997039607A1 (en) * | 1996-04-12 | 1997-10-23 | Hitachi, Ltd. | Plasma treatment device |
JPH1079350A (en) * | 1996-09-04 | 1998-03-24 | Kokusai Electric Co Ltd | Plasma processor |
JP3710081B2 (en) * | 1997-11-30 | 2005-10-26 | アルプス電気株式会社 | Plasma processing equipment |
JP3565311B2 (en) * | 1997-12-17 | 2004-09-15 | アルプス電気株式会社 | Plasma processing equipment |
US6857387B1 (en) * | 2000-05-03 | 2005-02-22 | Applied Materials, Inc. | Multiple frequency plasma chamber with grounding capacitor at cathode |
JP4672169B2 (en) * | 2001-04-05 | 2011-04-20 | キヤノンアネルバ株式会社 | Plasma processing equipment |
JP4024053B2 (en) * | 2002-02-08 | 2007-12-19 | キヤノンアネルバ株式会社 | High frequency plasma processing method and high frequency plasma processing apparatus |
CN100543944C (en) * | 2004-04-30 | 2009-09-23 | 东京毅力科创株式会社 | Plasma processing apparatus and method of plasma processing |
US7534301B2 (en) * | 2004-09-21 | 2009-05-19 | Applied Materials, Inc. | RF grounding of cathode in process chamber |
-
2007
- 2007-04-17 JP JP2007108421A patent/JP4887202B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-04-16 KR KR1020080035301A patent/KR101002557B1/en not_active IP Right Cessation
- 2008-04-16 TW TW097113812A patent/TW200913002A/en unknown
- 2008-04-17 CN CN2010102060653A patent/CN101882567B/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-04-17 CN CN200810091491XA patent/CN101290869B/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011034335A2 (en) * | 2009-09-18 | 2011-03-24 | 주성엔지니어링(주) | Plasma-processing apparatus |
WO2011034335A3 (en) * | 2009-09-18 | 2011-07-07 | 주성엔지니어링(주) | Plasma-processing apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007180596A (en) | 2007-07-12 |
CN101882567B (en) | 2013-05-01 |
KR101002557B1 (en) | 2010-12-21 |
CN101290869A (en) | 2008-10-22 |
TW200913002A (en) | 2009-03-16 |
CN101882567A (en) | 2010-11-10 |
CN101290869B (en) | 2010-08-11 |
JP4887202B2 (en) | 2012-02-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101002557B1 (en) | Plasma processing apparatus and high frequency current short circuit | |
KR100623829B1 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
TWI420979B (en) | A plasma processing apparatus and a plasma processing method, and a memory medium | |
US8597463B2 (en) | Inductively coupled plasma processing apparatus | |
KR100556983B1 (en) | Inductively coupled plasma processing apparatus | |
KR20080092903A (en) | Plasma processing apparatus | |
KR20090104679A (en) | Plasma processing apparatus | |
KR102000797B1 (en) | Plasma processing apparatus and method for adjusting plasma distribution | |
KR102009369B1 (en) | Plasma processing apparatus | |
KR100387927B1 (en) | Inductive coupled plasma etching apparatus | |
CN112470552A (en) | Plasma processing apparatus | |
JP5335875B2 (en) | Plasma processing equipment | |
CN213043888U (en) | Antenna assembly and inductively coupled plasma processing apparatus including the same | |
KR20080099046A (en) | Inductively coupled plasma processing apparatus | |
KR101585891B1 (en) | Compound plasma reactor | |
KR100799382B1 (en) | Plasma treatment system | |
CN1230045C (en) | Plasma processing apparatus | |
KR100673597B1 (en) | Plasma chamber | |
KR100708831B1 (en) | Sputtering apparatus using unifrom plasma | |
KR100849396B1 (en) | Inductively coupled plasma processing apparatus controlled faraday shield independently | |
JP4528418B2 (en) | Plasma processing equipment | |
KR100519259B1 (en) | Electrostatic chucking stage for advanced process uniformity and board-shaped object processing apparatus having the same | |
JP2024068522A (en) | Plasma processing device | |
JP2595454B2 (en) | Plasma processing equipment | |
JP2003073834A (en) | Plasma processing unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131118 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141120 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151118 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |