KR20110082193A - Plasma processing apparatus - Google Patents

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고쿠리츠다이가쿠호진 도호쿠다이가쿠
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Abstract

마이크로파 플라즈마 처리 장치(10)는, 처리 용기(100)와, 마이크로파를 출력하는 마이크로파원(900)과, 처리 용기 내의 천장면에 인접하여 설치되고, 마이크로파원(900)으로부터 출력된 마이크로파를 처리 용기 내로 방출하는 유전체판(305)과, 유전체판(305)의 플라즈마측의 면에서 유전체판(305)에 인접하여 설치되어, 주연부에서 유전체판(305)의 일부를 처리 용기 내에 노출시키는 마름모 형상의 금속 전극(310)을 가진다. 금속 전극(310)과 유전체판(305)은, 처리 용기(100)의 천장면을 구획하는 가상 영역이며 금속 전극(310)의 2 개의 대각선(D1, D2)에 각각 평행한 2 개씩의 직선으로 규정되고, 금속 전극(310)과 유전체판(305)을 포함하는 최소의 직사각형 영역을 셀 영역(Cel)으로 하며, 셀 영역(Cel)의 단변의 길이에 대한 장변의 길이의 비는 1.2 이하로 되어 있다.The microwave plasma processing apparatus 10 is provided adjacent to the processing vessel 100, the microwave source 900 for outputting microwaves, and the ceiling surface in the processing vessel, and processes the microwaves output from the microwave source 900. The dielectric plate 305 to be discharged into the dielectric plate 305 is disposed adjacent to the dielectric plate 305 on the surface of the plasma side of the dielectric plate 305 so as to expose a portion of the dielectric plate 305 in the processing container at a peripheral portion thereof. It has a metal electrode 310. The metal electrode 310 and the dielectric plate 305 are imaginary regions that divide the ceiling surface of the processing container 100 into two straight lines each parallel to two diagonal lines D1 and D2 of the metal electrode 310. The minimum rectangular region including the metal electrode 310 and the dielectric plate 305 is defined as the cell region Cel, and the ratio of the length of the long side to the length of the short side of the cell region Cel is 1.2 or less. It is.

Description

플라즈마 처리 장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS}PLASMA PROCESSING APPARATUS

본 발명은 전자파에 의해 가스를 여기시켜 피처리체를 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus for exciting a gas by electromagnetic waves to plasma-process a target object.

전자파를 이용하여 생성되는 플라즈마 중 마이크로파 플라즈마는 유전체판을 개재하여 마이크로파를 감압 상태의 처리실 내로 도입함으로써 발생된다(예를 들면, 인용 문헌 1 참조). 마이크로파 플라즈마 처리 장치에서는 플라즈마의 전자 밀도(ne)가 컷오프 밀도(nc)보다 높은 경우, 마이크로파는 플라즈마 내로 유입되지 못하고 유전체판과 플라즈마의 사이를 전반(傳搬)한다. 전반 중 마이크로파의 일부는 에버네센트(evanescent)파로서 플라즈마에 흡수되어 플라즈마의 유지에 사용된다. 이와 같이 하여 유전체판과 플라즈마의 사이를 전반하는 마이크로파는, 예를 들면 유전체 표면파라고 일컬어지고 있다.Among the plasma generated using electromagnetic waves, microwave plasma is generated by introducing microwaves into a process chamber under a reduced pressure through a dielectric plate (see, for example, Reference Document 1). In the microwave plasma processing apparatus, when the electron density n e of the plasma is higher than the cutoff density n c , the microwaves do not flow into the plasma and propagate between the dielectric plate and the plasma. Some of the microwaves in the first half are evanescent waves, which are absorbed by the plasma and used to maintain the plasma. In this way, the microwave propagating between the dielectric plate and the plasma is called, for example, a dielectric surface wave.

일본특허공개공보 2006-310794호Japanese Patent Laid-Open No. 2006-310794

저주파수의 전자파를 플라즈마 처리 장치로 공급한 경우, 유전체판과 플라즈마의 사이를 전반하는 유전체 표면파뿐만 아니라 처리 용기 내면의 금속면과 플라즈마의 사이를 전반하는 표면파(이하, 금속 표면파(도체 표면파)라고 함)가 발생한다. 금속 표면파는 플라즈마의 전자 밀도가 컷오프 밀도(nc)의 2 배보다 낮으면 전반할 수 없다. 컷오프 밀도(nc)는 전자파의 주파수의 제곱에 비례하므로, 금속 표면파는 주파수가 낮고 전자 밀도가 높지 않으면 전반할 수 없다. 또한, 금속 표면파는 주파수가 낮을 수록 감쇠하기 어렵다는 특징이 있다.When electromagnetic waves of low frequency are supplied to the plasma processing apparatus, not only dielectric surface waves propagating between the dielectric plate and the plasma but also surface waves propagating between the metal surface of the processing vessel and the plasma (hereinafter referred to as metal surface waves (conductor surface waves)). ) Occurs. Metal surface waves cannot propagate if the electron density of the plasma is lower than twice the cutoff density (n c ). Since the cutoff density n c is proportional to the square of the frequency of the electromagnetic wave, the metal surface wave cannot propagate unless the frequency is low and the electron density is high. In addition, metal surface waves have a characteristic of being less attenuated at lower frequencies.

플라즈마의 생성에 일반적으로 이용되고 있는 2450 MHz의 주파수에서는, 컷오프 밀도(nc)의 값이 7.5 × 1010 cm-3가 되므로, 전자 밀도가 1.5 × 1011 cm-3 이상이 아니면 금속 표면파가 전반하지 않는다. 예를 들면, 표면 부근의 전자 밀도가 1 × 1011 cm-3 정도인 저밀도 플라즈마에서는, 금속 표면파는 전혀 전반하지 않는다. 전자 밀도가 더 높은 경우에도 감쇠가 크기 때문에 금속 표면파의 전반이 그다지 문제가 되지 않는 경우가 많다. 한편, 예를 들어 915 MHz의 주파수에서는 표면 부근의 전자 밀도가 1 × 1011 cm-3 정도의 저밀도 플라즈마에서도 금속 표면파가 처리실의 내면을 오래 전반한다.At the frequency of 2450 MHz, which is generally used for the generation of plasma, the cutoff density (n c ) becomes 7.5 × 10 10 cm -3 , so if the electron density is not more than 1.5 × 10 11 cm -3, the metal surface wave It is not the first half. For example, in a low density plasma having an electron density of about 1 × 10 11 cm −3 near the surface, the metal surface wave does not propagate at all. Even when the electron density is higher, the propagation of the metal surface wave is often not a problem because of the large attenuation. On the other hand, at a frequency of 915 MHz, even in a low density plasma having an electron density of about 1 × 10 11 cm −3 near the surface, the metal surface wave propagates the inner surface of the processing chamber for a long time.

따라서, 저주파의 전자파를 이용하여 플라즈마 처리를 실행하는 경우에는 유전체 표면파뿐만 아니라 금속 표면파의 전반을 제어하기 위한 장치 설계가 필요해진다. 예를 들면, 금속 전극 표면과 금속 전극의 근방에 위치하는 상사형(相似形)의 금속 커버 표면에 형성되는 금속 표면파의 정재파의 분포가 상이하고 또한 각각 분포에 큰 편향이 있으면, 처리 용기의 천장면에서 전계 에너지의 분포에 편향이 발생한다. 또한, 금속 전극과 금속 커버의 사이에 단차 또는 홈이 존재하는 경우에는 그 부근에서 가스가 흐르기 어려워 정류(停留)하기 쉬운 상태가 발생하여 불안정한 플라즈마가 생성된다. 또한, 유전체판 또는 금속 전극을 나사에 의해 처리 용기의 천장면에 고정할 때, 마이크로파의 전송 경로에 관리할 수 없는 간극이 발생하여, 플라즈마 측으로부터의 마이크로파의 반사가 커져 마이크로파의 에너지의 공급 효율이 나빠지는 경우도 고려된다. 이들은 플라즈마의 균일성 및 안정성에 영향을 미치기 때문에, 금속 전극 및 그 주변의 형상, 사이즈, 배치 위치 및 그 주변의 설계를 최적화함으로써 균일한 플라즈마를 안정적으로 생성할 것이 요구된다.Therefore, when plasma processing is performed using low frequency electromagnetic waves, it is necessary to design an apparatus for controlling not only the dielectric surface wave but also the entire surface of the metal surface wave. For example, if the distribution of standing waves of the metal surface waves formed on the surface of the metal electrode and the surface of the metal cover of a similar shape located in the vicinity of the metal electrode is different and there is a large deflection in each distribution, the ceiling surface of the processing container. The bias occurs in the distribution of the field energy at. In addition, when a step or groove is present between the metal electrode and the metal cover, a gas is difficult to flow in the vicinity thereof, and a state that is easy to rectify occurs, thereby generating an unstable plasma. In addition, when the dielectric plate or the metal electrode is fixed to the ceiling surface of the processing container by screws, an unmanageable gap occurs in the microwave transmission path, and the reflection of the microwave from the plasma side becomes large, thereby supplying energy of microwave energy. This worsening case is also considered. Since these affect the uniformity and stability of the plasma, it is required to stably generate a uniform plasma by optimizing the shape, size, placement position and design of the metal electrode and its surroundings.

따라서, 본 발명은 표면파의 전반을 제어하기 위하여 금속 전극 및 그 주변의 구성을 적정화한 플라즈마 처리 장치를 제공한다.Accordingly, the present invention provides a plasma processing apparatus in which the metal electrode and its surroundings are optimized in order to control the propagation of surface waves.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일측면에 따르면, 내부에서 가스를 여기시켜 피처리체를 플라즈마 처리하는 처리 용기와, 상기 처리 용기의 외부에 설치되어 전자파를 출력하는 전자파원과, 상기 처리 용기 내의 천장면에 인접하여 설치되어, 상기 전자파원으로부터 출력된 전자파를 상기 처리 용기 내로 방출하는 유전체판과, 상기 유전체판의 플라즈마측의 면에서 상기 유전체판에 인접하여 설치되어, 주연부로부터 상기 유전체판의 일부를 상기 처리 용기의 내부에 노출시키는 마름모 형상의 금속 전극을 가지는 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 상기 금속 전극과 상기 유전체판은, 상기 처리 용기의 천장면을 구획하는 가상 영역이며 상기 금속 전극의 2 개의 대각선에 각각 평행한 2 개씩의 직선으로 규정되고, 상기 금속 전극과 상기 유전체판을 포함하는 최소의 직사각형 영역을 셀 영역으로 하며, 상기 셀 영역의 단변의 길이에 대한 장변의 길이의 비가 1.2 이하가 되도록 상기 금속 전극 및 상기 유전체판의 형상이 특정되어 있다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM According to one aspect of this invention, the processing container which plasma-processes a to-be-processed object by exciting gas inside, the electromagnetic wave source installed in the exterior of the said processing container, and outputs an electromagnetic wave, and the said processing container A dielectric plate disposed adjacent to the ceiling surface in the interior and emitting electromagnetic waves output from the electromagnetic wave source into the processing container, and provided adjacent to the dielectric plate on the surface of the dielectric plate on the plasma side; There is provided a plasma processing apparatus having a rhombic metal electrode exposing a portion of the inside of the processing vessel. The metal electrode and the dielectric plate are virtual regions that divide the ceiling surface of the processing container, and are defined by two straight lines each parallel to two diagonal lines of the metal electrode, and include the metal electrode and the dielectric plate. The shape of the said metal electrode and the said dielectric plate is specified so that the minimum rectangular area | region may be a cell area | region and the ratio of the length of the long side to the length of the short side of the said cell area | region is 1.2 or less.

이에 따르면, 전자파원으로부터 출력된 전자파는 처리 용기 내의 천장면에 인접하여 설치된 마름모 형상의 금속 전극의 주연부로부터 유전체판을 투과하여 처리 용기 내로 방출된다. 금속 전극과 유전체판은, 상기 처리 용기의 천장면을 구획하는 가상 영역이며 상기 금속 전극의 2 개의 대각선에 각각 평행한 2 개씩의 직선으로 규정되고, 상기 금속 전극과 상기 유전체판을 포함하는 최소의 직사각형 영역을 셀 영역(도 2 참조)으로 하며, 상기 셀 영역의 단변의 길이에 대한 장변의 길이의 비가 1.2 이하가 되도록 상기 금속 전극 및 유전체판의 형상이 특정되어 있다.According to this, the electromagnetic wave output from the electromagnetic wave source passes through the dielectric plate from the periphery of the rhombus-shaped metal electrode provided adjacent to the ceiling surface in the processing vessel and is discharged into the processing vessel. The metal electrode and the dielectric plate are imaginary regions that divide the ceiling surface of the processing container and are defined by two straight lines, each parallel to two diagonal lines of the metal electrode, and include a minimum of the metal electrode and the dielectric plate. The rectangular region is a cell region (see Fig. 2), and the shapes of the metal electrode and the dielectric plate are specified so that the ratio of the length of the long side to the length of the short side of the cell region is 1.2 or less.

균일한 플라즈마를 생성하기 위해서는, 금속 전극 표면과 금속 커버 표면에 형성되는 금속 표면파의 정재파의 분포가 동일하고, 또한 각각의 분포에 큰 편향이 없는 것이 바람직하다. 셀이 정사각형인 경우에는, 금속 전극 표면과 금속 커버 표면에 동일 패턴의 정재파가 형성된다. 금속 전극과 금속 커버의 주위의 대응되는 위치로부터 각각 동일 위상, 동일 강도의 금속 표면파가 공급되기 때문이다.In order to generate a uniform plasma, it is preferable that the distribution of the standing waves of the metal surface waves formed on the metal electrode surface and the metal cover surface is the same, and there is no large deflection in each distribution. When the cell is square, standing waves of the same pattern are formed on the metal electrode surface and the metal cover surface. This is because metal surface waves of the same phase and the same intensity are respectively supplied from corresponding positions around the metal electrode and the metal cover.

한편, 셀이 직사각형인 경우에는 금속 전극 표면과 금속 커버 표면에는 상이한 패턴의 정재파가 형성된다. 금속 전극과 금속 커버의 주위의 대응되는 위치로부터 공급되는 금속 표면파의 위상, 강도가 일치하지 않기 때문이다. 이와 같이, 금속 전극 표면과 금속 커버 표면에 형성되는 금속 표면파의 정재파의 대칭성이 나쁘면, 균일성의 제어가 어려워 균일한 플라즈마를 여기하는 것이 곤란하다. 실용에 견딜 수 있는 균일한 플라즈마를 생성하기 위해서는, 금속 전극 표면과 금속 커버 표면의 대응되는 위치에서의 금속 표면파의 전계 강도비의 평균치가 1.5 이하, 보다 바람직하게는 1.1 이하로 되어 있는 것이 바람직하다.On the other hand, when the cell is rectangular, standing waves of different patterns are formed on the metal electrode surface and the metal cover surface. This is because the phase and intensity of the metal surface wave supplied from the corresponding positions around the metal electrode and the metal cover do not coincide. Thus, if the symmetry of the standing wave of the metal surface wave formed in the metal electrode surface and the metal cover surface is bad, it will be difficult to control uniformity and it will be difficult to excite a uniform plasma. In order to produce a uniform plasma that can withstand practical use, it is preferable that the average value of the electric field intensity ratio of the surface acoustic wave at the corresponding position between the metal electrode surface and the metal cover surface is 1.5 or less, more preferably 1.1 or less. .

도 4에 셀의 종횡비와 대응되는 위치에서의 금속 표면파의 전계 강도비의 관계를 나타낸다. 이는 전자계의 시뮬레이션에 의해 계산한 결과이다. 이에 따르면, 전계 강도비를 1.5 이하로 하기 위해서는 셀의 종횡비를 1.2 이하로 하면 된다. 이에 따라, 금속 전극 표면과 금속 커버 표면에 형성되는 금속 표면파의 정재파의 분포를 동일 또는 근사하게 할 수 있고, 또한 각각의 분포에 편향이 없는 상태를 유지할 수 있다. 그 결과, 균일한 플라즈마를 생성할 수 있다.4 shows the relationship between the electric field intensity ratios of the metal surface waves at positions corresponding to the aspect ratios of the cells. This is the result calculated by the simulation of the electromagnetic field. According to this, in order to make the electric field intensity ratio 1.5 or less, the aspect ratio of the cell may be 1.2 or less. Thereby, distribution of the standing wave of the metal surface wave formed in the metal electrode surface and the metal cover surface can be made the same or approximate, and it can maintain the state without a deflection in each distribution. As a result, a uniform plasma can be generated.

전계 강도비를 1.1 이하로 하기 위하여 셀의 종횡비를 1.1 이하로 하면 보다 바람직하다. 이에 따르면, 추가로 금속 전극과 금속 커버의 금속 표면파의 정재파의 분포를 동일 또는 근사하게 할 수 있고, 또한 각각의 분포의 편향을 줄여 보다 균일한 플라즈마를 생성할 수 있다.It is more preferable to make the aspect ratio of the cell 1.1 or less in order to make the electric field intensity ratio 1.1 or less. According to this, the distribution of the standing waves of the metal surface wave of the metal electrode and the metal cover can be made the same or approximate, and the deflection of each distribution can be reduced to generate a more uniform plasma.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 측면에 따르면, 내부에서 가스를 여기시켜 피처리체를 플라즈마 처리하는 처리 용기와, 상기 처리 용기의 외부에 설치되어 전자파를 출력하는 전자파원과, 상기 처리 용기 내의 천장면에 인접하여 설치되어, 상기 전자파원으로부터 출력된 전자파를 상기 처리 용기 내로 방출하는 유전체판과, 상기 유전체판의 플라즈마측의 면에서 상기 유전체판에 인접하여 설치되어, 주연부로부터 상기 유전체판의 일부를 상기 처리 용기의 내부에 노출시키는 금속 전극과, 상기 처리 용기의 천장면의 상기 유전체판이 설치되지 않은 부분에 설치되며 상기 금속 전극과 동일 또는 상사형의 금속 커버를 가지는 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 상기 금속 전극과 상기 금속 커버의 사이의 홈에는 충전용 유전체가 설치되어 있다.According to another aspect of the present invention for solving the above problems, a processing vessel for plasma-processing a target object by exciting a gas therein, an electromagnetic wave source provided outside the processing vessel for outputting electromagnetic waves, and within the processing container. A dielectric plate disposed adjacent to the ceiling surface and emitting electromagnetic waves outputted from the electromagnetic wave source into the processing container, and provided adjacent to the dielectric plate on the surface of the dielectric plate on the plasma side; A plasma processing apparatus is provided which has a metal electrode exposing a part inside the processing container and a portion in which the dielectric plate of the ceiling surface of the processing container is not provided and having a metal cover of the same or similar type as the metal electrode. A filling dielectric is provided in the groove between the metal electrode and the metal cover.

이에 따르면, 전자파원으로부터 출력된 전자파는 처리 용기 내의 천장면에 인접하여 형성되고, 금속 전극의 주연부로부터 유전체판을 투과하여 처리 용기 내로 방출된다. 유전체판이 설치되지 않은 처리 용기의 천장면에는 금속 전극과 동일 또는 상사형의 금속 커버가 설치되며, 금속 전극과 금속 커버의 사이에는 충전용 유전체가 설치되어 있다.According to this, the electromagnetic wave output from the electromagnetic wave source is formed adjacent to the ceiling surface in the processing container, and is transmitted through the dielectric plate from the peripheral portion of the metal electrode and discharged into the processing container. The metal cover of the same or similar type as a metal electrode is provided in the ceiling surface of the process container in which the dielectric plate is not provided, and the filling dielectric is provided between the metal electrode and the metal cover.

금속 전극과 금속 커버의 사이의 홈(간극)에서는 가스가 흐르기 어려워 정류하기 쉽다. 예를 들면 플라즈마 클리닝의 공정에서는, 간극의 내부로 클리닝 가스가 유입되기 어려워 간극의 내면에 부착된 막을 제거하기 어렵다. 또한 홈 부분에서는, 3 방향이 벽으로 둘러싸여 있기 때문에 플라즈마의 전자 밀도가 내려가기 쉬워 안정된 밀도가 정해진 플라즈마를 유지하기가 어렵다. 금속 전극과 금속 커버의 사이에 노출된 유전체판으로부터 금속 표면파가 공급되기 때문에, 이 부분에서 안정된 밀도가 정해진 플라즈마가 유지되어 있지 않으면 플라즈마 전체가 불안정하여 불균일해진다. 이에 반해, 본 발명에서는 금속 전극과 금속 커버의 사이의 홈을 유전체로 채움으로써 이들 문제를 해결할 수 있다.In the groove (gap) between the metal electrode and the metal cover, gas hardly flows and is easily rectified. For example, in the process of plasma cleaning, it is difficult for the cleaning gas to flow into the interior of the gap, making it difficult to remove the film adhered to the inner surface of the gap. In the groove portion, since the three directions are surrounded by walls, the electron density of the plasma tends to be lowered, and it is difficult to maintain the plasma having a stable density. Since metal surface waves are supplied from the dielectric plate exposed between the metal electrode and the metal cover, the entire plasma becomes unstable and uneven unless a plasma having a stable density is maintained in this portion. In contrast, in the present invention, these problems can be solved by filling the groove between the metal electrode and the metal cover with a dielectric.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 측면에 따르면, 내부에서 가스를 여기시켜 피처리체를 플라즈마 처리하는 처리 용기와, 상기 처리 용기의 외부에 설치되어 전자파를 출력하는 전자파원과, 상기 처리 용기 내의 천장면에 인접하여 설치되어, 상기 전자파원으로부터 출력된 전자파를 상기 처리 용기 내로 방출하는 유전체판과, 상기 유전체판의 플라즈마측의 면에서 상기 유전체판에 인접하여 설치되어, 주연부로부터 상기 유전체판의 일부를 상기 처리 용기의 내부에 노출시키는 금속 전극과, 상기 처리 용기의 천장면의 상기 유전체판이 설치되지 않은 부분에 설치되며 상기 금속 전극과 동일 또는 상사형의 볼록부를 가지는 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 상기 금속 전극과 상기 볼록부의 사이의 홈에는 충전용 유전체가 설치되어 있다.According to another aspect of the present invention for solving the above problems, a processing vessel for plasma-processing a target object by exciting a gas therein, an electromagnetic wave source provided outside the processing vessel for outputting electromagnetic waves, and within the processing container. A dielectric plate disposed adjacent to the ceiling surface and emitting electromagnetic waves outputted from the electromagnetic wave source into the processing container, and provided adjacent to the dielectric plate on the surface of the dielectric plate on the plasma side; A plasma processing apparatus is provided which has a metal electrode exposing a portion inside the processing container and a portion in which the dielectric plate of the ceiling surface of the processing container is not provided and having convex portions of the same or similar shape as the metal electrode. A filling dielectric is provided in the groove between the metal electrode and the convex portion.

이에 따라서도, 금속 전극과 볼록부의 사이를 유전체로 채움으로써 가스가 흐르기 어려워져 정류하기 쉬운 공간을 없앰으로써 균일한 플라즈마를 안정적으로 생성할 수 있다.This also makes it possible to stably generate a uniform plasma by filling a space between the metal electrode and the convex portion with a dielectric, making it difficult for gas to flow and eliminating the space for easy rectification.

상기 금속 전극의 주위에는 사이드 커버가 설치되며, 상기 충전용 유전체는 상기 금속 전극과 상기 사이드 커버의 사이의 홈에 설치되어 있어도 좋다.A side cover may be provided around the metal electrode, and the charging dielectric may be provided in a groove between the metal electrode and the side cover.

상기 충전용 유전체는, 상기 금속 전극과 상기 볼록부의 사이의 홈에 매몰시키거나, 상기 홈을 평탄화하거나, 또는 상기 홈으로부터 돌출되는 어느 한 상태로 배설(配設)되어도 좋다.The charging dielectric may be embedded in a groove between the metal electrode and the convex portion, the groove is planarized, or disposed in any state protruding from the groove.

상기 충전용 유전체는, 상기 금속 전극의 외주를 둘러싸도록 배설되며 상기 홈으로부터 돌출된 부분을 가지고 있어도 좋다.The charging dielectric may be disposed to surround the outer circumference of the metal electrode and may have a portion protruding from the groove.

상기 충전용 유전체는, 상기 금속 전극의 각 변의 적어도 중앙 근방에서 상기 홈으로부터 돌출되어 있어도 좋다.The charging dielectric may protrude from the groove at least near the center of each side of the metal electrode.

상기 충전용 유전체의 돌출 부분에서는, 상기 금속 전극의 각 변의 중앙 근방의 돌출이 상기 금속 전극의 정점(頂点) 근방의 돌출보다 커도 좋다.In the protruding portion of the charging dielectric, the protruding portion near the center of each side of the metal electrode may be larger than the protruding portion near the vertex of the metal electrode.

상기 충전용 유전체의 돌출은 상기 금속 전극의 중심에 대하여 점 대칭으로 형성되어 있어도 좋다.The protruding portion of the charging dielectric may be formed symmetrically with respect to the center of the metal electrode.

상기 충전용 유전체는 상기 유전체판과 동일한 재질로 형성되어 있어도 좋다.The charging dielectric may be made of the same material as the dielectric plate.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 내부에서 가스를 여기시켜 피처리체를 플라즈마 처리하는 처리 용기와, 상기 처리 용기의 외부에 설치되어 전자파를 출력하는 전자파원과, 상기 처리 용기 내의 천장면에 인접하여 설치되어, 상기 전자파원으로부터 출력된 전자파를 상기 처리 용기 내로 방출하는 유전체판과, 상기 유전체판의 플라즈마측의 면에서 상기 유전체판에 인접하여 설치되어, 주연부로부터 상기 유전체판의 일부를 상기 처리 용기의 내부에 노출시키는 금속 전극을 가지는 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 상기 금속 전극은, 복수의 제 1 나사 및 상기 복수의 제 1 나사와 상이한 복수의 제 2 나사에 의해 상기 처리 용기 내의 천장면에 고정되며, 상기 복수의 제 1 나사는 상기 금속 전극의 중심에 대하여 서로 점 대칭인 위치에서 상기 금속 전극을 고정하고, 상기 복수의 제 2 나사는 상기 금속 전극의 중심에 대하여 서로 점 대칭인 위치에 배치되고 또한 상기 복수의 제 1 나사의 위치와 상이한 위치에서 상기 금속 전극을 고정한다.In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, a processing container for plasma-processing a target object by exciting gas inside, an electromagnetic wave source provided outside the processing container to output electromagnetic waves, and the processing container A dielectric plate disposed adjacent to the ceiling surface in the interior and emitting electromagnetic waves output from the electromagnetic wave source into the processing container, and provided adjacent to the dielectric plate on the surface of the dielectric plate on the plasma side; A plasma processing apparatus having a metal electrode exposing a portion of the inside of the processing vessel is provided. The metal electrode is fixed to the ceiling surface in the processing container by a plurality of first screws and a plurality of second screws different from the plurality of first screws, wherein the plurality of first screws are with respect to the center of the metal electrode. Fix the metal electrodes in a point symmetrical position with each other, and the plurality of second screws are disposed in a point symmetrical position with respect to the center of the metal electrode and also at the position different from the positions of the plurality of first screws. Secure the electrode.

이에 따르면, 전자파원으로부터 출력된 전자파는 처리 용기 내의 천장면에 인접하여 형성되고, 금속 전극의 주연부로부터 유전체판을 투과하여 처리 용기 내로 방출된다. 금속 전극은, 복수의 제 1 나사 및 제 1 나사와 상이한 종류의 복수의 제 2 나사에 의해 처리 용기 내의 천장면에 고정된다.According to this, the electromagnetic wave output from the electromagnetic wave source is formed adjacent to the ceiling surface in the processing container, and is transmitted through the dielectric plate from the peripheral portion of the metal electrode and discharged into the processing container. The metal electrode is fixed to the ceiling surface in the processing container by a plurality of first screws and a plurality of second screws different from the first screw.

고정 시 금속 전극은, 유전체를 샌드위치한 상태로, 금속 전극의 중심에서부터의 거리가 동일하고 또한 등간격인 위치에서 복수의 제 1 나사에 의해 처리 용기에 고정되고 또한, 상기 금속 전극의 중심에서부터의 거리가 동일하고 또한 4 개의 제 1 나사의 위치와 상이한 위치에서 복수의 제 2 나사에 의해 처리 용기에 고정된다.When fixing, the metal electrode is fixed to the processing container by a plurality of first screws at a position where the distance from the center of the metal electrode is the same and at equal intervals while sandwiching the dielectric, and the distance from the center of the metal electrode. Is fixed to the processing vessel by a plurality of second screws at the same and different positions from the four first screws.

이와 같이 하여 금속 전극은, 금속 전극의 중심에 대하여 점 대칭으로 설치된 2 종류의 나사에 의해 전기적 및 기계적인 편향이 없는 상태로 고정된다. 이에 따라, 마이크로파의 전송 경로인 유전체에 간극이 발생하지 않아 마이크로파의 파장과 전반 속도가 변화하지 않기 때문에, 설계치에 대하여 실제의 임피던스의 변화에 차이가 없어 플라즈마측으로부터의 마이크로파의 반사를 저감하여 마이크로파의 에너지의 공급 효율을 향상시킬 수 있다. 특히, 나사의 직경 또는 위치에 따라 금속 전극의 전계 강도 분포의 편향을 저감하여 균일한 플라즈마를 안정적으로 생성할 수 있다. 또한, 플라즈마측의 열을 복수의 나사를 통하여 덮개체(300)측으로 방출할 수 있다.In this way, the metal electrode is fixed in the absence of electrical and mechanical deflection by two kinds of screws provided in a point symmetrical manner with respect to the center of the metal electrode. As a result, there is no gap in the dielectric, which is the transmission path of the microwave, and the wavelength and propagation velocity of the microwave do not change. Therefore, there is no difference in the actual impedance change with respect to the design value, and the reflection of the microwave from the plasma side is reduced to reduce the microwave. It can improve the supply efficiency of energy. In particular, it is possible to stably generate a uniform plasma by reducing the deflection of the electric field intensity distribution of the metal electrode according to the diameter or position of the screw. In addition, the heat on the plasma side can be discharged to the cover body 300 through the plurality of screws.

상기 복수의 제 1 나사의 직경은 상기 복수의 제 2 나사의 직경보다 작아도 좋다.The diameter of the plurality of first screws may be smaller than the diameter of the plurality of second screws.

상기 복수의 제 1 나사는 4 개이며, 상기 금속 전극의 대각선 상에 위치하고 있어도 좋다.The plurality of first screws are four, and may be located on the diagonal of the metal electrode.

상기 복수의 제 2 나사는 4 개이며, 상기 4 개의 제 1 나사보다 상기 금속 전극의 중심측에 위치하고 있어도 좋다.The plurality of second screws may be four, and may be located closer to the center of the metal electrode than the four first screws.

상기 금속 전극이 정사각형인 경우, 상기 4 개의 제 2 나사는 상기 등간격으로 설치된 4 개의 제 1 나사 중 인접하는 2 개의 제 1 나사에서부터 등간격인 위치에 각각 설치되어 있어도 좋다.In the case where the metal electrode is square, the four second screws may be respectively provided at equal intervals from two adjacent first screws among the four first screws provided at equal intervals.

상기 유전체판은 상기 금속 전극의 외주에서 대략 띠 형상으로 상기 처리 용기 내의 천장면에 노출되어 있어도 좋다.The dielectric plate may be exposed to the ceiling surface in the processing container in a substantially band shape at the outer circumference of the metal electrode.

상기 유전체판 및 상기 금속 전극은, 상기 유전체판이 상기 금속 전극과 상기 처리 용기의 천장면에 샌드위치된 상태로 각각 복수 설치되며, 서로 이웃하는 각 금속 전극의 정점끼리가 가장 가까워지도록 상기 천장면에 규칙적으로 배치되어 있어도 좋다.The dielectric plate and the metal electrode are provided in plural in a state where the dielectric plate is sandwiched on the metal electrode and the ceiling surface of the processing container, and the dielectric plate and the metal electrode are regularly arranged on the ceiling surface such that the vertices of the adjacent metal electrodes are closest to each other. It may be arranged.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 금속 전극 및 그 주변의 구성을 적정화하여 표면파의 전반을 제어할 수 있다.As described above, according to the present invention, the propagation of the surface wave can be controlled by optimizing the structure of the metal electrode and its surroundings.

도 1은 제 1 실시예에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치의 종단면도(도 2의 2 - O - O'- 2 단면도)이다.
도 2는 도 1 의 1 - 1 단면도이다.
도 3a는 금속 전극 및 금속 커버의 표면에 형성되는 금속 표면파의 정재파 패턴을 나타낸 시뮬레이션 결과이다.
도 3b는 금속 전극 및 금속 커버의 표면에 형성되는 금속 표면파의 정재파 패턴을 나타낸 시뮬레이션 결과이다.
도 4는 셀의 종횡비와 대응되는 위치에서의 금속 표면파의 전계 강도비의 관계를 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 금속 전극 및 금속 커버의 사이에 충전용 유전체가 없는 경우의 전계 강도 분포를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a는 금속 전극 및 금속 커버의 사이에 충전용 유전체가 있는 경우의 전계 강도 분포를 설명하기 위한 도면이다.
도 6b는 금속 전극 및 금속 커버의 사이에 충전용 유전체가 있는 경우의 전계 강도 분포를 설명하기 위한 도면이다.
도 6c는 금속 전극 및 금속 커버의 사이에 충전용 유전체가 있는 경우의 전계 강도 분포를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 천장면에 설치된 금속 전극 및 주변을 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 하면도이다.
도 9는 도 8의 3 - 3 단면도이다.1 is a longitudinal sectional view (2-0-2 '-sectional view of FIG. 2) of a microwave plasma processing apparatus according to the first embodiment.
FIG. 2 is a sectional view taken along the line 1-1 of FIG. 1.
3A is a simulation result showing a standing wave pattern of a surface acoustic wave formed on the surfaces of the metal electrode and the metal cover.
3B is a simulation result showing the standing wave pattern of the surface acoustic wave formed on the surfaces of the metal electrode and the metal cover.
4 is a diagram illustrating a relationship between electric field intensity ratios of metal surface waves at positions corresponding to aspect ratios of cells.
5A and 5B are diagrams for explaining the electric field intensity distribution when there is no filling dielectric between the metal electrode and the metal cover.
FIG. 6A is a diagram for describing electric field intensity distribution when a charging dielectric is present between a metal electrode and a metal cover. FIG.
FIG. 6B is a view for explaining the electric field intensity distribution when there is a filling dielectric between the metal electrode and the metal cover. FIG.
FIG. 6C is a diagram for explaining the electric field intensity distribution when there is a filling dielectric between the metal electrode and the metal cover. FIG.
7 is a view illustrating a metal electrode and a periphery installed on the ceiling surface.
8 is a bottom view of FIG. 7.
9 is a cross-sectional view taken along the line 3-3 of FIG.

이하에 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 설명 및 첨부 도면에서 동일한 구성 및 기능을 가지는 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in the following description and attached drawing, the component which has the same structure and function is attached | subjected, and the duplicate description is abbreviate | omitted.

(플라즈마 처리 장치의 구성)(Configuration of Plasma Processing Unit)

먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치(MSEP : Metal Surfacewave Excitation Plasma)의 구성에 대해 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 장치의 종단면도를 모식적으로 도시한다. 도 1은 도 2의 2 - O - O' - 2 단면을 도시하고 있다. 도 2는 마이크로파 플라즈마 처리 장치(10)의 천장면이며, 도 1 의 1 - 1 단면을 도시하고 있다.First, the configuration of a microwave plasma processing apparatus (MSEP: Metal Surfacewave Excitation Plasma) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1. 1 schematically illustrates a longitudinal cross-sectional view of the apparatus. FIG. 1 shows the 2-O-O '-2 cross section of FIG. FIG. 2 is a ceiling surface of the microwave plasma processing apparatus 10 and shows the 1-1 cross section of FIG.

(마이크로파 플라즈마 처리 장치의 개략)(Summary of Microwave Plasma Processing Apparatus)

도 1에 도시한 바와 같이, 마이크로파 플라즈마 처리 장치(10)는 글라스 기판(이하, '기판(G)'이라고 함)을 플라즈마 처리하기 위한 처리 용기(100)를 가지고 있다. 처리 용기(100)는 용기 본체(200)와 덮개체(300)로 구성된다. 용기 본체(200)는 그 상부가 개구된 바닥이 있는 정육면체 형상을 가지고 있고, 그 개구는 덮개체(300)에 의해 폐색(閉塞)되어 있다. 덮개체(300)는 상부 덮개체(300a)와 하부 덮개체(300b)로 구성되어 있다. 용기 본체(200)와 하부 덮개체(300b)와의 접촉면에는 O 링(205)이 설치되어 있어, 이에 의해 용기 본체(200)와 하부 덮개체(300b)가 밀폐되어 처리실이 형성된다. 상부 덮개체(300a)와 하부 덮개체(300b)와의 접촉면에도 O 링(210) 및 O 링(215)이 설치되어 있어, 이에 의해 상부 덮개체(300a)와 하부 덮개체(300b)가 밀폐되어 있다. 용기 본체(200) 및 덮개체(300)는, 예를 들면 알루미늄 합금 등의 금속으로 이루어지며, 전기적으로 접지되어 있다.As shown in FIG. 1, the microwave plasma processing apparatus 10 includes a processing container 100 for plasma processing a glass substrate (hereinafter, referred to as a substrate G). The processing container 100 is comprised from the container main body 200 and the cover body 300. The container main body 200 has the bottomed cube shape which the upper part opened, The opening is closed by the cover body 300. As shown in FIG. The lid 300 is composed of an upper lid 300a and a lower lid 300b. The O-ring 205 is provided in the contact surface between the container main body 200 and the lower lid 300b, whereby the container main body 200 and the lower lid 300b are sealed to form a processing chamber. The O-ring 210 and the O-ring 215 are also provided on the contact surface between the upper lid 300a and the lower lid 300b, whereby the upper lid 300a and the lower lid 300b are sealed. have. The container body 200 and the lid 300 are made of metal such as aluminum alloy, for example, and are electrically grounded.

처리 용기(100)의 내부에는 기판(G)을 재치(載置, mount)하기 위한 서셉터(105)(스테이지)가 설치되어 있다. 서셉터(105)는, 예를 들면 질화 알루미늄으로 형성되어 있다. 서셉터(105)는 지지체(110)에 지지되어 있으며, 그 주위에는 처리실의 가스의 흐름을 바람직한 상태로 제어하기 위한 배플판(115)이 설치되어 있다. 또한, 처리 용기(100)의 저부(底部)에는 가스 배출관(120)이 설치되어 있으며, 처리 용기(100)의 외부에 설치된 진공 펌프(도시하지 않음)를 이용하여 처리 용기(100) 내의 가스를 배출한다.The susceptor 105 (stage) for mounting the board | substrate G is provided in the process container 100. The susceptor 105 is made of aluminum nitride, for example. The susceptor 105 is supported by the support 110, and a baffle plate 115 is provided around the support 110 to control the flow of the gas in the processing chamber to a preferable state. In addition, a gas discharge pipe 120 is provided at the bottom of the processing container 100, and the gas in the processing container 100 is discharged using a vacuum pump (not shown) provided outside the processing container 100. Discharge.

도 1 및 도 2를 보면, 처리 용기(100)의 천장면에는 금속 전극(310) 및 금속 커버(320)가 규칙적으로 배치되어 있다. 8 개의 금속 전극(310)은 서로 이웃하는 각 금속 전극(310)의 정점끼리가 가장 가까워지도록 처리 용기 내의 천장면에 규칙적으로 배치된다. 3 개의 금속 커버(320)는 금속 전극(310)이 설치되지 않은 부분에 각각 설치되며, 금속 커버(320)의 정점이 서로 이웃하는 금속 전극(310)의 정점에 가장 가까워지도록 처리 용기 내의 천장면에 규칙적으로 배치된다. 8 개의 금속 전극(310)의 외주에는 금속 전극(310) 및 금속 커버(320)를 덮는 사이드 커버(350)가 설치되어 있다.1 and 2, the metal electrode 310 and the metal cover 320 are regularly arranged on the ceiling surface of the processing container 100. The eight metal electrodes 310 are regularly arranged on the ceiling surface in the processing vessel so that the vertices of each of the metal electrodes 310 neighboring each other are closest to each other. The three metal covers 320 are respectively installed at portions where the metal electrodes 310 are not installed, and the ceiling surfaces in the processing container are disposed so that the vertices of the metal covers 320 are closest to the vertices of the adjacent metal electrodes 310. Are regularly arranged. The outer circumferences of the eight metal electrodes 310 are provided with side covers 350 covering the metal electrodes 310 and the metal cover 320.

금속 전극(310)은 유전체판(305)의 플라즈마측의 면(하면)에서 유전체판(305)에 인접하여 설치되며, 주연부에서 유전체판(305)의 일부를 처리 용기(100)의 내부에 노출시키는 마름모 형상의 평판이다. 여기서, 마름모 형상이란 4 변의 길이가 서로 동일한 4 변형이며, 정사각형도 포함된다.The metal electrode 310 is provided adjacent to the dielectric plate 305 on the surface (lower surface) of the plasma side of the dielectric plate 305, and exposes a portion of the dielectric plate 305 to the inside of the processing container 100 at the periphery. It is a flat plate of rhombus shape. Here, a rhombus shape is four deformation | transformation with the same length of four sides, and a square is also included.

유전체판(305)은 금속 전극(310)보다 한층 더 크고, 금속 전극(310)의 정점 근방에서 모서리가 가공된 8 각형의 평판이다. 유전체판(305)은 처리 용기 내의 천장면과 금속 전극(310)에 샌드위치된 상태로 천장면에 인접하여 설치되며, 금속 전극(310)의 외주에서 대략 띠 형상으로 처리 용기 내의 천장면에 노출된다. 유전체판(305)은 마이크로파원(900)으로부터 출력된 마이크로파를 상기 띠 형상 부분으로부터 처리 용기 내로 방출한다.The dielectric plate 305 is much larger than the metal electrode 310 and is an octagonal flat plate whose edge is processed near the apex of the metal electrode 310. The dielectric plate 305 is installed adjacent to the ceiling surface in a state sandwiched between the ceiling surface and the metal electrode 310 in the processing container, and is exposed to the ceiling surface in the processing container in a substantially band shape at the outer circumference of the metal electrode 310. . The dielectric plate 305 emits microwaves output from the microwave source 900 from the band-shaped portion into the processing vessel.

유전체판(305) 및 금속 전극(310)은 기판(G) 또는 처리 용기(100)에 대하여 대체로 45°경사진 위치에 동일 피치로 8 매 배치된다. 피치는 하나의 유전체판(305)의 대각선의 길이가 서로 이웃하는 유전체판(305)의 중심 간의 거리의 0.9 배 이상이 되도록 정해져 있다. 이에 따라, 유전체판(305)의 약간 깎인 모서리부끼리는 인접하여 배치된다.The dielectric plate 305 and the metal electrode 310 are disposed eight at the same pitch at a position inclined at approximately 45 degrees with respect to the substrate G or the processing container 100. The pitch is set such that the diagonal lengths of one dielectric plate 305 are at least 0.9 times the distance between the centers of the adjacent dielectric plates 305. As a result, the slightly cut edges of the dielectric plate 305 are disposed adjacent to each other.

금속 커버(320)는 처리 용기(100)의 천장면 중 유전체판(305)이 설치되지 않은 부분에 설치되며, 금속 전극(310)과 동일 또는 상사형이다. 금속 전극(310)과 금속 커버(320)는 유전체판(305)의 두께만큼 금속 커버(320)가 두껍다. 금속 전극(310)과 금속 커버(320)의 사이의 홈은 충전용 유전체(315)에 의해 충전되어 있다. 이러한 형상에 따르면, 천장면의 높이가 거의 동일해지고, 유전체판(305)이 노출된 부분의 오목부가 채워져 금속 전극(310) 및 그 주변이 거의 동일한 패턴의 반복이 된다.The metal cover 320 is installed at a portion of the ceiling of the processing container 100 where the dielectric plate 305 is not installed, and is the same as or similar to the metal electrode 310. As for the metal electrode 310 and the metal cover 320, the metal cover 320 is as thick as the thickness of the dielectric plate 305. The groove between the metal electrode 310 and the metal cover 320 is filled by the charging dielectric 315. According to this shape, the height of the ceiling surface is almost the same, and the recessed portion of the portion where the dielectric plate 305 is exposed is filled, so that the metal electrode 310 and its periphery are repeated in substantially the same pattern.

유전체판(305)은 알루미나에 의해 형성되고, 금속 전극(310), 금속 커버(320) 및 사이드 커버(350)는 알루미늄 합금에 의해 형성되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 8 매의 유전체판(305) 및 금속 전극(310)이 2 열로 4 단 배치되지만, 이에 한정되지 않으며, 유전체판(305) 및 금속 전극(310)의 매수를 늘릴 수도 있고 줄일 수도 있다.The dielectric plate 305 is made of alumina, and the metal electrode 310, the metal cover 320, and the side cover 350 are made of aluminum alloy. In addition, in this embodiment, eight dielectric plates 305 and metal electrodes 310 are arranged in four rows in two rows, but the present invention is not limited thereto, and the number of dielectric plates 305 and metal electrodes 310 may be increased. It can also be reduced.

도 2를 참조하면, 유전체판(305) 및 금속 전극(310)은 제 1 나사(380) 및 제 2 나사(390)에 의해 덮개체(300)에 고정되어 있다. 금속 커버(320) 및 사이드 커버(350)도 마찬가지로 제 1 나사(380) 및 제 2 나사(390)에 의해 덮개체(300)에 고정되어 있다. 상부 덮개체(300a)와 하부 덮개체(300b)의 사이에는 메인 가스 유로(330)가 형성되어 있다. 메인 가스 유로(330)는 복수의 제 1 나사(380) 내에 형성된 제 1 가스 유로(325a)로 가스를 분류(分流)한다. 제 1 가스 유로(325a)의 입구에는 유로를 좁히는 세관(細管)(335)이 끼워져 있다. 세관(335)은 세라믹스 또는 금속으로 이루어진다. 금속 전극(310)과 유전체판(305)의 사이에는 제 2 가스 유로(310a1)가 형성되어 있다. 금속 커버(320)와 덮개체(300)의 사이 및 사이드 커버(350)와 덮개체(300)의 사이에도 제 2 가스 유로(320a1, 320a2)가 형성되어 있다. 제 1 나사(380) 및 제 2 나사(390)의 선단면은 플라즈마의 분포를 흐트러뜨리지 않도록 금속 전극(310), 금속 커버(320) 및 사이드 커버(350)의 하면과 편평하게 되어 있다. 금속 전극(310)에 개구된 제 1 가스 방출홀(345a), 금속 커버(320) 및 사이드 커버(350)에 개구된 제 2 가스 방출홀(345b1, 345b2)은 균등한 피치로 하방을 향해 개구되어 있다. 또한, 제 1 나사(380) 및 제 2 나사(390)는 금속 전극(310), 금속 커버(320) 및 사이드 커버(350)와 일체로 되어 있어도 좋다.Referring to FIG. 2, the dielectric plate 305 and the metal electrode 310 are fixed to the lid 300 by the first screw 380 and the second screw 390. Similarly, the metal cover 320 and the side cover 350 are fixed to the lid 300 by the first screw 380 and the second screw 390. The main gas flow path 330 is formed between the upper cover body 300a and the lower cover body 300b. The main gas flow passage 330 divides the gas into first gas flow passages 325a formed in the plurality of first screws 380. The inlet of the first gas flow passage 325a is fitted with a capillary tube 335 that narrows the flow passage. The customs tube 335 is made of ceramics or metal. A second gas flow passage 310a1 is formed between the metal electrode 310 and the dielectric plate 305. Second gas flow paths 320a1 and 320a2 are formed between the metal cover 320 and the cover body 300, and between the side cover 350 and the cover body 300. The front end surfaces of the first screw 380 and the second screw 390 are flat with the lower surfaces of the metal electrode 310, the metal cover 320, and the side cover 350 so as not to disturb the distribution of plasma. The first gas discharge hole 345a, which is opened in the metal electrode 310, the metal cover 320, and the second gas discharge holes 345b1 and 345b2, which are opened in the side cover 350, are opened downward at an equal pitch. It is. In addition, the first screw 380 and the second screw 390 may be integrated with the metal electrode 310, the metal cover 320, and the side cover 350.

가스 공급원(905)으로부터 출력된 가스는 메인 가스 유로(330)로부터 제 1 가스 유로(325a)(분기 가스 유로)를 통과하여, 금속 전극(310) 내의 제 2 가스 유로(310a1) 및 금속 커버(320) 및 사이드 커버(350) 내의 제 2 가스 유로(320a1, 320a2)를 거쳐 제 1 가스 방출홀(345a) 및 제 2 가스 방출홀(345b1, 345b2)로부터 처리실 내로 공급된다. 제 1 동축관(610)의 외주 근방의 하부 덮개체(300b)와 유전체판(305)와의 접촉면에는 O 링(220)이 설치되어 있어, 제 1 동축관(610) 내의 대기가 처리 용기(100)의 내부로 들어가지 않도록 되어 있다.The gas output from the gas supply source 905 passes from the main gas flow passage 330 to the first gas flow passage 325a (branching gas flow passage), so that the second gas flow passage 310a1 and the metal cover (in the metal electrode 310) The first gas discharge hole 345a and the second gas discharge holes 345b1 and 345b2 are supplied into the process chamber through the 320 and the second gas flow paths 320a1 and 320a2 in the side cover 350. An O-ring 220 is provided on the contact surface between the lower cover body 300b and the dielectric plate 305 near the outer circumference of the first coaxial tube 610, and the atmosphere in the first coaxial tube 610 is treated as a processing container 100. It does not enter inside of).

이와 같이 하여 천장부의 금속면에 가스 샤워 플레이트를 형성함으로써, 종래 발생하던, 플라즈마 중의 이온에 의한 유전체판 표면의 에칭 및 처리 용기 내벽으로의 반응 생성물의 퇴적을 억제하여, 콘태미네이션 또는 파티클의 감소를 도모할 수 있다. 또한, 유전체와 달리 금속은 가공이 용이하기 때문에, 비용을 대폭 저감시킬 수 있다.By forming the gas shower plate on the metal surface of the ceiling in this way, etching of the surface of the dielectric plate caused by ions in the plasma and deposition of reaction products on the inner wall of the processing vessel, which have occurred conventionally, are suppressed, thereby reducing contamination or particles. Can be planned. In addition, unlike a dielectric, since metals are easy to process, the cost can be greatly reduced.

덮개체(300)에 형성된 제 1 동축관의 외부 도체(610b)에는 내부 도체(610a)가 삽입되어 있다. 마찬가지로 덮개체(300)에 형성된 제 2 ~ 제 4 동축관의 외부 도체(620b ~ 640b)에는 제 2 ~ 제 4 동축관의 내부 도체(620a ~ 640a)가 삽입되고, 그 상부는 덮개 커버(660)로 덮여 있다. 각 동축관의 내부 도체는 열전도가 좋은 구리로 형성되어 있다.The inner conductor 610a is inserted into the outer conductor 610b of the first coaxial tube formed in the cover 300. Similarly, the inner conductors 620a to 640a of the second to fourth coaxial pipes are inserted into the outer conductors 620b to 640b of the second to fourth coaxial pipes formed on the cover 300, and the cover cover 660 is upper part thereof. Covered with). The inner conductor of each coaxial tube is made of copper with good thermal conductivity.

마이크로파는 마이크로파원(900)으로부터 공급되어, 제 4 동축관(내외 도체(640a, 640b))으로부터 제 3 동축관(내외 도체(630a, 630b))을 거쳐 제 1 동축관(내외 도체(610a, 610b)) 및 제 2 동축관(내외 도체(620a, 620b))으로 전송된다. 유전체판(305)의 표면은 제 1 동축관(610)으로부터 유전체판(305)에 마이크로파가 입사하는 부분과 유전체판(305)으로부터 마이크로파가 방출되는 부분을 제외하고 금속막(305a)으로 피복되어 있다. 이에 따라, 유전체판(305)과 이에 인접하는 부재 간에 발생한 간극에 의해서도 마이크로파의 전반이 흐트러지지 않고, 안정적으로 마이크로파를 처리 용기 내로 유도할 수 있다.The microwave is supplied from the microwave source 900, and passes from the fourth coaxial tube (inside and outside conductors 640a and 640b) to the first coaxial tube (inside and outside conductors 610a and 630b). 610b) and the second coaxial tube (inside and outside conductors 620a and 620b). The surface of the dielectric plate 305 is covered with a metal film 305a except for a portion where microwaves enter the dielectric plate 305 from the first coaxial tube 610 and a portion where microwaves are emitted from the dielectric plate 305. have. Accordingly, even if the gap between the dielectric plate 305 and the member adjacent thereto does not disturb the entire microwave, the microwave can be stably guided into the processing container.

유전체판(305)으로부터 방출된 마이크로파는 표면파가 되어 전력을 등분하면서 금속 전극(310), 금속 커버(320) 및 사이드 커버(350)의 표면을 전반한다. 처리 용기 내면의 금속면과 플라즈마의 사이를 전반하는 표면파를 이하, 금속 표면파(Metal Surface Wave)라고 한다. 이에 의해 천장면 전체에 금속 표면파가 전반하여, 본 실시예에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치(10)의 천장면 하방에서 균일한 플라즈마가 안정적으로 생성된다.The microwaves emitted from the dielectric plate 305 become surface waves and divide the power evenly, and propagate the surfaces of the metal electrode 310, the metal cover 320, and the side cover 350. Surface waves propagating between the metal surface of the processing vessel inner surface and the plasma are hereinafter referred to as metal surface waves. As a result, the metal surface waves propagate throughout the ceiling surface, and uniform plasma is stably generated below the ceiling surface of the microwave plasma processing apparatus 10 according to the present embodiment.

사이드 커버(350)에는 8 매의 유전체판(305) 전체를 둘러싸도록 8 각형의 홈(340)이 형성되어 있어, 천장면을 전반하는 금속 표면파가 홈(340)보다 외측으로 전반하는 것을 억제한다. 복수의 홈(340)을 평행하게 다중으로 형성해도 좋다. 홈(340) 대신에 볼록부를 설치해도 좋다. 홈(340) 또는 볼록부는 전반 장해부의 일례이다.An octagonal groove 340 is formed in the side cover 350 so as to surround the entire eight dielectric plates 305 so that metal surface waves propagating through the ceiling surface are prevented from propagating outward from the groove 340. . The plurality of grooves 340 may be formed in multiple numbers in parallel. Instead of the groove 340, a convex portion may be provided. The groove 340 or the convex portion is an example of the first half obstacle.

1 매의 금속 전극(310)을 중심으로 하여 인접하는 금속 커버(320)의 중심점을 정점으로 가지는 영역을 이하, 셀 영역(Cel)(도 2 참조)이라고 한다. 천장면에서는 셀 영역(Cel)을 1 단위로 하여 동일 패턴의 구성이 8 셀분 규칙적으로 배치되어 있다.A region having the center point of the metal cover 320 adjacent to the center of one metal electrode 310 as its peak is hereinafter referred to as cell region Cel (see FIG. 2). In the ceiling surface, the structure of the same pattern is arrange | positioned regularly for 8 cells using a cell area | region Cel as a unit.

냉매 공급원(910)은 덮개체 내부의 냉매 배관(910a)에 접속되어 있어, 냉매 공급원(910)으로부터 공급된 냉매가 덮개체 내부의 냉매 배관(910a) 내를 순환하고 재차 냉매 공급원(910)으로 되돌아옴으로써 처리 용기(100)를 원하는 온도로 유지하도록 되어 있다. 제 4 동축관의 내부 도체(640a)의 내부에는 그 길이 방향으로 냉매 배관(910b)이 관통하고 있다. 이 유로에 냉매를 통과시킴으로써 내부 도체(640a)의 가열을 억제하도록 되어 있다.The coolant supply source 910 is connected to the coolant pipe 910a inside the cover body, so that the coolant supplied from the coolant supply source 910 circulates in the coolant pipe 910a inside the cover body and returns to the coolant supply source 910 again. By returning, the processing container 100 is maintained at a desired temperature. The refrigerant pipe 910b penetrates through the inner conductor 640a of the fourth coaxial tube in the longitudinal direction thereof. By passing the refrigerant through this flow path, the heating of the inner conductor 640a is suppressed.

유전체판(305)과 덮개체(300)의 사이 혹은 유전체판(305)과 금속 전극(310)의 사이에는 간극이 없는 것이 바람직하다. 제어되지 않는 간극이 있으면, 유전체판(305)을 전반하는 마이크로파의 파장이 불안정해져, 플라즈마의 균일성 또는 동축관으로부터 본 부하 임피던스에 영향을 미치기 때문이다. 또한, 큰 간극(0.2 mm 이상)이 있으면, 간극에서 방전될 가능성도 있다. 이 때문에, 너트(435)를 조였을 때에 유전체판(305)과 하부 덮개체(300b)의 사이 및 유전체판(305)과 금속 전극(310)의 사이가 밀착되도록 되어 있다.It is preferable that there is no gap between the dielectric plate 305 and the lid 300 or between the dielectric plate 305 and the metal electrode 310. This is because if there is an uncontrolled gap, the wavelength of the microwave propagating through the dielectric plate 305 becomes unstable and affects the uniformity of the plasma or the load impedance seen from the coaxial tube. In addition, if there is a large gap (0.2 mm or more), there is a possibility of discharge in the gap. For this reason, when the nut 435 is tightened, between the dielectric plate 305 and the lower cover body 300b, and between the dielectric plate 305 and the metal electrode 310 is in close contact.

너트(435)를 조일 때 과잉 토크로 조이면 유전체판(305)에 스트레스가 가해져 깨질 가능성이 있다. 또한, 너트(435)를 조일 때에는 깨지지 않아도, 플라즈마를 발생시켜 각 부의 온도가 상승했을 때에 스트레스가 가해져 깨질 위험성이 있다. 이 때문에, 제 1 나사(380)를 개재하여 항상 적당한 힘(O 링(220)을 눌러 유전체판(305)과 하부 덮개체(300b)를 밀착시키는 힘보다 다소 큰 힘)으로 금속 전극(310)을 지지할 수 있도록, 너트(435)와 하부 덮개체(300b)의 사이에는 최적의 스프링력을 가지는 웨이브 와셔(wave washer)(430b)가 삽입되어 있다. 너트(435)를 조일 때에 웨이브 와셔(430b)가 플랫해질 때까지 다 조이지 않고 변형량이 일정해지도록 되어 있다.When the nut 435 is tightened with excessive torque, the dielectric plate 305 may be stressed and broken. Moreover, even if it is not broken when tightening the nut 435, there is a risk of being broken when stress is applied when the plasma is generated and the temperature of each part rises. For this reason, the metal electrode 310 is always provided with a suitable force (a force slightly greater than a force for pressing the O-ring 220 to closely contact the dielectric plate 305 and the lower cover 300b) via the first screw 380. A wave washer 430b having an optimal spring force is inserted between the nut 435 and the lower lid 300b to support the. When tightening the nut 435, the deformation amount is constant without tightening until the wave washer 430b is flat.

너트(435)와 웨이브 와셔(430b)의 사이에는 와셔(430a)가 설치되어 있으나, 있어도 좋고 없어도 좋다. 또한, 웨이브 와셔(430b)와 하부 덮개체(300b)의 사이에는 와셔(430c)가 설치되어 있다. 통상적으로 제 1 나사(380)와 덮개체(300)의 사이에는 간극이 있어, 메인 가스 유로(330) 내의 가스가 이 간극을 통하여 제 1 가스 유로(310a)로 흐른다. 이 제어되지 않는 가스 유량이 많으면 제 1 가스 방출홀(345a)로부터의 가스 방출이 불균일해진다는 문제가 있다. 이 때문에, 와셔(430c)와 제 1 나사(380)의 사이의 간극을 줄이고 또한 와셔(430c)의 두께를 두껍게 하여, 제 1 나사(380)의 외측을 거쳐 흐르는 가스의 유량을 억제하고 있다.A washer 430a is provided between the nut 435 and the wave washer 430b, but may or may not be present. In addition, a washer 430c is provided between the wave washer 430b and the lower lid 300b. Usually, there is a gap between the first screw 380 and the lid 300, and the gas in the main gas flow path 330 flows to the first gas flow path 310a through the gap. If this uncontrolled gas flow rate is large, there is a problem that the gas discharge from the first gas discharge hole 345a becomes uneven. For this reason, the clearance gap between the washer 430c and the 1st screw 380 is reduced, the thickness of the washer 430c is thickened, and the flow volume of the gas which flows through the outer side of the 1st screw 380 is suppressed.

이어서, 이상 설명한 마이크로파 플라즈마 처리 장치(10)에서 금속 표면파의 전반을 제어하기 위하여 금속 전극(310) 및 그 주변의 구성을 적정화한 점에 대해 더 상세하게 설명한다. 그 첫 번째는 셀 영역(Cel)의 종횡비를 적정화한 점이다. 두 번째는 금속 전극(310)과 금속 커버(320) 등의 사이의 홈에 충전용 유전체(315)를 매립한 점이다. 세 번째는 금속 전극(310)을 고정하는 나사의 종류 또는 형상, 고정 위치 등을 적정화한 점이다.Next, the configuration of the metal electrode 310 and its surroundings in order to control the first half of the metal surface wave in the microwave plasma processing apparatus 10 described above will be described in more detail. The first is to optimize the aspect ratio of the cell region (Cel). Second, the filling dielectric 315 is embedded in the groove between the metal electrode 310 and the metal cover 320. Third, the type or shape of the screw fixing the metal electrode 310, the fixing position, and the like are optimized.

<셀의 종횡비><Aspect ratio of cells>

먼저, 셀 영역(Cel)의 종횡비를 적정화한 점에 대하여 설명한다. 셀 영역(Cel)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 처리 용기(100)의 천장면을 구획하는 가상 영역으로서, 금속 전극(310)의 2 개의 대각선(D1, D2)에 각각 평행한 2 개씩의 직선으로 규정되며, 금속 전극(310)과 유전체판(305)을 포함하는 최소의 직사각형 영역을 말한다.First, the point which optimized the aspect ratio of the cell area | region Cel is demonstrated. As shown in FIG. 2, the cell region Cel is a virtual region that partitions the ceiling surface of the processing container 100, and two cells parallel to the two diagonal lines D1 and D2 of the metal electrode 310. It is defined as a straight line, and refers to the smallest rectangular region including the metal electrode 310 and the dielectric plate 305.

균일한 플라즈마를 생성하기 위해서는 금속 전극 표면과 금속 커버 표면에 형성되는 금속 표면파의 정재파의 분포가 동일하고, 또한 각각 분포에 큰 편향이 없는 것이 바람직하다. 이 때문에, 셀 영역(Cel)의 단변의 길이에 대한 장변의 길이의 비는 1.2 이하가 되도록 금속 전극(310) 및 유전체판(305)의 형상이 특정되어 있다.In order to generate a uniform plasma, it is preferable that the distribution of the standing waves of the metal surface waves formed on the metal electrode surface and the metal cover surface is the same, and there is no large deflection in the distribution. For this reason, the shape of the metal electrode 310 and the dielectric plate 305 is specified so that the ratio of the length of the long side to the length of the short side of the cell region Cel may be 1.2 or less.

셀이 정사각형인 경우에는, 금속 전극 표면과 금속 커버 표면에 동일 패턴의 정재파가 형성된다. 금속 전극과 금속 커버의 주위의 대응되는 위치로부터 각각 동일 위상, 동일 강도의 금속 표면파가 공급되기 때문이다. 도 3a, 도 3b는 금속 전극(310)의 표면 및 금속 커버(320)의 표면에 형성되는 금속 표면파의 정재파 패턴을 나타낸 시뮬레이션 결과이다. 흰 부분이 전계가 강한 부분, 검은 부분이 전계가 약한 부분이다. 금속 전극(310)의 오른쪽 위 1 / 4의 부분과 금속 커버(320)의 왼쪽 아래 1 / 4의 부분 및 그 사이의 유전체판(305) 부분만이 나타나 있다.When the cell is square, standing waves of the same pattern are formed on the metal electrode surface and the metal cover surface. This is because metal surface waves of the same phase and the same intensity are respectively supplied from corresponding positions around the metal electrode and the metal cover. 3A and 3B illustrate simulation results of standing wave patterns of metal surface waves formed on the surface of the metal electrode 310 and the surface of the metal cover 320. The white part is the strong electric field and the black part is the weak electric field. Only the portion of the upper right quarter of the metal electrode 310 and the portion of the lower left quarter of the metal cover 320 and the portion of the dielectric plate 305 therebetween are shown.

금속 전극 표면에서는 도 3a의 A1, B1, C1의 위치에 정재파의 파복이 존재한다. 한편, 이들과 대응되는 금속 커버 표면의 위치, A2, B2, C2에 금속 전극 표면 상과 동일한 강도의 정재파의 파복이 보인다.On the metal electrode surface, standing wave breakage exists at positions A1, B1, and C1 of FIG. 3A. On the other hand, breakage of standing waves of the same intensity as that on the metal electrode surface is seen at positions A2, B2 and C2 of the metal cover surfaces corresponding thereto.

한편, 셀이 직사각형인 경우에는, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 금속 전극 표면과 금속 커버 표면에는 상이한 패턴의 정재파가 형성된다. 금속 전극(310)과 금속 커버(320)의 주위의 대응되는 위치로부터 공급되는 금속 표면파의 위상, 강도가 일치하지 않기 때문이다.On the other hand, when the cell is rectangular, as shown in Fig. 3B, standing waves of different patterns are formed on the metal electrode surface and the metal cover surface. This is because the phase and intensity of the metal surface wave supplied from the corresponding positions around the metal electrode 310 and the metal cover 320 do not match.

금속 전극 표면의 정재파의 파복의 위치(A1, B1, C1)와 이들과 대응되는 금속 커버 표면의 정재파의 파복의 위치(A2, B2, C2)에서, A2에서의 전계는 A1보다 약하고, B2에서의 전계는 B1보다 강하고, C2에서의 전계는 C1보다 약하다는 것을 알 수 있다.At the positions (A1, B1, C1) of the standing waves of the standing electrode on the metal electrode surface and the positions of the standing waves of the standing waves of the metal cover surface corresponding thereto (A2, B2, C2), the electric field at A2 is weaker than A1 and at B2. It can be seen that the electric field of is stronger than B1 and the electric field at C2 is weaker than C1.

이와 같이, 금속 전극 표면과 금속 커버 표면에 형성되는 금속 표면파의 정재파의 대칭성이 나쁘면, 균일성의 제어가 어려워 균일한 플라즈마를 여기하는 것이 곤란하다. 실용에 견딜 수 있는 균일한 플라즈마를 생성하기 위해서는, 금속 전극 표면과 금속 커버 표면의 대응되는 위치에서의 금속 표면파의 전계 강도비의 평균치가 1.5 이하, 보다 바람직하게는 1.1 이하로 되어 있는 것이 바람직하다.Thus, if the symmetry of the standing wave of the metal surface wave formed in the metal electrode surface and the metal cover surface is bad, it will be difficult to control uniformity and it will be difficult to excite a uniform plasma. In order to produce a uniform plasma that can withstand practical use, it is preferable that the average value of the electric field intensity ratio of the surface acoustic wave at the corresponding position between the metal electrode surface and the metal cover surface is 1.5 or less, more preferably 1.1 or less. .

도 4에 셀의 종횡비와 대응되는 위치에서의 금속 표면파의 전계 강도비의 관계를 나타낸다. 이는 전자계(電磁界)의 시뮬레이션에 의해 계산한 결과이다. 세로축은 A1(A2), B1(B2) 및 C1(C2)의 각각의 위치에서 금속 전극(310)과 금속 커버(320) 중 전계 강도의 극대치가 큰 쪽의 값을 작은 쪽의 값으로 나눈 비를 A, B, C에 대하여 평균화한 것이다. 셀이 정사각형인 경우(종횡비가 1인 경우), 셀의 1 변의 길이는 214 mm로 하였다. 종횡비가 1 이외인 경우에는 셀의 면적을 일정하게 유지한 채로 종횡의 비를 변경하였다.4 shows the relationship between the electric field intensity ratios of the metal surface waves at positions corresponding to the aspect ratios of the cells. This is the result calculated by the simulation of the electromagnetic field. The vertical axis is a ratio obtained by dividing the value of the maximum value of the electric field strength among the metal electrode 310 and the metal cover 320 by the smaller value at each position of A1 (A2), B1 (B2), and C1 (C2). Is averaged with respect to A, B, and C. When the cell was square (when the aspect ratio was 1), the length of one side of the cell was 214 mm. When the aspect ratio was other than 1, the aspect ratio was changed while keeping the area of the cell constant.

셀이 정사각형인 경우(종횡비가 1인 경우)에는, 대응되는 위치에서의 금속 표면파의 전계 강도가 어디에서도 동일하므로 전계 강도비는 1이 되어 있다. 셀의 종횡비가 커지면 전계 강도비는 증가한다는 것을 알 수 있다.When the cell is square (when the aspect ratio is 1), the electric field strength ratio is 1 since the electric field strength of the metal surface wave at the corresponding position is the same anywhere. It can be seen that as the aspect ratio of the cell increases, the electric field strength ratio increases.

도 4의 결과로부터, 전계 강도비를 1.5 이하로 하기 위해서는 셀의 종횡비를 1.2 이하로 하면 된다는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 금속 전극 표면과 금속 커버 표면에 형성되는 금속 표면파의 정재파의 분포를 동일 또는 근사하게 할 수 있다. 그 결과, 또한 각각의 분포에 큰 편향이 발생하지 않아 균일한 플라즈마를 생성할 수 있다.4 shows that in order to make the electric field intensity ratio 1.5 or less, the aspect ratio of the cell should be 1.2 or less. Thereby, the distribution of the standing wave of the metal surface wave formed in the metal electrode surface and the metal cover surface can be made the same or approximate. As a result, a large deflection does not occur in each distribution, so that a uniform plasma can be generated.

또한, 전계 강도비를 1.1 이하로 하기 위해서는 셀의 종횡비를 1.1 이하로 하면 된다는 것을 알 수 있다. 이에 따르면, 금속 전극 표면과 금속 커버 표면에 형성되는 금속 표면파의 정재파의 분포를 보다 동일 또는 근사하게 할 수 있다. 그 결과, 또한 각각의 분포에 큰 편향이 발생하지 않아 균일한 플라즈마를 생성할 수 있다.In addition, in order to make electric field intensity ratio 1.1 or less, it turns out that an aspect ratio of a cell should just be 1.1 or less. According to this, the distribution of the standing waves of the metal surface waves formed on the metal electrode surface and the metal cover surface can be made the same or approximate. As a result, a large deflection does not occur in each distribution, so that a uniform plasma can be generated.

<충전용 유전체의 매립>Landfill of Dielectrics for Charging

이어서, 금속 전극(310)과 금속 커버(320)의 사이에 충전용 유전체(315)를 매립한 점에 대하여 설명한다.Next, the filling dielectric 315 is embedded between the metal electrode 310 and the metal cover 320.

도 5의 a에 도시한 금속 전극(310)과 금속 커버(320)의 사이의 홈 부분(Gap)에서는 가스가 흐르기 어려워 정류(停留)하기 쉽다. 예를 들면, 플라즈마 클리닝의 공정에서는 간극의 내부에 클리닝 가스가 유입되기 어려워 간극의 내면에 부착된 막이 제거되기 어렵다고 하는 문제가 있다.In the groove portion Gap between the metal electrode 310 and the metal cover 320 shown in FIG. 5A, gas hardly flows to facilitate rectification. For example, in the plasma cleaning process, there is a problem that it is difficult for the cleaning gas to flow into the gap, so that the film adhered to the inner surface of the gap is difficult to remove.

또한, 홈 형상의 간극의 부분에서는 3 방향이 벽으로 둘러싸여 있기 때문에 플라즈마의 전자 밀도가 내려가기 쉬워 안정된 밀도가 정해진 플라즈마를 유지하기가 어렵다. 금속 전극(310)과 금속 커버(320) 또는 사이드 커버(350)의 사이의 유전체판(305)으로부터 금속 표면파가 공급되기 때문에, 이 부분에서 안정된 밀도가 정해진 플라즈마가 유지되어 있지 않으면 플라즈마 전체가 불안정하여 불균일해진다고 하는 문제가 있다.In addition, since the three directions are surrounded by walls in the groove-shaped gap, the electron density of the plasma tends to be lowered, and it is difficult to maintain the plasma having a stable density. Since the metal surface wave is supplied from the dielectric plate 305 between the metal electrode 310 and the metal cover 320 or the side cover 350, the entire plasma is unstable unless a plasma having a stable density is maintained at this portion. There is a problem that it becomes uneven.

또한, 유전체판(305)을 투과한 마이크로파는 금속 전극 표면과 금속 커버 표면으로 나뉘어 전반하는데, 도 5의 b에 도시한 홈 부분(Gap)에서는 시스 영역(S)에 가해지는 전계(E)의 강도에 편향이 발생하기 쉬워 금속 전극(310)의 표면을 전반하는 금속 표면파(MS1)와 금속 커버(320) 또는 사이드 커버(350)의 표면을 전반하는 금속 표면파(MS2)의 에너지의 분배에 차이가 발생한다고 하는 문제가 있다.In addition, the microwave transmitted through the dielectric plate 305 is divided into the metal electrode surface and the metal cover surface, and propagates. In the groove portion Gap illustrated in FIG. 5B, the microwave E is applied to the sheath region S. Differences in the energy distribution of the metal surface wave MS1 propagating on the surface of the metal electrode 310 and the metal surface wave MS2 propagating on the surface of the metal cover 320 or the side cover 350 are likely to cause deflection in strength. There is a problem that occurs.

이에 반해, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 마이크로파 플라즈마 처리 장치(10)에서는 홈 부분(Gap)에 충전용 유전체(315)가 매립된다. 이에 따라, 홈은 없어지고 금속 전극(310)과 금속 커버(320) 또는 사이드 커버(350)의 사이는 평탄해진다. 이에 따르면, 클리닝 가스가 유입되기 어려운 공간이 없어져, 클리닝의 효율이 높아져 메인터넌스가 용이해진다. 또한, 불안정한 밀도가 정해지지 않은 플라즈마가 발생하는 공간이 없어져, 이상 방전을 방지하여 균일한 플라즈마를 안정적으로 생성할 수 있다. 또한, 도 6a에 도시한 바와 같이, 충전용 유전체(315)를 개재하여 마이크로파가 처리 용기 내로 공급되기 때문에, 충전용 유전체(315)로부터 금속 전극측의 시스 영역(S) 및 금속 커버(또는 사이드 커버)측의 시스 영역에 가해지는 전계(E)의 강도에 편향이 발생하기 어려워, 금속 전극(310)의 표면을 전반하는 금속 표면파(MS1)와 금속 커버(320)(또는 사이드 커버(350))의 표면을 전반하는 금속 표면파(MS2)에 에너지가 등분배된다. 그 결과, 균일한 플라즈마가 안정적으로 생성된다.In contrast, as shown in FIG. 1, in the microwave plasma processing apparatus 10 according to the present embodiment, the filling dielectric 315 is embedded in the groove portion Gap. As a result, the groove disappears and the metal electrode 310 and the metal cover 320 or the side cover 350 become flat. According to this, there is no space where the cleaning gas is hard to flow in, thereby increasing the cleaning efficiency and facilitating maintenance. In addition, there is no space for generating a plasma in which an unstable density is not determined, and abnormal discharge can be prevented to uniformly generate a uniform plasma. In addition, as shown in FIG. 6A, since the microwaves are supplied into the processing vessel via the filling dielectric 315, the sheath region S and the metal cover (or side) on the metal electrode side from the filling dielectric 315. Since the deflection hardly occurs in the strength of the electric field E applied to the sheath region on the side of the cover), the metal surface wave MS1 and the metal cover 320 (or the side cover 350) propagating the surface of the metal electrode 310. The energy is equally distributed to the metal surface wave (MS2) propagating through the surface of). As a result, uniform plasma is stably generated.

충전용 유전체(315)는 도 6a에서 금속 전극(310)과 사이드 커버(350)(또는 금속 커버(320))의 사이의 홈을 평탄화하도록 배설되어 있다. 그러나, 충전용 유전체(315)는, 도 6b에 도시한 바와 같이, 상기 홈으로부터 돌출되어 있어도 좋다. 또한, 도 6c에 도시한 바와 같이, 상기 홈에 매몰되어 있어도 좋다. 어느 경우라도 금속 전극 주위에서의 가스의 정류를 방지하여 균일한 플라즈마를 안정적으로 유지하기 위해 기능할 수 있다. 또한, 도 6c는 처리 용기(덮개체(300))의 천장면의 유전체판(305)이 설치되지 않은 부분에 금속 전극(310)과 동일 또는 상사형의 볼록부(300c)가 형성되고, 이 볼록부(300c)와 금속 전극(310)의 사이에 충전용 유전체(315)가 설치되어 있다. 또한, 유전체판(305)과 충전용 유전체(315)는 일체로 되어 있어도 좋다.The charging dielectric 315 is disposed in FIG. 6A to planarize the groove between the metal electrode 310 and the side cover 350 (or the metal cover 320). However, the filling dielectric 315 may protrude from the groove as shown in Fig. 6B. In addition, as shown in Fig. 6C, the groove may be buried in the groove. In either case, it can function to prevent the rectification of the gas around the metal electrode and to maintain a uniform plasma. In addition, in FIG. 6C, the convex part 300c which is the same as or similar to the metal electrode 310 is formed in the part in which the dielectric plate 305 of the ceiling surface of the process container (cover body 300) is not provided, and this convex part is formed. A charging dielectric 315 is provided between the portion 300c and the metal electrode 310. In addition, the dielectric plate 305 and the filling dielectric 315 may be integrated.

도 7에는 1 개의 금속 전극(310) 및 그 주변을 도시하고 있다. 금속 전극(310)의 단부는 면취되어 경사가 형성되어 있다. 충전용 유전체(315)는 금속 전극(310)의 외주를 둘러싸도록 금속 전극(310)의 주연부로부터 노출된 유전체판(305)의 하면(플라즈마측의 면)에 설치된 틀 형상 부재이다. 충전용 유전체(315)의 외주는 유전체판(305)과 동일한 8 각형이다. 충전용 유전체(315)의 금속 전극(310)의 각 변의 중앙 근방에는 돌출 부분(315a)이 형성되어 있다. 충전용 유전체(315)는 금속 전극(310)의 정점 근방에서도 약간 돌출되어 있다(돌출 부분(315b)). 금속 전극(310)의 중앙 근방의 돌출 부분(315a)은 금속 전극(310)의 정점 근방의 돌출 부분(315b)보다 플라즈마측으로 돌출되어 있다. 또한, 충전용 유전체(315)의 돌출은 금속 전극(310)의 중심에 대하여 점 대칭으로 형성되어 있다. 이에 따라, 금속 전극 주위의 전계 강도 분포에 편향을 없애고 균일한 플라즈마를 생성할 수 있다.7 shows one metal electrode 310 and its periphery. The end of the metal electrode 310 is chamfered to form a slope. The charging dielectric 315 is a frame member provided on the bottom surface (plasma side) of the dielectric plate 305 exposed from the periphery of the metal electrode 310 so as to surround the outer circumference of the metal electrode 310. The outer circumference of the filling dielectric 315 is the same octagon as the dielectric plate 305. A protruding portion 315a is formed near the center of each side of the metal electrode 310 of the charging dielectric 315. The charging dielectric 315 slightly protrudes even near the apex of the metal electrode 310 (protrusion portion 315b). The protruding portion 315a near the center of the metal electrode 310 protrudes toward the plasma side than the protruding portion 315b near the vertex of the metal electrode 310. In addition, the protrusion of the charging dielectric 315 is formed symmetrically with respect to the center of the metal electrode 310. As a result, it is possible to eliminate the deflection in the electric field intensity distribution around the metal electrode and generate a uniform plasma.

<금속 전극의 고정 나사><Static screw of metal electrode>

마지막으로, 금속 전극(310)을 고정하는 나사의 종류 또는 형상, 고정 위치 등을 적정화한 점에 대하여 설명한다. 도 8에는 1 개의 셀 영역(Cel)에 포함되는 금속 전극(310)이 도시되어 있다. 도 9는 도 8의 3 - 3 단면이다.Finally, a description will be given of a suitable type or shape of a screw for fixing the metal electrode 310, a fixed position, and the like. 8 illustrates a metal electrode 310 included in one cell region Cel. FIG. 9 is a 3-3 cross section of FIG. 8.

도 9에 도시한 유전체판(305) 및 금속 전극(310)은 진공과 대기를 차단하는 부분에 설치되어 있다. 이 때문에, O 링(220)의 내측에서는 유전체판(305) 및 금속 전극(310)으로는 대기측으로부터 진공측을 향하여 큰 압력이 가해지고 있다. 또한, O 링(220)의 탄성력에 의해 유전체판(305) 및 금속 전극(310)으로는 하측의 큰 힘이 가해지고 있다. 따라서, 유전체판(305)과 덮개체(300)의 사이에는 간극이 생기기 쉽다.The dielectric plate 305 and the metal electrode 310 shown in FIG. 9 are provided in the part which cuts off vacuum and air | atmosphere. For this reason, a large pressure is applied to the dielectric plate 305 and the metal electrode 310 from the atmosphere side toward the vacuum side inside the O ring 220. In addition, a large downward force is applied to the dielectric plate 305 and the metal electrode 310 by the elastic force of the O-ring 220. Therefore, a gap tends to be formed between the dielectric plate 305 and the lid 300.

셀의 사이즈를 크게 하면, 장치 당(當) 셀의 수가 줄어 비용을 저감시킬 수 있다. 그러나, 셀의 사이즈를 크게 하면 유전체판(305)의 근방에 보다 간극이 발생하기 쉬워지고 또한, 플라즈마로부터의 입열이 증가하여 금속 전극(310)이 과열된다는 문제가 있다.When the size of the cell is increased, the number of cells per device can be reduced and the cost can be reduced. However, when the size of the cell is increased, a gap is more likely to occur in the vicinity of the dielectric plate 305, and heat input from the plasma increases, causing the metal electrode 310 to overheat.

마이크로파는 도체를 투과할 수 없다. 이 때문에, 마이크로파는 제 1 동축관(610)을 전반한 후 유전체판(305)을 투과하고 또한 충전용 유전체(315)를 투과하여 처리실 내로 도입된다. 설계 시에는 간극이 없는 상태의 마이크로파의 전송 효율을 고려하여 마이크로파의 전송 경로의 설계치가 미리 정해진다. 그러나, 실제로는 약간의 간극이 발생한다. 이 경우, 프로세스 중에는 간극에 의해 마이크로파의 파장과 전반 속도가 변화되기 때문에, 설계치에 대하여 실제의 임피던스의 변화에 차이가 발생하여, 플라즈마측으로부터의 마이크로파의 반사가 커져 마이크로파의 에너지의 공급 효율이 나빠진다. 또한 플라즈마측으로부터의 마이크로파의 반사가 커지면, 도 9의 제 1 동축관(610)의 내부에서 마이크로파의 정재파비(정재파의 피크비)가 커져 동축관 내에서 방전이 발생하여, 제 1 동축관(610)의 내부가 가열되거나 이상 방전이 발생하는 사태가 되는 경우가 있다.Microwaves cannot penetrate the conductors. For this reason, the microwaves propagate through the first coaxial tube 610 and then pass through the dielectric plate 305 and through the filling dielectric 315 and are introduced into the process chamber. In the design, the design value of the microwave transmission path is predetermined in consideration of the microwave transmission efficiency without a gap. In practice, however, some gaps occur. In this case, the wavelength and propagation velocity of the microwaves are changed by the gap during the process. Therefore, a difference occurs in the actual impedance change with respect to the design value, and the reflection of the microwaves from the plasma side is increased, resulting in the efficiency of supplying microwave energy. Falls out. In addition, when the reflection of the microwave from the plasma side increases, the standing wave ratio of the microwaves (peak ratio of standing waves) increases inside the first coaxial tube 610 of FIG. 9 to generate a discharge in the coaxial tube, thereby causing the first coaxial tube ( The inside of 610 may be heated, or abnormal discharge may occur.

따라서, 본 실시예에 따른 금속 전극(310)에서는 금속 전극(310) 및 유전체판(305)를 단단히 밀착시켜 덮개체(300)에 고정한다. 즉, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 금속 전극(310)은 4 개의 제 1 나사(380) 및 제 1 나사(380)와 상이한 4 개의 제 2 나사(390)에 의해 덮개체(300) 내부의 천장면에 단단히 고정된다. 4 개의 제 1 나사(380) 및 4 개의 제 2 나사(390)는 금속 전극(310)의 중심에 대하여 축 대칭인 위치에서 금속 전극(310)을 고정한다. 4 개의 제 1 나사(380)는 금속 전극(310)의 대각선(D1, D2) 상에 위치하고 있다.Therefore, in the metal electrode 310 according to the present embodiment, the metal electrode 310 and the dielectric plate 305 are tightly adhered to each other to be fixed to the lid 300. That is, as shown in FIG. 8 and FIG. 9, the metal electrode 310 is covered by the cover 300 by four first screws 380 and four second screws 390 different from the first screws 380. ) It is firmly fixed to the ceiling inside. Four first screws 380 and four second screws 390 secure the metal electrode 310 at a position axially symmetric with respect to the center of the metal electrode 310. Four first screws 380 are positioned on the diagonals D1 and D2 of the metal electrode 310.

4 개의 제 2 나사(390)는 금속 전극(310)의 중심에서부터의 거리가 동일하고 또한 4 개의 제 1 나사(380)의 위치와 상이한 위치에서 금속 전극(310)을 고정한다. 4 개의 제 2 나사(390)는 4 개의 제 1 나사(380)보다 금속 전극(310)의 중심측에 위치하고 있다. 4 개의 제 1 나사(380)의 직경은 4 개의 제 2 나사(390)의 직경보다 작다. 4 개의 제 1 나사(380) 및 4 개의 제 2 나사(390)는 금속 전극의 중심에 대하여 대칭성을 가지고 있다.The four second screws 390 fix the metal electrodes 310 at positions equal in distance from the center of the metal electrodes 310 and different from positions of the four first screws 380. Four second screws 390 are located at the center of the metal electrode 310 than the four first screws 380. The diameter of the four first screws 380 is smaller than the diameter of the four second screws 390. Four first screws 380 and four second screws 390 are symmetrical with respect to the center of the metal electrode.

이와 같이, 제 1 나사(380)에 추가로 제 2 나사(390)를 설치하고 또한 제 1 나사(380) 및 제 2 나사(390)의 위치 및 직경을 최적화함으로써, 금속 표면파의 분포를 적절하게 조정하여 보다 균일한 플라즈마를 생성하는 것이 가능해진다. 또한, 임피던스를 적절하게 조정하여 플라즈마측으로부터의 마이크로파의 반사를 보다 작게 억제 가능해진다.Thus, by installing the second screw 390 in addition to the first screw 380 and optimizing the positions and diameters of the first screw 380 and the second screw 390, the distribution of the surface acoustic wave can be properly adjusted. It can be adjusted to generate a more uniform plasma. In addition, by appropriately adjusting the impedance, the reflection of the microwaves from the plasma side can be further reduced.

금속 전극(310)이 정사각형인 경우, 4 개의 제 2 나사(390)는 등간격으로 설치된 4 개의 제 1 나사(380) 중 인접하는 제 1 나사(380)로부터 등거리에 있는 위치에 각각 설치된다. 구체적으로는, 도 8에 도시한 바와 같이, 4 개의 제 2 나사(390)는 금속 전극(310)의 중심과 셀 영역(Cel)의 정점을 연결한 직선(B1, B2) 상에 설치된다. 4 개의 제 1 나사(380) 및 4 개의 제 2 나사(390)는 금속 전극의 중심에 대하여 점 대칭이 된다.When the metal electrode 310 is square, the four second screws 390 are installed at equidistant positions from the adjacent first screws 380 among the four first screws 380 provided at equal intervals. Specifically, as shown in FIG. 8, four second screws 390 are provided on straight lines B1 and B2 connecting the center of the metal electrode 310 and the vertex of the cell region Cel. Four first screws 380 and four second screws 390 are point symmetric about the center of the metal electrode.

4 개의 제 2 나사(390)는 도 1의 4 개의 제 1 나사(380)와 같이 금속 전극(310)의 플라즈마면과 동일 면 내에서 금속 전극(310)으로부터 노출되어 있어도 좋고, 도 9와 같이 금속 전극(310)의 플라즈마면까지 노출되지 않은 상태로 유전체판(305) 및 금속 전극(310)을 천장면에 보지하도록 해도 좋다. 또한, 제 1 나사(380) 및 제 2 나사(390)의 개수는 4 개일 필요는 없다.The four second screws 390 may be exposed from the metal electrode 310 in the same plane as the plasma surface of the metal electrode 310 like the four first screws 380 of FIG. 1, as shown in FIG. 9. The dielectric plate 305 and the metal electrode 310 may be held on the ceiling surface without being exposed to the plasma surface of the metal electrode 310. In addition, the number of the first screw 380 and the second screw 390 need not be four.

이에 따라, 마이크로파의 전반 경로에 간극 또는 홈 등을 형성하지 않음으로써, 플라즈마측으로부터의 마이크로파의 반사를 줄일 수 있어 마이크로파의 에너지의 공급 효율을 높일 수 있다. 그 결과, 전자 밀도가 높고 균일한 플라즈마를 안정적으로 생성할 수 있다. 또한, 제 1 나사(380) 및 제 2 나사(390)를 통하여 플라즈마측의 열을 덮개체(300)측으로 방출할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 제 1 및 제 2 나사의 직경 및 배치 위치를 적정화하였기 때문에, 금속 전극(310)의 전계의 균일성을 도모할 수 있다.Accordingly, by not forming a gap or groove in the propagation path of the microwaves, the reflection of the microwaves from the plasma side can be reduced, and the supply efficiency of the microwave energy can be improved. As a result, it is possible to stably generate a plasma having a high electron density and uniformity. In addition, heat on the plasma side may be discharged to the cover 300 through the first screw 380 and the second screw 390. In addition, in this embodiment, since the diameters and the arrangement positions of the first and second screws are optimized, uniformity of the electric field of the metal electrode 310 can be achieved.

이상, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다는 것은 말할 필요도 없다. 당업자라면 특허 청구의 범위에 기재된 범주 내에서 각종 변경예 또는 수정예를 도출해낼 수 있다는 것은 자명하며, 이들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.As mentioned above, although the preferred embodiment of this invention was described with reference to an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this example. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be made within the scope of the claims, and they are naturally understood to belong to the technical scope of the present invention.

예를 들면, 금속 전극(310)은 마름모 형상 이외의 다각형이어도 좋다.For example, the metal electrode 310 may be a polygon other than a rhombus shape.

또한, 이상 설명한 각 실시예에서는 915 MHz의 마이크로파를 출력하는 마이크로파원(900)을 들었으나, 896 MHz, 922 MHz, 2.45 GHz 등의 마이크로파를 출력하는 마이크로파원이어도 좋다. 또한, 마이크로파원은 플라즈마를 여기하기 위한 전자파를 발생시키는 전자파원의 일례이며, 100 MHz 이상의 전자파를 출력하는 전자파원이면 마그네트론 또는 고주파 전원도 포함된다.In addition, although the microwave source 900 which outputs the microwave of 915MHz was mentioned in each Example demonstrated above, the microwave source which outputs microwaves, such as 896MHz, 922MHz, 2.45GHz, may be sufficient. In addition, a microwave source is an example of the electromagnetic wave source which generate | occur | produces the electromagnetic wave for exciting a plasma, and a magnetron or a high frequency power supply is included if it is an electromagnetic wave source which outputs the electromagnetic wave of 100 MHz or more.

마이크로파 플라즈마 처리 장치는 성막 처리, 확산 처리, 에칭 처리, 애싱 처리, 플라즈마 도핑 처리 등 플라즈마에 의해 피처리체를 미세 가공하는 각종 프로세스를 실행할 수 있다.The microwave plasma processing apparatus can perform various processes of finely processing a target object by plasma, such as a film forming process, a diffusion process, an etching process, an ashing process, and a plasma doping process.

예를 들면, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치는 대면적의 글라스 기판, 원형의 실리콘 웨이퍼 또는 각형의 SOI(Silicon On Insulator) 기판을 처리할 수도 있다.For example, the plasma processing apparatus according to the present invention may process a large-area glass substrate, a circular silicon wafer, or a rectangular silicon on insulator (SOI) substrate.

Claims (18)

내부에서 가스를 여기시켜 피처리체를 플라즈마 처리하는 처리 용기와,
상기 처리 용기의 외부에 설치되어 전자파를 출력하는 전자파원과,
상기 처리 용기 내의 천장면에 인접하여 설치되고, 상기 전자파원으로부터 출력된 전자파를 상기 처리 용기 내로 방출하는 유전체판과,
상기 유전체판의 플라즈마측의 면에서 상기 유전체판에 인접하여 설치되고, 주연부에서 상기 유전체판의 일부를 상기 처리 용기의 내부에 노출시키는 마름모 형상의 금속 전극을 구비하고,
상기 금속 전극과 상기 유전체판은, 상기 처리 용기의 천장면을 구획하는 가상 영역이며 상기 금속 전극의 2 개의 대각선에 각각 평행한 2 개씩의 직선으로 규정되고, 상기 금속 전극과 상기 유전체판을 포함하는 최소의 직사각형 영역을 셀 영역으로 하여, 상기 셀 영역의 단변의 길이에 대한 장변의 길이의 비가 1.2 이하가 되도록 상기 금속 전극 및 상기 유전체판의 형상이 특정되어 있는 플라즈마 처리 장치.
A processing container for exciting a gas inside to plasma-process a target object,
An electromagnetic wave source provided outside the processing container and outputting electromagnetic waves;
A dielectric plate provided adjacent to the ceiling surface in said processing container and emitting electromagnetic waves output from said electromagnetic wave source into said processing container;
A metal electrode having a rhombus shape provided adjacent to the dielectric plate on the plasma side of the dielectric plate and exposing a portion of the dielectric plate to the inside of the processing container at a peripheral portion thereof;
The metal electrode and the dielectric plate are imaginary regions that divide the ceiling surface of the processing container, and are defined by two straight lines each parallel to two diagonal lines of the metal electrode, and include the metal electrode and the dielectric plate. A plasma processing apparatus in which the shape of the metal electrode and the dielectric plate is specified so that the minimum rectangular region is a cell region and the ratio of the length of the long side to the length of the short side of the cell region is 1.2 or less.
제 1 항에 있어서,
상기 셀 영역의 단변의 길이에 대한 장변의 길이의 비가 1.1 이하가 되도록 상기 금속 전극 및 상기 유전체판의 형상이 특정되어 있는 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 1,
And a shape of the metal electrode and the dielectric plate so that the ratio of the length of the long side to the length of the short side of the cell region is 1.1 or less.
내부에서 가스를 여기시켜 피처리체를 플라즈마 처리하는 처리 용기와,
상기 처리 용기의 외부에 설치되어 전자파를 출력하는 전자파원과,
상기 처리 용기 내의 천장면에 인접하여 설치되고, 상기 전자파원으로부터 출력된 전자파를 상기 처리 용기 내로 방출하는 유전체판과,
상기 유전체판의 플라즈마측의 면에서 상기 유전체판에 인접하여 설치되고, 주연부에서 상기 유전체판의 일부를 상기 처리 용기의 내부에 노출시키는 금속 전극과,
상기 처리 용기의 천장면의 상기 유전체판이 설치되지 않은 부분에 설치되며 상기 금속 전극과 동일 또는 상사형의 금속 커버를 구비하고,
상기 금속 전극과 상기 금속 커버의 사이의 홈에 충전용 유전체가 설치되어 있는 플라즈마 처리 장치.
A processing container for exciting a gas inside to plasma-process a target object,
An electromagnetic wave source provided outside the processing container and outputting electromagnetic waves;
A dielectric plate provided adjacent to the ceiling surface in said processing container and emitting electromagnetic waves output from said electromagnetic wave source into said processing container;
A metal electrode provided adjacent to the dielectric plate on the plasma side of the dielectric plate and exposing a portion of the dielectric plate to the inside of the processing container at a peripheral portion thereof;
It is provided on the portion of the ceiling surface of the processing container where the dielectric plate is not provided, and has a metal cover of the same or similar type as the metal electrode.
And a filling dielectric is provided in the groove between the metal electrode and the metal cover.
내부에서 가스를 여기시켜 피처리체를 플라즈마 처리하는 처리 용기와,
상기 처리 용기의 외부에 설치되어 전자파를 출력하는 전자파원과,
상기 처리 용기 내의 천장면에 인접하여 설치되고, 상기 전자파원으로부터 출력된 전자파를 상기 처리 용기 내로 방출하는 유전체판과,
상기 유전체판의 플라즈마측의 면에서 상기 유전체판에 인접하여 설치되고, 주연부에서 상기 유전체판의 일부를 상기 처리 용기의 내부에 노출시키는 금속 전극과,
상기 처리 용기의 천장면의 상기 유전체판이 설치되지 않은 부분에 설치되며 상기 금속 전극과 동일 또는 상사형의 볼록부를 구비하고,
상기 금속 전극과 상기 볼록부의 사이의 홈에 충전용 유전체가 설치되어 있는 플라즈마 처리 장치.
A processing container for exciting a gas inside to plasma-process a target object,
An electromagnetic wave source provided outside the processing container and outputting electromagnetic waves;
A dielectric plate provided adjacent to the ceiling surface in said processing container and emitting electromagnetic waves output from said electromagnetic wave source into said processing container;
A metal electrode provided adjacent to the dielectric plate on the plasma side of the dielectric plate and exposing a portion of the dielectric plate to the inside of the processing container at a peripheral portion thereof;
It is provided on the portion of the ceiling surface of the processing container where the dielectric plate is not provided, and has a convex portion of the same or similar shape as the metal electrode.
And a filling dielectric is provided in a groove between the metal electrode and the convex portion.
제 3 항에 있어서,
상기 금속 전극의 주위에는 사이드 커버가 설치되며,
상기 충전용 유전체는 상기 금속 전극과 상기 사이드 커버의 사이의 홈에 설치되는 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 3, wherein
Side cover is installed around the metal electrode,
The charging dielectric is disposed in the groove between the metal electrode and the side cover.
제 3 항에 있어서,
상기 충전용 유전체는, 상기 홈에 매몰시키거나, 상기 홈을 평탄화하거나, 또는 상기 홈으로부터 돌출되는 어느 한 상태로 배설되는 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 3, wherein
The charging dielectric is embedded in the groove, planarized, or disposed in any state protruding from the groove.
제 6 항에 있어서,
상기 충전용 유전체는, 상기 금속 전극의 외주를 둘러싸도록 배설되며 상기 홈으로부터 돌출된 부분을 가지는 플라즈마 처리 장치.
The method according to claim 6,
The charging dielectric is disposed so as to surround the outer periphery of the metal electrode and has a portion protruding from the groove.
제 7 항에 있어서,
상기 충전용 유전체는, 상기 금속 전극의 각 변의 적어도 중앙 근방에서 상기 홈으로부터 돌출되어 있는 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 7, wherein
And said filling dielectric protrudes from said groove at least near the center of each side of said metal electrode.
제 7 항에 있어서,
상기 충전용 유전체의 돌출 부분에서는, 상기 금속 전극의 각 변의 중앙 근방의 돌출이 상기 금속 전극의 정점 근방의 돌출보다 큰 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 7, wherein
And a protrusion near the center of each side of the metal electrode is larger than a protrusion near the vertex of the metal electrode.
제 7 항에 있어서,
상기 충전용 유전체의 돌출 부분은 상기 금속 전극의 중심에 대하여 점 대칭으로 형성되어 있는 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 7, wherein
The protruding portion of the filling dielectric is point-symmetrically formed with respect to the center of the metal electrode.
제 3 항에 있어서,
상기 충전용 유전체는 상기 유전체판과 동일한 재질로 형성되어 있는 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 3, wherein
And said filling dielectric is formed of the same material as said dielectric plate.
내부에서 가스를 여기시켜 피처리체를 플라즈마 처리하는 처리 용기와,
상기 처리 용기의 외부에 설치되어 전자파를 출력하는 전자파원과,
상기 처리 용기 내의 천장면에 인접하여 설치되고, 상기 전자파원으로부터 출력된 전자파를 상기 처리 용기 내로 방출하는 유전체판과,
상기 유전체판의 플라즈마측의 면에서 상기 유전체판에 인접하여 설치되고, 주연부에서 상기 유전체판의 일부를 상기 처리 용기의 내부에 노출시키는 금속 전극을 구비하고,
상기 금속 전극은, 복수의 제 1 나사 및 상기 복수의 제 1 나사와 상이한 복수의 제 2 나사에 의해 상기 처리 용기 내의 천장면에 고정되며,
상기 복수의 제 1 나사는 상기 금속 전극의 중심에 대하여 서로 점 대칭인 위치에서 상기 금속 전극을 고정하고,
상기 복수의 제 2 나사는 상기 금속 전극의 중심에 대하여 서로 점 대칭인 위치에 배치되고, 상기 복수의 제 1 나사의 위치와 상이한 위치에서 상기 금속 전극을 고정하는 플라즈마 처리 장치.
A processing container for exciting a gas inside to plasma-process a target object,
An electromagnetic wave source provided outside the processing container and outputting electromagnetic waves;
A dielectric plate provided adjacent to the ceiling surface in said processing container and emitting electromagnetic waves output from said electromagnetic wave source into said processing container;
A metal electrode provided adjacent to the dielectric plate on the surface of the dielectric plate on the plasma side, and exposing a portion of the dielectric plate to the inside of the processing container at a peripheral portion thereof;
The metal electrode is fixed to the ceiling surface in the processing container by a plurality of first screws and a plurality of second screws different from the plurality of first screws,
The plurality of first screws secure the metal electrode at a point symmetrical with respect to the center of the metal electrode,
And the plurality of second screws are disposed at points symmetric with respect to the center of the metal electrode, and fix the metal electrode at a position different from that of the plurality of first screws.
제 12 항에 있어서,
상기 복수의 제 1 나사의 직경은 상기 복수의 제 2 나사의 직경보다 작은 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 12,
And a diameter of the plurality of first screws is smaller than a diameter of the plurality of second screws.
제 12 항에 있어서,
상기 복수의 제 1 나사는 4 개이며, 상기 금속 전극의 대각선 상에 위치하고 있는 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 12,
The plurality of first screws are four and are located on a diagonal of the metal electrode.
제 14 항에 있어서,
상기 복수의 제 2 나사는 4 개이며, 상기 4 개의 제 1 나사보다 상기 금속 전극의 중심측에 위치하고 있는 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 14,
The plurality of second screws are four, and the plasma processing apparatus is located closer to the center of the metal electrode than the four first screws.
제 12 항에 있어서,
상기 금속 전극이 정사각형인 경우, 상기 4 개의 제 2 나사는 상기 등간격으로 설치된 4 개의 제 1 나사 중 인접하는 2 개의 제 1 나사에서부터 등간격인 위치에 각각 설치되는 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 12,
And when the metal electrodes are square, the four second screws are respectively installed at equal intervals from two adjacent first screws among the four first screws provided at equal intervals.
제 1 항에 있어서,
상기 유전체판은 상기 금속 전극의 외주에서 대략 띠 형상으로 상기 처리 용기 내의 천장면에 노출되는 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 1,
And the dielectric plate is exposed to a ceiling surface of the processing container in a substantially band shape at an outer circumference of the metal electrode.
제 1 항에 있어서,
상기 유전체판 및 상기 금속 전극은, 상기 유전체판이 상기 금속 전극과 상기 처리 용기의 천장면에 샌드위치된 상태로 각각 복수 설치되며, 서로 이웃하는 각 금속 전극의 정점끼리가 가장 가까워지도록 상기 천장면에 규칙적으로 배치되는 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 1,
The dielectric plate and the metal electrode are provided in plural in a state where the dielectric plate is sandwiched on the metal electrode and the ceiling surface of the processing container, and the dielectric plate and the metal electrode are regularly arranged on the ceiling surface such that the vertices of the adjacent metal electrodes are closest to each other. Plasma processing apparatus disposed in the.
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