KR20110089116A - Inductively coupled plasma processing apparatus and plasma process method - Google Patents

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KR20110089116A
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antenna circuit
inductively coupled
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KR1020110062799A
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사사키 가즈오
사이토 히토시
사토 료
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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    • 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
    • H01J37/32183—Matching circuits

Abstract

PURPOSE: An inductively coupled plasma processing apparatus and a plasma processing method thereof are provided to supply a computer-readable storage medium where an execution program is stored, thereby providing the inductively coupled plasma processing apparatus and plasma processing method with excellent power efficiency. CONSTITUTION: A process chamber performs a plasma process by accepting a processed substrate. A processed substrate is loaded on a loading stand within the process chamber. A process gas supply system supplies process gas in the process chamber An exhaust system exhausts inside of the process chamber. An antenna circuit is placed between dielectric members outside of the process chamber and forms an induced magnetic field by supplied high frequency power(15) within the process chamber. A parallel circuit is connected to the antenna circuit in parallel and includes an adjustable condenser. Induced coupled plasma is generated in the process chamber by flowing circulating current between the antenna circuit and parallel circuit.

Description

유도 결합 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법{INDUCTIVELY COUPLED PLASMA PROCESSING APPARATUS AND PLASMA PROCESS METHOD}INDUCTIVELY COUPLED PLASMA PROCESSING APPARATUS AND PLASMA PROCESS METHOD}

본 발명은, 액정 표시 장치(LCD) 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD) 제조용 유리 기판 등의 기판에 플라즈마 처리를 실시하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 방법을 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 실행시키는 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 관한 것이다.
The present invention provides an inductively coupled plasma processing apparatus, a plasma processing method, and a plasma processing method for performing a plasma treatment on a substrate such as a glass substrate for manufacturing a flat panel display (FPD) such as a liquid crystal display (LCD). A computer readable storage medium having stored thereon a program to execute.

액정 표시 장치(LCD) 등의 제조 공정에 있어서는, 유리 기판에 소정의 처리를 실시하기 위해, 플라즈마 에칭 장치나 플라즈마 CVD 성막 장치 등의 여러 가지의 플라즈마 처리 장치가 이용된다. 이러한 플라즈마 처리 장치로서는 종래, 용량 결합 플라즈마 처리 장치가 다용되고 있었지만, 최근, 고진공도로 고밀도의 플라즈마를 얻을 수 있다고 하는 큰 이점을 갖는 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma : ICP) 처리 장치가 주목되고 있다.In manufacturing processes, such as a liquid crystal display device (LCD), in order to perform a predetermined process to a glass substrate, various plasma processing apparatuses, such as a plasma etching apparatus and a plasma CVD film-forming apparatus, are used. Conventionally, a capacitively coupled plasma processing apparatus has been widely used as such a plasma processing apparatus. In recent years, attention has been paid to an inductively coupled plasma (ICP) processing apparatus having a great advantage that a high density plasma can be obtained with high vacuum.

유도 결합 플라즈마 처리 장치는, 피처리 기판을 수용하는 처리 용기의 유전체창의 외측에 고주파 안테나를 배치하고, 처리 용기 내에 처리 가스를 공급함과 아울러 이 고주파 안테나에 고주파 전력을 공급함으로써, 처리 용기 내에 유도 결합 플라즈마를 생기게 하고, 이 유도 결합 플라즈마에 의해 피처리 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 것이다. 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 고주파 안테나로서는, 평면 형상의 소정 패턴을 이루는 평면 안테나가 다용되고 있다.The inductively coupled plasma processing apparatus inductively couples in a processing container by arranging a high frequency antenna outside the dielectric window of a processing container containing a substrate to be processed, supplying processing gas into the processing container, and supplying high frequency power to the high frequency antenna. Plasma is generated, and a predetermined plasma treatment is performed on the substrate to be processed by the inductively coupled plasma. As the high frequency antenna of the inductively coupled plasma processing apparatus, a planar antenna constituting a planar predetermined pattern is frequently used.

이러한, 평면 안테나를 이용한 유도 결합 플라즈마 처리 장치에서는, 처리 용기 내의 평면 안테나 바로 아래의 공간에 플라즈마가 생성되지만, 그 때에, 안테나 바로 아래의 각 위치에서의 전계 강도에 비례하여 고플라즈마 밀도 영역과 저플라즈마 영역의 분포를 가져, 평면 안테나의 패턴 형상이 플라즈마 밀도 분포를 결정하는 중요한 요소가 되어 있다.In such an inductively coupled plasma processing apparatus using a planar antenna, plasma is generated in a space immediately below the planar antenna in the processing container, but at that time, a high plasma density region and a low plasma are proportional to the electric field strength at each position immediately below the antenna. With the distribution of the plasma region, the pattern shape of the planar antenna has become an important factor for determining the plasma density distribution.

그런데, 1대의 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 대응해야할 어플리케이션은 하나로는 한정되지 않고, 복수의 어플리케이션에 대응할 필요가 있다. 그 경우에는, 각각의 어플리케이션에 있어서 균일한 처리를 행하기 위해 플라즈마 밀도 분포를 변화시킬 필요가 있고, 그 때문에 고밀도 영역 및 저밀도 영역의 위치를 다르게 하도록 다른 형상의 복수의 안테나를 준비하여 어플리케이션에 따라 안테나를 전환하는 것이 행해지고 있다.By the way, the application which one inductively coupled plasma processing apparatus should respond is not limited to one, but needs to respond to several application. In that case, it is necessary to change the plasma density distribution in order to perform a uniform process in each application. Therefore, a plurality of antennas of different shapes are prepared so that the positions of the high density region and the low density region are different, depending on the application. Switching the antenna is performed.

그러나, 복수의 어플리케이션에 대응하여 복수의 안테나를 준비하여, 다른 어플리케이션마다 교환하는 것은 매우 많은 노력을 요하고, 또한, 최근, LCD용 유리 기판이 현저히 대형화하고 있어 안테나 제조 비용도 고가가 되어 있다.However, preparing a plurality of antennas corresponding to a plurality of applications and replacing them for different applications requires a great deal of effort, and in recent years, the glass substrate for LCDs has been significantly increased, and antenna manufacturing costs are also expensive.

또한, 이와 같이 복수의 안테나를 준비했다고 해도, 주어진 어플리케이션에 있어서 반드시 최적 조건으로는 한정되지 않고, 프로세스 조건의 조정에 따라 대응시키지 않을 수 없다.In addition, even if a plurality of antennas are prepared in this manner, they are not necessarily limited to optimal conditions in a given application and must be coped with adjustment of process conditions.

이에 대하여, 특허 문헌 1에는, 소용돌이형 안테나를 내측 부분과 외측 부분의 2개로 분할하고, 각각 독립한 고주파 전류를 흘리도록 한 플라즈마 처리 장치가 개시되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 내측 부분에 공급하는 파워와 외측 부분에 공급하는 파워를 조정함으로써, 플라즈마 밀도 분포를 제어할 수 있다.In contrast, Patent Document 1 discloses a plasma processing apparatus in which a vortex antenna is divided into two parts, an inner part and an outer part, so that independent high-frequency currents flow. According to such a structure, plasma density distribution can be controlled by adjusting the power supplied to an inner part, and the power supplied to an outer part.

그러나, 특허 문헌 1에 기재된 기술에서는, 소용돌이형 안테나의 내측 부분용 고주파 전원과 외측 부분용 고주파 전원의 2개의 고주파 전원을 마련하거나, 또는 전력 분배 회로를 마련할 필요가 있어, 장치가 대규모가 되어, 장치 비용이 높아진다. 또한, 이 경우는 전력 손실이 커 전력 비용이 높아지고, 또한 정밀한 플라즈마 밀도 분포 제어를 행하는 것이 곤란하다.However, in the technique described in Patent Literature 1, it is necessary to provide two high frequency power sources, a high frequency power source for the inner part and a high frequency power source for the outer part of the vortex antenna, or to provide a power distribution circuit. This increases the cost of the device. In this case, the power loss is large, the power cost is high, and it is difficult to perform precise plasma density distribution control.

그래서, 특허 문헌 2에는, 처리실 내의 주로 외측 부분에 유도 전계를 형성하는 외측 안테나부와, 주로 내측 부분에 유도 전계를 형성하는 내측 안테나부를 갖는 고주파 안테나를 배치하고, 외측 안테나부와 내측 안테나부의 한쪽에 가변 콘덴서를 접속하고, 이 가변 콘덴서의 용량을 조절함으로써, 외측 안테나부 및 내측 안테나부의 전류치를 제어하고, 처리실 내에 형성되는 유도 결합 플라즈마의 플라즈마 전자 밀도 분포를 제어하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 기재되어 있다.
Therefore, in Patent Document 2, a high frequency antenna having an outer antenna portion that mainly forms an induction electric field in the outer portion of the processing chamber and an inner antenna portion that mainly forms the induction electric field in the inner portion is disposed, and one of the outer antenna portion and the inner antenna portion is disposed. The inductively coupled plasma processing apparatus which controls the plasma electron density distribution of the inductively coupled plasma formed in a process chamber by controlling a current of an outer antenna part and an inner antenna part by connecting a variable capacitor to the capacitor and adjusting the capacitance of this variable capacitor, is described. It is.

특허 문헌 1: 일본 특허 제 3077009 호 공보Patent Document 1: Japanese Patent No. 3077009 특허 문헌 2: 일본 특허 공개 제 2007-311182 호 공보Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-311182

특허 문헌 2에 기재된 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 의하면, 외측 안테나부 및 내측 안테나부의 전류치를 제어함으로써, 안테나를 교환하지 않고, 처리실 내에 형성되는 유도 결합 플라즈마의 플라즈마 전자 밀도 분포를 제어할 수 있다.According to the inductively coupled plasma processing apparatus described in Patent Document 2, the plasma electron density distribution of the inductively coupled plasma formed in the processing chamber can be controlled without replacing the antennas by controlling the current values of the outer and inner antenna portions.

그러나, 특허 문헌 2에 있어서는, 플라즈마 전자 밀도 분포를 제어할 수는 있지만, 파워 효율은, 예컨대, 특허 문헌 1에 기재된 유도 결합 플라즈마와 거의 다르지 않다. 이 때문에, 보다 고밀도의 플라즈마를 얻고자 하는 경우에는, 종래와 같이, 외측 안테나부와 내측 안테나부에 공급하는 고주파 전력의 전력량을 높이지 않으면 안되었다.However, in Patent Document 2, although the plasma electron density distribution can be controlled, the power efficiency is not substantially different from the inductively coupled plasma described in Patent Document 1, for example. For this reason, when it is desired to obtain a higher density plasma, the amount of high-frequency power supplied to the outer antenna portion and the inner antenna portion has to be increased as in the prior art.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 보다 파워 효율이 좋은 유도 결합 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 처리 방법 및 이 플라즈마 처리 방법을 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 실행시키는 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a more power efficient inductively coupled plasma processing apparatus, a plasma processing method, and a computer readable storage medium having stored thereon a program for executing the plasma processing method. For the purpose of

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제 1 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치는, 피처리 기판을 수용하여 플라즈마 처리를 실시하는 처리실과, 상기 처리실 내에서 피처리 기판이 탑재되는 탑재대와, 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와, 상기 처리실 내를 배기하는 배기계와, 상기 처리실의 외부에 유전체 부재를 사이에 두고 배치되어, 고주파 전력이 공급되는 것에 따라 상기 처리실 내에 유도 전계를 형성하는 안테나 회로와, 상기 안테나 회로에 병렬로 접속된 병렬 회로를 구비하고, 상기 안테나 회로의 임피던스와 상기 병렬 회로의 임피던스를 역위상으로 하여, 상기 처리실 내에 유도 결합 플라즈마를 생성하도록 구성되어 있다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, the inductively coupled plasma processing apparatus which concerns on the 1st aspect of this invention is a processing chamber which accommodates a to-be-processed substrate and performs a plasma processing, the mounting table in which the to-be-processed substrate is mounted in the said process chamber, A processing gas supply system for supplying a processing gas into the processing chamber, an exhaust system for exhausting the inside of the processing chamber, and a dielectric member disposed outside the processing chamber, and an induction electric field is generated in the processing chamber as high frequency power is supplied. And an antenna circuit to be formed, and a parallel circuit connected in parallel to the antenna circuit, and configured to generate an inductively coupled plasma in the processing chamber with the impedance of the antenna circuit and the impedance of the parallel circuit reversed.

또한, 본 발명의 제 2 형태에 따른 플라즈마 처리 방법은, 피처리 기판을 수용하여 플라즈마 처리를 실시하는 처리실과, 상기 처리실 내에서 피처리 기판이 탑재되는 탑재대와, 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와, 상기 처리실 내를 배기하는 배기계와, 상기 처리실의 외부에 유전체 부재를 사이에 두고 배치되어, 고주파 전력이 공급되는 것에 따라 상기 처리실 내에 유도 전계를 형성하는 안테나 회로와, 상기 안테나 회로에 병렬로 접속된 병렬 회로를 구비하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 이용한 플라즈마 처리 방법으로서, 상기 안테나 회로의 임피던스와 상기 병렬 회로의 임피던스를 역위상으로 하여, 상기 처리실 내에 유도 결합 플라즈마를 생성한다.Moreover, the plasma processing method which concerns on the 2nd aspect of this invention is a processing chamber which accommodates a to-be-processed board | substrate, and performs a plasma process, the mounting table in which a to-be-processed board | substrate is mounted in the said process chamber, and supplies a process gas into the said process chamber. A processing gas supply system, an exhaust system exhausting the inside of the processing chamber, an antenna circuit disposed between the dielectric member outside the processing chamber, and an induction electric field formed in the processing chamber as the high frequency power is supplied; A plasma processing method using an inductively coupled plasma processing apparatus having parallel circuits connected in parallel to an antenna circuit, wherein the inductively coupled plasma is generated in the processing chamber by making the impedance of the antenna circuit and the impedance of the parallel circuit reversed. .

또한, 본 발명의 제 3 형태에 따른 기억 매체는, 컴퓨터상에서 동작하는 제어 프로그램이 기억된 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체로서, 상기 제어 프로그램이, 실행시에, 상기 제 2 형태에 따른 플라즈마 처리 방법이 행해지도록 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 제어시킨다.
The storage medium according to the third aspect of the present invention is a computer-readable storage medium in which a control program operating on a computer is stored, and when the control program is executed, the plasma processing method according to the second aspect is performed. To control the inductively coupled plasma processing apparatus.

본 발명에 따르면, 보다 파워 효율이 좋은 유도 결합 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 처리 방법 및 이 플라즈마 처리 방법을 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 실행시키는 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체를 제공할 수 있다.
According to the present invention, it is possible to provide an inductively coupled plasma processing apparatus having a higher power efficiency, a plasma processing method, and a computer-readable storage medium having stored therein a program for executing the plasma processing method.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 나타내는 단면도,
도 2는 제 1 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 이용되는 고주파 안테나를 나타내는 평면도,
도 3은 제 1 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 고주파 안테나로의 급전 회로의 일례를 나타내는 도면,
도 4는 급전 회로의 한 회로예를 나타내는 회로도,
도 5는 임피던스의 콘덴서 C의 용량 의존성을 나타내는 도면,
도 6은 외측 전류 및 내측 전류의 콘덴서 C의 용량 의존성을 나타내는 도면,
도 7은 외측 전류 및 내측 전류의 콘덴서 C의 용량 의존성(절대치 표시)을 나타내는 도면,
도 8은 제 1 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 고주파 안테나에 흐르는 전류를 나타내는 도면,
도 9는 참고예에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 고주파 안테나에 흐르는 전류를 나타내는 도면,
도 10은 처리실 내에 탑재한 피처리 기판상의 플라즈마 전자 밀도의 분포를 나타내는 도면,
도 11은 급전 회로의 다른 회로예를 나타내는 회로도,
도 12는 임피던스의 콘덴서 C의 용량 의존성을 나타내는 도면,
도 13(a)~도 13(d)는 고주파 안테나(13)의 제 1 회로예~제 4 회로예를 나타내는 회로도,
도 14는 외측 전류 및 내측 전류의 방향과 외측 자장 및 내측 자장의 관계를 나타내는 사시도,
도 15는 외측 전류 및 내측 전류의 방향과 외측 자장 및 내측 자장의 관계를 나타내는 사시도,
도 16은 제 2 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 이용되는 고주파 안테나로의 급전 회로의 일례를 나타내는 회로도,
도 17은 제 2 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 이용되는 고주파 안테나의 일례를 개략적으로 나타내는 사시도,
도 18은 제 2 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 고주파 안테나에 흐르는 전류를 나타내는 도면,
도 19는 도 16에 나타낸 고주파 안테나로의 급전 회로의 한 회로예를 나타내는 회로도,
도 20은 도 19에 나타낸 병렬 가변 콘덴서의 VC 위치와 임피던스의 관계를 나타내는 도면,
도 21은 도 19에 나타낸 병렬 가변 콘덴서의 VC 위치와 매칭용 가변 콘덴서에 흐르는 전류, 튜닝용 가변 콘덴서에 흐르는 전류, 병렬 가변 콘덴서에 흐르는 전류, 및 종단 콘덴서에 흐르는 전류의 관계를 나타내는 도면,
도 22는 처리실 내에 탑재한 피처리 기판상의 플라즈마 전자 밀도의 분포를 나타내는 도면,
도 23은 제 2 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 의한 애싱 레이트를 나타내는 도면,
도 24는 제 3 실시 형태를 설명하는 회로도,
도 25는 제 3 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 이용되는 고주파 안테나로의 급전 회로의 일례를 나타내는 회로도,
도 26은 처리실 내에 탑재한 피처리 기판상의 플라즈마 전자 밀도의 분포를 나타내는 도면,
도 27은 제 3 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 의한 애싱 레이트를 나타내는 도면이다.1 is a cross-sectional view showing an inductively coupled plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention;
2 is a plan view showing a high frequency antenna used in an inductively coupled plasma processing apparatus according to a first embodiment;
3 is a diagram illustrating an example of a power supply circuit to a high frequency antenna included in the inductively coupled plasma processing apparatus according to the first embodiment;
4 is a circuit diagram showing a circuit example of a power supply circuit;
5 is a diagram showing the capacity dependency of capacitor C of impedance;
6 is a diagram showing the capacity dependence of the capacitor C of the outer current and the inner current;
7 is a graph showing the capacity dependence (absolute value display) of the capacitor C of the outer current and the inner current;
8 is a diagram illustrating a current flowing in a high frequency antenna included in the inductively coupled plasma processing apparatus according to the first embodiment;
9 is a diagram illustrating a current flowing in a high frequency antenna included in an inductively coupled plasma processing apparatus according to a reference example;
10 is a diagram showing a distribution of plasma electron densities on a substrate to be mounted in a processing chamber;
11 is a circuit diagram showing another circuit example of a power supply circuit;
12 is a diagram showing the capacity dependency of capacitor C of impedance;
13 (a) to 13 (d) are circuit diagrams showing first to fourth circuit examples of the high frequency antenna 13;
14 is a perspective view showing the relationship between the direction of the outer current and the inner current and the outer magnetic field and the inner magnetic field;
15 is a perspective view showing the relationship between the direction of the outer current and the inner current and the outer magnetic field and the inner magnetic field;
16 is a circuit diagram showing an example of a power feeding circuit to a high frequency antenna used in an inductively coupled plasma processing apparatus according to a second embodiment;
17 is a perspective view schematically showing an example of a high frequency antenna used in an inductively coupled plasma processing apparatus according to a second embodiment;
18 is a diagram showing a current flowing in a high frequency antenna included in the inductively coupled plasma processing apparatus according to the second embodiment;
19 is a circuit diagram showing a circuit example of a power supply circuit to a high frequency antenna shown in FIG. 16;
20 is a view showing a relationship between the VC position and the impedance of the parallel variable capacitor shown in FIG. 19;
21 is a view showing a relationship between the VC position of the parallel variable capacitor shown in FIG. 19 and the current flowing through the matching variable capacitor, the current flowing through the tuning variable capacitor, the current flowing through the parallel variable capacitor, and the current flowing through the termination capacitor;
22 is a diagram showing a distribution of plasma electron density on a substrate to be mounted in a processing chamber;
23 shows an ashing rate by an inductively coupled plasma processing apparatus according to a second embodiment,
24 is a circuit diagram for explaining a third embodiment;
25 is a circuit diagram showing an example of a power feeding circuit to a high frequency antenna used in an inductively coupled plasma processing apparatus according to a third embodiment;
FIG. 26 is a diagram showing the distribution of plasma electron density on a substrate to be mounted in a processing chamber; FIG.
It is a figure which shows the ashing rate by the inductively coupled plasma processing apparatus which concerns on 3rd Embodiment.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시의 형태에 대하여 설명한다.
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to an accompanying drawing.

(제 1 실시 형태)(First Embodiment)

도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 나타내는 단면도, 도 2는 이 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 이용되는 고주파 안테나를 나타내는 평면도이다. 이 장치는, 예컨대, FPD용 유리 기판상에 박막 트랜지스터를 형성할 때의 메탈막, ITO막, 산화막 등의 에칭이나, 레지스트막의 애싱 처리에 이용된다. 여기서, FPD로서는, 액정 디스플레이(LCD), 전기 발광(Electro Luminescence; EL) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등이 예시된다.1 is a cross-sectional view showing an inductively coupled plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing a high frequency antenna used in the inductively coupled plasma processing apparatus. This apparatus is used, for example, for etching a metal film, an ITO film, an oxide film, or an ashing process for forming a thin film transistor on a glass substrate for FPD. Here, examples of the FPD include a liquid crystal display (LCD), an electroluminescence (EL) display, a plasma display panel (PDP), and the like.

이 플라즈마 처리 장치는, 도전성 재료, 예컨대, 내벽면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 이루어지는 각통 형상의 기밀한 본체 용기(1)를 갖는다. 이 본체 용기(1)는 분해 가능하게 조립되어 있고, 접지선(1a)에 의해 접지되어 있다. 본체 용기(1)는, 유전체벽(2)에 의해 상하로 안테나실(3) 및 처리실(4)로 구획되어 있다. 따라서, 유전체벽(2)은 처리실(4)의 천정벽을 구성하고 있다. 유전체벽(2)은, Al2O3 등의 세라믹, 석영 등으로 구성되어 있다.This plasma processing apparatus has a square cylindrical hermetic body container 1 made of a conductive material, for example, aluminum whose inner wall surface is anodized. This main body container 1 is assembled so that it can be decomposed | disassembled, and is grounded by the ground wire 1a. The main body container 1 is divided into the antenna chamber 3 and the processing chamber 4 up and down by the dielectric wall 2. Thus, the dielectric wall 2 constitutes a ceiling wall of the processing chamber 4. The dielectric wall 2 is made of ceramics such as Al 2 O 3 , quartz, or the like.

유전체벽(2)의 하측 부분에는, 처리 가스 공급용 샤워 하우징(11)이 끼워 넣어져 있다. 샤워 하우징(11)은 십자 형상으로 마련되어 있고, 유전체벽(2)을 아래로부터 지지하는 구조로 되어 있다. 또, 상기 유전체벽(2)을 지지하는 샤워 하우징(11)은, 복수의 서스펜더(도시하지 않음)에 의해 본체 용기(1)의 천정에 달아 매달린 상태가 되어 있다.In the lower portion of the dielectric wall 2, a shower housing 11 for supplying a processing gas is fitted. The shower housing 11 is provided in a cross shape and has a structure which supports the dielectric wall 2 from below. The shower housing 11 supporting the dielectric wall 2 is suspended from the ceiling of the main body container 1 by a plurality of suspenders (not shown).

이 샤워 하우징(11)은 도전성 재료, 바람직하게는 금속, 예컨대, 오염물이 발생하지 않도록 그 내면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 구성되어 있다. 이 샤워 하우징(11)에는 수평으로 연장하는 가스 유로(12)가 형성되어 있고, 이 가스 유로(12)에는, 아래쪽을 향하여 연장하는 복수의 가스 토출 구멍(12a)이 연통하고 있다. 한편, 유전체벽(2)의 상면 중앙에는, 이 가스 유로(12)에 연통하도록 가스 공급관(20a)이 마련되어 있다. 가스 공급관(20a)은, 본체 용기(1)의 천정으로부터 그 외측으로 관통하여, 처리 가스 공급원 및 밸브 시스템 등을 포함하는 처리 가스 공급계(20)에 접속되어 있다. 따라서, 플라즈마 처리에 있어서는, 처리 가스 공급계(20)로부터 공급된 처리 가스가 가스 공급관(20a)을 통해서 샤워 하우징(11) 내에 공급되고, 그 하면의 가스 토출 구멍(12a)으로부터 처리실(4) 내로 토출된다.The shower housing 11 is made of a conductive material, preferably a metal such as aluminum whose inner surface is anodized so that no contaminants are generated. A gas flow passage 12 extending horizontally is formed in the shower housing 11, and a plurality of gas discharge holes 12a extending downward are in communication with the gas flow passage 12. On the other hand, the gas supply pipe 20a is provided in the center of the upper surface of the dielectric wall 2 so that it may communicate with this gas flow path 12. The gas supply pipe 20a penetrates outward from the ceiling of the main body container 1 and is connected to a processing gas supply system 20 including a processing gas supply source, a valve system, and the like. Therefore, in the plasma processing, the processing gas supplied from the processing gas supply system 20 is supplied into the shower housing 11 through the gas supply pipe 20a, and the processing chamber 4 from the gas discharge hole 12a on the lower surface thereof. Discharged into.

본체 용기(1)에 있어서의 안테나실(3)의 측벽(3a)과 처리실(4)의 측벽(4a)의 사이에는 내측으로 돌출하는 지지 선반(5)이 마련되어 있고, 이지지 선반(5)의 위에 유전체벽(2)이 탑재된다.The support shelf 5 which protrudes inward is provided between the side wall 3a of the antenna chamber 3 in the main body container 1, and the side wall 4a of the process chamber 4, and the support shelf 5 The dielectric wall 2 is mounted on the top.

안테나실(3) 내에는 유전체벽(2)의 위에 유전체벽(2)에 면하도록 고주파(RF) 안테나(13)가 마련되어 있다. 이 고주파 안테나(13)는 절연 부재로 이루어지는 스페이서(17)에 의해 유전체벽(2)으로부터 이간되어 있다. 고주파 안테나(13)는, 외측 부분에 있어서 안테나선을 촘촘히 배치하여 이루어지는 외측 안테나부(13a)와, 내측 부분에 있어서 안테나선을 촘촘히 배치하여 이루어지는 내측 안테나부(13b)를 갖고 있다. 이들 외측 안테나부(13a) 및 내측 안테나부(13b)는, 도 2에 나타내는 바와 같이 소용돌이 형상의 다중(4중) 안테나를 구성하고 있다. 또, 다중 안테나의 구성은, 내측 외측 모두 2중의 구성, 혹은 내측 2중 외측 4중의 구성이라도 좋다.In the antenna chamber 3, a high frequency (RF) antenna 13 is provided on the dielectric wall 2 so as to face the dielectric wall 2. The high frequency antenna 13 is separated from the dielectric wall 2 by a spacer 17 made of an insulating member. The high frequency antenna 13 has an outer antenna portion 13a formed by closely arranging antenna lines in the outer portion, and an inner antenna portion 13b formed by closely arranging the antenna lines in the inner portion. These outer antenna part 13a and inner antenna part 13b comprise the vortex-shaped multiple (quadruple) antenna as shown in FIG. In addition, the structure of a multiple antenna may be a double structure in both inner side outer side, or the structure of an inner side double outer side quadruple.

외측 안테나부(13a)는 4개의 안테나선을 90ㅀ씩 위치를 비키어 놓아 전체가 대략 직사각형 형상이 되도록 배치하여 이루어지고, 그 중앙부는 공간으로 되어 있다. 또한, 각 안테나선에는 중앙의 4개의 단자(22a)를 통해서 급전되게 되어 있다. 또한, 각 안테나선의 외단부는 안테나선의 전압 분포를 변화시키기 위해 콘덴서(18a)를 통해서 안테나실(3)의 측벽에 접속되고 접지되어 있다. 단, 콘덴서(18a)를 통하지 않고 직접 접지하는 것도 가능하고, 또한 단자(22a)의 부분이나 안테나선의 도중, 예컨대, 굴곡부(100a)에 콘덴서를 삽입하더라도 좋다.The outer antenna portion 13a is formed by arranging the four antenna wires so that the entire antennas are arranged in a substantially rectangular shape by 90 [deg.] Each, and the center portion thereof is a space. In addition, power is supplied to each antenna line via four center terminals 22a. The outer end of each antenna line is connected to the side wall of the antenna chamber 3 and grounded through a capacitor 18a to change the voltage distribution of the antenna line. However, it is also possible to ground directly without passing through the capacitor 18a, and a capacitor may be inserted into the bent portion 100a, for example, in the middle of the portion of the terminal 22a or the antenna line.

또한, 내측 안테나부(13b)는 외측 안테나부(13a)의 중앙부의 공간에 4개의 안테나선을 90ㅀ씩 위치를 비키어 놓아 전체가 대략 직사각형 형상이 되도록 배치하여 이루어져 있다. 또한, 각 안테나선에는 중앙의 4개의 단자(22b)를 통해서 급전되게 되어 있다. 또한, 각 안테나선의 외단부는 안테나선의 전압 분포를 변화시키기 위해 콘덴서(18b)를 통해서 안테나실(3)의 윗벽에 접속되고 접지되어 있다. 단, 콘덴서(18b)를 통하지 않고 직접 접지하는 것도 가능하고, 또한 단자(22b)의 부분이나 안테나선의 도중, 예컨대, 굴곡부(100b)에 콘덴서를 삽입하더라도 좋다. 그리고, 내측 안테나부(13b)의 최외측의 안테나선과 외측 안테나부(13a)의 최내측의 안테나선 사이에는 큰 공간이 형성되어 있다.In addition, the inner antenna portion 13b is arranged so that the entirety of the four antenna lines is positioned in the space of the center portion of the outer antenna portion 13a by 90 Hz, so that the whole becomes a substantially rectangular shape. In addition, power is supplied to each antenna line through four center terminals 22b. The outer end of each antenna line is connected to the upper wall of the antenna chamber 3 and grounded through a capacitor 18b to change the voltage distribution of the antenna line. However, it is also possible to ground directly without passing through the capacitor 18b, and a capacitor may be inserted into the bent portion 100b, for example, in the middle of the terminal 22b or the antenna line. A large space is formed between the outermost antenna line of the inner antenna portion 13b and the innermost antenna line of the outer antenna portion 13a.

안테나실(3)의 중앙부 부근에는, 외측 안테나부(13a)에 급전하는 4개의 제 1 급전 부재(16a) 및 내측 안테나부(13b)에 급전하는 4개의 제 2 급전 부재(16b)(도 1에서는 모두 1개만 도시)가 마련되어 있고, 각 제 1 급전 부재(16a)의 하단은 외측 안테나부(13a)의 단자(22a)에 접속되고, 각 제 2 급전 부재(16b)의 하단은 내측 안테나부(13b)의 단자(22b)에 접속되어 있다. 이들 제 1 및 제 2 급전 부재(16a 및 16b)에는 정합기(14)를 통해서 고주파 전원(15)이 접속되어 있다. 고주파 전원(15) 및 정합기(14)는 급전선(19)에 접속되어 있고, 급전선(19)은 정합기(14)의 하류측에서 급전선(19a와 19b)으로 분기되어, 급전선(19a)이 4개의 제 1 급전 부재(16a)에 접속되고, 급전선(19b)이 4개의 제 2 급전 부재(16b)에 접속되어 있다. 급전선(19a)에는 가변 콘덴서 VC가 장착되어 있다. 따라서, 이 가변 콘덴서 VC와 외측 안테나부(13a)에 의해 외측 안테나 회로가 구성된다. 한편, 내측 안테나 회로는 내측 안테나부(13b)만으로 구성된다. 그리고, 가변 콘덴서 VC의 용량을 조절함으로써, 후술하는 바와 같이, 외측 안테나 회로의 임피던스가 제어되어, 외측 안테나 회로와 내측 안테나 회로에 흐르는 전류의 대소 관계를 조정할 수 있다.Near the center of the antenna chamber 3, four first feed members 16a feeding the outer antenna portion 13a and four second feed members 16b feeding the inner antenna portion 13b (FIG. 1). In the drawing, only one is provided), and a lower end of each first feed member 16a is connected to a terminal 22a of the outer antenna portion 13a, and a lower end of each second feed member 16b is an inner antenna portion. It is connected to the terminal 22b of 13b. The high frequency power supply 15 is connected to these 1st and 2nd power supply members 16a and 16b through the matching unit 14. As shown in FIG. The high frequency power supply 15 and the matcher 14 are connected to the feeder line 19, the feeder line 19 branches to the feeder line 19a and 19b downstream of the matcher 14, and the feeder line 19a is It is connected to four 1st power feeding members 16a, and the power supply line 19b is connected to four 2nd power feeding members 16b. The feed line 19a is equipped with a variable capacitor VC. Therefore, the outer antenna circuit is formed by the variable capacitor VC and the outer antenna portion 13a. On the other hand, the inner antenna circuit is composed of only the inner antenna portion 13b. By adjusting the capacitance of the variable capacitor VC, as described later, the impedance of the outer antenna circuit is controlled to adjust the magnitude relationship between the current flowing through the outer antenna circuit and the inner antenna circuit.

플라즈마 처리 중, 고주파 전원(15)으로부터는, 유도 전계 형성용의, 예컨대, 주파수가 13.56㎒인 고주파 전력이 고주파 안테나(13)에 공급되고, 이와 같이 고주파 전력이 공급된 고주파 안테나(13)에 의해, 처리실(4) 내에 유도 전계가 형성되고, 이 유도 전계에 의해 샤워 하우징(11)으로부터 공급된 처리 가스가 플라즈마화된다. 이때의 플라즈마의 밀도 분포는, 가변 콘덴서 VC에 의한 외측 안테나부(13a)와 내측 안테나부(13b)의 임피던스를 제어함으로써 제어시킨다.During the plasma process, the high frequency power source 15, for example, a high frequency power of 13.56 MHz for induction field formation is supplied from the high frequency power supply 15 to the high frequency antenna 13 to which the high frequency power is supplied. As a result, an induction electric field is formed in the processing chamber 4, and the processing gas supplied from the shower housing 11 is converted into plasma by the induction electric field. The density distribution of the plasma at this time is controlled by controlling the impedances of the outer antenna portion 13a and the inner antenna portion 13b by the variable capacitor VC.

처리실(4) 내의 아래쪽에는, 유전체벽(2)을 사이에 두고 고주파 안테나(13)와 대향하도록, LCD 유리 기판 G를 탑재하기 위한 탑재대(23)가 마련되어 있다. 탑재대(23)는, 도전성 재료, 예컨대, 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 구성되어 있다. 탑재대(23)에 탑재된 LCD 유리 기판 G는, 정전 척(도시하지 않음)에 의해 흡착 유지된다.Below the process chamber 4, the mounting table 23 for mounting the LCD glass substrate G is provided so as to face the high frequency antenna 13 with the dielectric wall 2 interposed therebetween. The mounting table 23 is made of a conductive material, for example, aluminum whose surface is anodized. The LCD glass substrate G mounted on the mounting table 23 is attracted and held by an electrostatic chuck (not shown).

탑재대(23)는 절연체 테두리(24) 내에 수납되고, 또한, 중공의 지주(25)에 지지된다. 지주(25)는 본체 용기(1)의 바닥부를 기밀 상태를 유지하면서 관통하고, 본체 용기(1) 밖에 마련된 승강 기구(도시하지 않음)에 지지되어, 기판 G의 반입출시에 승강 기구에 의해 탑재대(23)가 상하 방향으로 구동된다. 또, 탑재대(23)를 수납하는 절연체 테두리(24)와 본체 용기(1)의 바닥부 사이에는, 지주(25)를 기밀하게 포위하는 벨로즈(bellows)(26)가 마련되어 있고, 이에 의해, 탑재대(23)의 상하 움직임에 의해서도 처리 용기(4) 내의 기밀성이 보증된다. 또한 처리실(4)의 측벽(4a)에는, 기판 G를 반입출하기 위한 반입출구(27a) 및 그것을 개폐하는 게이트 밸브(27)가 마련되어 있다.The mounting table 23 is housed in the insulator frame 24 and is supported by the hollow support 25. The strut 25 penetrates the bottom part of the main body container 1 while maintaining an airtight state, is supported by a lifting mechanism (not shown) provided outside the main body container 1, and is mounted by the lifting mechanism at the time of carrying in and out of the substrate G. The table 23 is driven in the vertical direction. Moreover, between the insulator edge 24 which accommodates the mounting base 23, and the bottom part of the main body container 1, the bellows 26 which surrounds the support | pillar 25 airtightly is provided, thereby In addition, the airtightness in the processing container 4 is ensured also by the up-down movement of the mounting table 23. Moreover, the sidewall 4a of the process chamber 4 is provided with the carry-in / out port 27a for carrying in and out of the board | substrate G, and the gate valve 27 which opens and closes it.

탑재대(23)에는, 중공의 지주(25) 내에 마련된 급전선(25a)에 의해, 정합기(28)를 통해서 고주파 전원(29)이 접속되어 있다. 이 고주파 전원(29)은, 플라즈마 처리 중에, 바이어스용 고주파 전력, 예컨대, 주파수가 6㎒인 고주파 전력을 탑재대(23)에 인가한다. 이 바이어스용 고주파 전력에 의해, 처리실(4) 내에 생성된 플라즈마 중의 이온이 효과적으로 기판 G에 끌려 들어간다.The high frequency power supply 29 is connected to the mounting table 23 via the matching device 28 by the feed line 25a provided in the hollow support 25. The high frequency power supply 29 applies bias high frequency power, for example, high frequency power of 6 MHz to the mounting table 23 during the plasma processing. By this bias high frequency power, ions in the plasma generated in the processing chamber 4 are attracted to the substrate G effectively.

또한, 탑재대(23)내에는, 기판 G의 온도를 제어하기 위해, 세라믹 히터 등의 가열 수단이나 냉매 유로 등으로 이루어지는 온도 제어 기구와, 온도 센서가 마련되어 있다(모두 도시하지 않음). 이들 기구나 부재에 대한 배관이나 배선은, 모두 중공의 지주(25)를 통해서 본체 용기(1) 밖으로 도출된다.In addition, in the mounting table 23, in order to control the temperature of the board | substrate G, the temperature control mechanism which consists of heating means, such as a ceramic heater, a refrigerant | coolant flow path, etc., and a temperature sensor are provided (all are not shown). Piping and wiring to these mechanisms and members are all led out of the main body container 1 through the hollow support 25.

처리실(4)의 바닥부에는, 배기관(31)을 통해서 진공 펌프 등을 포함하는 배기 장치(30)가 접속된다. 이 배기 장치(30)에 의해, 처리실(4)이 배기되고, 플라즈마 처리 중, 처리실(4) 내가 소정의 진공 분위기(예컨대, 1.33㎩)로 설정, 유지된다.An exhaust device 30 including a vacuum pump or the like is connected to the bottom of the processing chamber 4 via an exhaust pipe 31. By this exhaust device 30, the processing chamber 4 is exhausted, and during the plasma processing, the processing chamber 4 is set and held in a predetermined vacuum atmosphere (for example, 1.33 kPa).

탑재대(23)에 탑재된 기판 G의 이면측에는 냉각 공간(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 일정한 압력의 열전달용 가스로서 He 가스를 공급하기 위한 He 가스 유로(41)가 마련되어 있다. 이와 같이 기판 G의 이면측에 열전달용 가스를 공급함으로써, 진공 하에 있어서 기판 G의 온도 상승이나 온도 변화를 회피할 수 있도록 되어 있다.A cooling space (not shown) is formed on the rear surface side of the substrate G mounted on the mounting table 23, and a He gas flow passage 41 for supplying He gas as a gas for heat transfer at a constant pressure is provided. Thus, by supplying the heat transfer gas to the back surface side of the board | substrate G, the temperature rise and the temperature change of the board | substrate G can be avoided under vacuum.

He 가스 유로(41)에는 He 가스 라인(42)이 접속되어 있고, 이 He 가스 라인(42)에는 도시하지 않는 He원이 접속되어 있다. 이 He 가스 라인(42)에는 압력 제어 밸브(44)가 마련되어 있고, 그 하류측에 He 가스의 탱크(47)에 연결되는 배관(43)이 마련되어 있다. He 가스 라인(42)의 배관(43) 접속부의 하류측에는 개폐 밸브(45)가 마련되고, 또한 그 하류측에는 개방 라인(48)이 접속되어 있고, 이 개방 라인(48)에는 릴리프 밸브(49)가 마련되어 있다. 탱크(47)에는, 기판 G의 이면측의 냉각 공간을 설정 압력으로 만족시켰을 때와 동등한 압력이 되도록, 탱크(47)의 용량에 대하여 최적의 압력의 He 가스가 충전되어 있고, 이 탱크(47)로부터 빠르게 냉각 공간에 열전달용 He 가스가 공급 가능해지고 있다. 또, 열전달용 가스는 He 가스에 한정되지 않고 다른 가스이더라도 좋다.A He gas line 42 is connected to the He gas flow path 41, and a He source (not shown) is connected to the He gas line 42. The pressure control valve 44 is provided in this He gas line 42, and the piping 43 connected to the tank 47 of He gas is provided downstream. An open / close valve 45 is provided downstream of the pipe 43 connection portion of the He gas line 42, and an open line 48 is connected downstream thereof, and the relief valve 49 is connected to the open line 48. Is provided. The tank 47 is filled with a He gas having an optimal pressure with respect to the capacity of the tank 47 so that the pressure equal to that obtained when the cooling space on the back surface side of the substrate G is satisfied at the set pressure. He gas for heat transfer can be rapidly supplied to the cooling space. The heat transfer gas is not limited to the He gas, but may be another gas.

이 플라즈마 처리 장치의 각 구성부는, 컴퓨터로 이루어지는 제어부(50)에 접속되어 제어되는 구성으로 되어 있다. 또한, 제어부(50)에는, 공정 관리자가 플라즈마 처리 장치를 관리하기 위해 커맨드의 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 플라즈마 처리 장치의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 사용자 인터페이스(51)가 접속되어 있다. 또한, 제어부(50)에는, 플라즈마 처리 장치에서 실행되는 각종 처리를 제어부(50)의 제어로써 실현하기 위한 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라 플라즈마 처리 장치의 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램, 즉, 레시피가 저장된 기억부(52)가 접속되어 있다. 레시피는 하드디스크나 반도체 메모리에 기억되어 있더라도 좋고, CD-ROM, DVD 등의 가반성 기억 매체에 수용된 상태로 기억부(52)의 소정 위치에 세트하게 되어 있더라도 좋다. 또한, 다른 장치로부터, 예컨대, 전용 회선을 통해서 레시피를 적절히 전송시키고 록 하여도 좋다. 그리고, 필요에 따라, 사용자 인터페이스(51)로부터의 지시 등으로써 임의의 레시피를 기억부(52)로부터 호출하여 제어부(50)에 실행시킴으로써, 제어부(50)의 제어 하에, 플라즈마 처리 장치에서의 소망하는 처리가 행해진다.Each component of this plasma processing apparatus is connected to the control part 50 which consists of computers, and is controlled. In addition, the control unit 50 is connected to a user interface 51 including a keyboard on which a process manager performs an operation for inputting a command to manage the plasma processing apparatus, a display for visualizing and displaying the operation status of the plasma processing apparatus, and the like. It is. In addition, the control unit 50 includes a control program for realizing various processes executed in the plasma processing apparatus under the control of the control unit 50, a program for executing the processing in each component of the plasma processing apparatus according to the processing conditions, That is, the storage unit 52 in which the recipe is stored is connected. The recipe may be stored in a hard disk or a semiconductor memory, or may be set in a predetermined position of the storage unit 52 in a state accommodated in a portable storage medium such as a CD-ROM or a DVD. In addition, the recipe may be appropriately transmitted from another apparatus, for example, via a dedicated line. Then, if necessary, an arbitrary recipe is called from the storage unit 52 by the instruction from the user interface 51 and executed in the control unit 50, and under the control of the control unit 50, it is desired in the plasma processing apparatus. Processing is performed.

도 3은 제 1 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치가 구비하는 고주파 안테나(13)로의 급전 회로의 일례를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating an example of a power supply circuit to the high frequency antenna 13 included in the plasma processing apparatus according to the first embodiment.

도 3에 나타내는 바와 같이, 고주파 전원(15)으로부터의 고주파 전력은 정합기(14)를 지나서 고주파 안테나(13)에 공급된다. 고주파 안테나(13)가, 서로 병렬 접속된 안테나 회로를 갖는 병렬 안테나부를 포함한다. 본 예의 병렬 안테나부는, 외측 안테나 회로(13a)와, 이 외측 안테나 회로(13a)에 병렬로 접속된 내측 안테나 회로(13b)를 갖는다.As shown in FIG. 3, the high frequency power from the high frequency power supply 15 is supplied to the high frequency antenna 13 through the matcher 14. The high frequency antenna 13 includes a parallel antenna section having antenna circuits connected in parallel with each other. The parallel antenna section of this example has an outer antenna circuit 13a and an inner antenna circuit 13b connected in parallel to the outer antenna circuit 13a.

또한, 본 예에서는, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스와, 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스가, 서로 역위상이 되도록 설정되어 있다. 예컨대, 본 예에서는, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스가 용량성으로 설정되고, 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스가 유도성으로 설정되어 있다. 물론, 이것은 반대라도 좋고, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스를 유도성으로, 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스를 용량성으로 설정하더라도 좋다.In addition, in this example, the impedance of the outer antenna circuit 13a and the impedance of the inner antenna circuit 13b are set to be out of phase with each other. For example, in this example, the impedance of the outer antenna circuit 13a is set to capacitive, and the impedance of the inner antenna circuit 13b is set to inductive. Of course, this may be reversed, and the impedance of the outer antenna circuit 13a may be set to inductive, and the impedance of the inner antenna circuit 13b may be set to capacitive.

외측 안테나 회로(13a)의 임피던스와, 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스가, 서로 역위상이 되도록 설정하기 위해서는, 예컨대, 외측 안테나 회로(13a)에 접속되는 용량과, 내측 안테나 회로(13b)에 접속되는 용량을 바꾸면 좋다. 이러한 회로의 일례를 도 4에 나타낸다.In order to set the impedance of the outer antenna circuit 13a and the impedance of the inner antenna circuit 13b to be out of phase with each other, for example, the capacitance connected to the outer antenna circuit 13a and the inner antenna circuit 13b are used. The capacity to be connected may be changed. An example of such a circuit is shown in FIG.

도 4에 나타내는 일례에 있어서는, 외측 안테나 회로(13a) 및 내측 안테나 회로(13b)의 양쪽이 코일(La, Lb)을 구비하고 있다. 또한, 외측 안테나 회로(13a)에는, 내측 안테나 회로(13b)보다 콘덴서 C가 하나 많이 접속되어 있다. 도 5에, 임피던스의 콘덴서 C 용량 의존성을 나타낸다.In the example shown in FIG. 4, both the outer antenna circuit 13a and the inner antenna circuit 13b are provided with coils La and Lb. In addition, one more capacitor C is connected to the outer antenna circuit 13a than the inner antenna circuit 13b. 5 shows capacitor C capacity dependence of impedance.

도 5에 나타내는 바와 같이, 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스는, 콘덴서 C를 변화시키더라도 변화하지 않는다. 본 예에서는, 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스는 유도성을 유지한다.As shown in FIG. 5, the impedance of the inner antenna circuit 13b does not change even if the capacitor C is changed. In this example, the impedance of the inner antenna circuit 13b maintains induction.

이에 대하여, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스는, 콘덴서 C를 변화시키면 변화한다. 구체적으로는, 콘덴서 C의 용량이 큰 경우에는, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스는 내측 안테나 회로(13b)와 같은 유도성을 나타내지만(내측과 외측의 임피던스가 동위상), 콘덴서 C의 값을 작게 하여 가면, 임피던스가 “0”이 되는 점 A를 경계로 하여 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스가 유도성에서 용량성으로 변화한다(내측과 외측의 임피던스가 역위상).In contrast, the impedance of the outer antenna circuit 13a changes when the capacitor C is changed. Specifically, when the capacitor C has a large capacity, the impedance of the outer antenna circuit 13a exhibits the same inductiveity as the inner antenna circuit 13b (the inner and outer impedances are in phase), but the value of the capacitor C When is made small, the impedance of the outer antenna circuit 13a changes from inductive to capacitive with the point A at which the impedance becomes "0" (impedance between inner and outer phases).

이와 같이, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스와 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스를 역위상으로 하면, 외측 안테나 회로(13a)에 흐르는 전류(외측 전류 Iout)와, 내측 안테나 회로(13b)에 흐르는 전류(내측 전류 Iin)가 역위상이 된다. 도 6에 외측 전류 Iout 및 내측 전류 Iin의 콘덴서 C 용량 의존성을 나타낸다.As described above, when the impedance of the outer antenna circuit 13a and the impedance of the inner antenna circuit 13b are reversed, the current flowing through the outer antenna circuit 13a (outer current Iout) and the inner antenna circuit 13b flow. The current (inner current Iin) is reversed in phase. 6 shows capacitor C capacity dependence of the outer current Iout and the inner current Iin.

도 6에 나타내는 바와 같이, 콘덴서 C의 용량을 작게 하여 가면, 외측 전류 Iout은 증가하는 경향을 나타내지만, 내측 전류 Iin은 감소하는 경향을 나타낸다. 내측 전류 Iin은, 도 5에도 나타낸 임피던스가 “0”이 되는 점 A, 즉, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스와 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스가 역위상이 되는 점을 경계로 하여 극성이 반대가 된다. 즉, 외측 전류 Iout의 위상과 내측 전류 Iin의 위상이 서로 역위상이 된다.As shown in FIG. 6, when the capacitance of the capacitor C is reduced, the outer current Iout tends to increase while the inner current Iin tends to decrease. The inner current Iin has a polarity at the boundary between the point A at which the impedance shown in FIG. 5 becomes "0", that is, the point at which the impedance of the outer antenna circuit 13a and the impedance of the inner antenna circuit 13b are reversed. The opposite is true. In other words, the phase of the outer current Iout and the phase of the inner current Iin are reversed with each other.

외측 전류 Iout은, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스와 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스가 역위상이 된 후, 병렬 공진점 B를 향하여 그 양을 급격히 증대시킨다. 콘덴서 C가 더욱 작아져, 병렬 공진점 B를 지나면 외측 전류 Iout은 극성이 반대로 된 뒤에, 그 양을 급격히 감소시킨다.The outer current Iout rapidly increases its amount toward the parallel resonance point B after the impedance of the outer antenna circuit 13a and the impedance of the inner antenna circuit 13b become out of phase. When the capacitor C becomes smaller and passes through the parallel resonance point B, the outer current Iout is reversed in polarity and then rapidly decreases in amount.

내측 전류 Iin은, 외측 전류 Iout과 완전히 반대인 거동을 나타내고, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스와 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스가 역위상으로 된 후, 병렬 공진점 B를 향하여, 외측 전류 Iout과는 역극성이지만, 그 양을 급격히 증대시킨다. 콘덴서 C가 더욱 작아져, 병렬 공진점 B를 지나면 내측 전류 Iin은 극성이 역이 된 뒤에, 그 양을 급격히 감소시킨다. 또한, 도 7에, 도 6에 나타낸 외측 전류 Iout의 절대치, 및 내측 전류 Iin의 절대치를 나타내어 둔다.The inner current Iin exhibits a behavior that is completely opposite to the outer current Iout, and after the impedance of the outer antenna circuit 13a and the impedance of the inner antenna circuit 13b are reversed to the parallel resonance point B, the outer current Iout Is reverse polarity, but increases its amount drastically. When the capacitor C becomes smaller and passes through the parallel resonance point B, the inner current Iin is reversed in polarity and then rapidly decreases in amount. 7, the absolute value of the outer current Iout and the absolute value of the inner current Iin shown in FIG. 6 are shown.

외측 전류 Iout의 위상과 내측 전류 Iin의 위상이 역위상이 된다는 것은, 도 8(a), 또는 도 8(b)에 나타내는 바와 같이, 외측 전류 Iout의 방향과 내측 전류 Iin의 방향이 반대가 되어, 서로 병렬 접속된 외측 안테나 회로(13a)와 내측 안테나 회로(13b) 사이에 순환 전류가 발생한다는 것이다. 이러한 상태는, 도 5에 나타낸 내측과 외측의 임피던스가 역위상인 영역, 및 도 6에 나타낸 내측과 외측의 전류가 역위상인 영역에 있어서 발생한다.When the phase of the outer current Iout and the phase of the inner current Iin are reversed, as shown in Fig. 8A or 8B, the direction of the outer current Iout and the direction of the inner current Iin are reversed. That is, a circulating current is generated between the outer antenna circuit 13a and the inner antenna circuit 13b connected in parallel with each other. This state occurs in a region where the impedances of the inside and the outside shown in FIG. 5 are out of phase, and a region where the currents of the inside and the outside shown in FIG. 6 are in phase out.

덧붙여, 외측 전류 Iout의 위상과 내측 전류 Iin의 위상이 동위상인 경우에는, 도 9(a), 또는 도 9(b)에 나타내는 바와 같이, 외측 전류 Iout의 방향과 내측 전류 Iin의 방향이 같으므로, 순환 전류는 발생하지 않는다. 이러한 도 9(a), 또는 도 9(b)에 나타내는 상태는, 도 5에 나타낸 내측과 외측의 임피던스가 동위상인 영역, 및 도 6에 나타낸 내측과 외측의 전류가 동위상인 영역에 있어서 발생한다.In addition, when the phase of the outer current Iout and the phase of the inner current Iin are in phase, as shown in Fig. 9A or 9B, the directions of the outer current Iout and the inner current Iin are the same. , No circulating current occurs. Such a state shown in FIG. 9 (a) or 9 (b) occurs in a region where the impedance between the inside and the outside shown in FIG. 5 is in phase, and a region where the current inside and the outside shown in FIG. 6 is in phase. .

이와 같이, 제 1 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치는, 처리실(4) 내에 유도 결합 플라즈마를 생성할 때에, 병렬 접속된 안테나 회로 중, 한쪽의 안테나 회로의 임피던스와, 다른 쪽의 안테나 회로의 임피던스를 역위상으로 하여, 처리실(4) 내에 유도 결합 플라즈마를 생성한다. 본 예에 있어서는, 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스를 유도성으로 하고, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스를 용량성으로 하여, 처리실(4) 내에 유도 결합 플라즈마를 생성한다.As described above, when the inductively coupled plasma is generated in the processing chamber 4, the plasma processing apparatus according to the first embodiment includes the impedance of one antenna circuit and the impedance of the other antenna circuit among the antenna circuits connected in parallel. In inverse phase, inductively coupled plasma is generated in the processing chamber 4. In this example, the impedance of the inner antenna circuit 13b is made inductive and the impedance of the outer antenna circuit 13a is made capacitive to generate an inductively coupled plasma in the processing chamber 4.

다음으로, 외측 전류 Iout의 위상과 내측 전류 Iin의 위상이 역위상이 된 경우의 이점을 설명한다.Next, the advantages when the phase of the outer current Iout and the phase of the inner current Iin are reversed will be described.

도 10은 처리실 내에 탑재한 피처리 기판상의 플라즈마 전자 밀도의 분포를 나타내는 도면이다.It is a figure which shows the distribution of the plasma electron density on the to-be-processed substrate mounted in the process chamber.

도 10은 외측 전류 Iout의 위상과 내측 전류 Iin의 위상을 역위상으로 한 경우의 플라즈마 전자 밀도의 분포를, 검은 원(균일 위치), 검은 사각형(내밀(內密) 위치), 검은 삼각형(외밀(外密) 위치)으로 나타내고 있다. 또한, 도 10 중에는, 참고예로서, 외측 전류 Iout의 위상과 내측 전류 Iin의 위상을 동위상으로 한 경우의 플라즈마 전자 밀도의 분포를, 흰 원(균일 위치)으로 나타내고 있다.Fig. 10 shows the distribution of the plasma electron density in the case where the phase of the outer current Iout and the phase of the inner current Iin are reversed, with black circles (uniform position), black squares (extreme position), and black triangles (external pressure). (External position)). In addition, in FIG. 10, as a reference example, the distribution of the plasma electron density in the case where the phase of the outer current Iout and the phase of the inner current Iin are in phase is shown by a white circle (uniform position).

도 10에 나타내는 바와 같이, 외측 전류 Iout의 위상과 내측 전류 Iin의 위상을 역위상으로 한 경우에는, 동위상으로 하는 경우에 비교하여 플라즈마 전자 밀도가 높아진다는 결과가 얻어졌다.As shown in FIG. 10, when the phase of the outer current Iout and the phase of the inner current Iin were reversed, the results showed that the plasma electron density was increased compared with the case where the phase was in phase.

다시 말해, 고주파 안테나(13)를, 서로 병렬 접속된 안테나 회로를 갖는 병렬 안테나부를 포함하는 고주파 안테나로 하고, 또한, 병렬 접속된 안테나 회로 중, 한쪽의 안테나 회로의 임피던스와, 다른 쪽의 안테나 회로의 임피던스를 역위상으로 하여, 병렬 접속된 안테나 회로에 순환 전류를 발생시킨 상태에서 처리실 내에 유도 결합 플라즈마를 생성한다. 이에 의해, 순환 전류를 발생시키지 않는 경우, 즉, 한쪽의 안테나 회로의 임피던스와, 다른 쪽의 안테나 회로의 임피던스를 동위상으로 하는 경우에 비교하여, 파워 효율이 높아져, 보다 고밀도의 플라즈마 전자를 얻을 수 있다. 따라서, 제 1 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 의하면, 고주파 전력의 전력량을 높이지 않더라도, 보다 고밀도의 플라즈마를 얻는 것이 가능해진다.In other words, the high-frequency antenna 13 is a high-frequency antenna including a parallel antenna section having antenna circuits connected in parallel with each other, and among the antenna circuits connected in parallel, the impedance of one antenna circuit and the other antenna circuit. The inductively coupled plasma is generated in the process chamber in the state where the circulating current is generated in the parallel-connected antenna circuits with the impedance of the phase reversed. As a result, when the circulating current is not generated, that is, when the impedance of one antenna circuit and the impedance of the other antenna circuit are in phase, the power efficiency is increased and a higher density plasma electron can be obtained. Can be. Therefore, according to the plasma processing apparatus according to the first embodiment, it is possible to obtain a higher density plasma even without increasing the amount of high frequency power.

또한, 도 10에 나타내는 바와 같이, 제 1 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 의하면, 플라즈마 전자 밀도의 분포를 제어할 수도 있다.10, according to the plasma processing apparatus according to the first embodiment, the distribution of the plasma electron density can also be controlled.

예컨대, 도 10 중의 검은 사각형으로 나타내는 바와 같이, 플라즈마 전자 밀도를, 피처리 기판 내측(센터 부근)에서 높이고 싶은 경우(내밀)에는, 내측 전류 Iin과 외측 전류 Iout이 서로 역위상이고, 또한, 내측 전류 Iin의 절대치를 외측 전류 Iout의 절대치보다 크게 한 상태(Iin>Iout)에서, 처리실 내에 유도 결합 플라즈마를 생성하면 좋다.For example, as shown by the black squares in FIG. 10, when the plasma electron density is to be increased (extended) inside the substrate (near the center), the inner current Iin and the outer current Iout are opposite to each other, and the inside It is sufficient to generate an inductively coupled plasma in the processing chamber in a state where the absolute value of the current Iin is larger than the absolute value of the outer current Iout (Iin> Iout).

“Iin>Iout”이 되는 상태는, 예컨대, 도 5에 있어서는, 내측과 외측의 임피던스가 역위상인 영역, 또한, 콘덴서 C를 작게 하여 병렬 공진점 B를 통과한 후의 영역에서 볼 수 있다. 영역은, 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스(내측 Z)가, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스(외측 Z)보다 작은 영역이다.For example, in Fig. 5, the state where “Iin> Iout” is seen can be seen in the region where the impedance between the inside and the outside is out of phase, and the region after passing through the parallel resonance point B by making the capacitor C small. The area is an area where the impedance (inner Z) of the inner antenna circuit 13b is smaller than the impedance (outer Z) of the outer antenna circuit 13a.

도 10 중의 검은 삼각형으로 나타내는 바와 같이, 플라즈마 전자 밀도를, 반대로, 피처리 기판 외측(에지 부근)에서 높이고 싶은 경우(외밀)에는, 내측 전류 Iin과 외측 전류 Iout이 서로 역위상이고, 또한, 외측 전류 Iout의 절대치를 내측 전류 Iin의 절대치보다도 크게 한 상태(Iout>Iin)에서 처리실 내에 유도 결합 플라즈마를 생성하면 좋다.As shown by the black triangles in FIG. 10, when the plasma electron density is to be increased on the outside of the substrate (near the edges) (inside), the inner current Iin and the outer current Iout are opposite to each other, and the outer side The inductively coupled plasma may be generated in the processing chamber in a state where the absolute value of the current Iout is greater than the absolute value of the inner current Iin (Iout> Iin).

“Iout>Iin”이 되는 상태는, 예컨대, 도 5에 있어서는, 내측과 외측의 임피던스가 역위상인 영역, 또한, 콘덴서 C를 작게 하여 병렬 공진점 B까지의 영역에서 볼 수 있다. 이 영역은, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스(외측 Z)가 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스(내측 Z)보다 작은 영역이다.For example, in Fig. 5, the state where "Iout> Iin" is seen can be seen in the region where the impedance between the inside and the outside is out of phase, and the region up to the parallel resonance point B with the capacitor C small. This area is an area where the impedance (outer Z) of the outer antenna circuit 13a is smaller than the impedance (inner Z) of the inner antenna circuit 13b.

또한, 도 10 중의 검은 원으로 나타내는 바와 같이, 플라즈마 전자 밀도를, 피처리 기판 내측(센터 부근)으로부터 피처리 기판 외측(에지 부근)에 걸쳐 균일하게 하고 싶은 경우(균일)에는, 내측 전류 Iin과 외측 전류 Iout이 서로 역위상이고, 또한, 외측 전류 Iout의 절대치와 내측 전류 Iin의 절대치가 거의 같은 상태(Iout≒Iin)에서, 처리실 내에 유도 결합 플라즈마를 생성하면 좋다.In addition, as shown by the black circle in FIG. 10, when it is desired to make the plasma electron density uniform from the inside of the substrate (near the center) to the outside of the substrate (near the edges) (uniform), the inner current Iin and The inductively coupled plasma may be generated in the process chamber in the state where the outer current Iout is in phase with each other and the absolute value of the outer current Iout and the absolute value of the inner current Iin are substantially the same (Iout? Iin).

“Iout≒Iin”이 되는 상태는, 예컨대, 도 5에 있어서는, 내측과 외측의 임피던스가 역위상인 영역, 또한, 병렬 공진점 B 근방, 예컨대, 참조 부호 C로 나타내는 영역에 볼 수 있다. 또한, 이 영역 C에 있어서는, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스(외측 Z)와 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스(내측 Z)가 거의 같아진다.For example, in Fig. 5, the state of “Iout? Iin” can be seen in the region where the impedance between the inside and the outside is out of phase, and in the vicinity of the parallel resonance point B, for example, the region indicated by reference numeral C. FIG. In this region C, the impedance (outer Z) of the outer antenna circuit 13a and the impedance (inner Z) of the inner antenna circuit 13b are approximately equal.

이와 같이, 제 1 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에 의하면, 내측과 외측의 임피던스가 역위상인 영역에 있어서, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스와 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스를 제어함으로써, 처리실 내의 플라즈마 전자 밀도의 분포를 제어할 수도 있다.As described above, according to the plasma processing apparatus according to the first embodiment, in the region where the impedance between the inside and the outside is out of phase, the process chamber is controlled by controlling the impedance of the outside antenna circuit 13a and the impedance of the inside antenna circuit 13b. The distribution of the plasma electron density within can also be controlled.

또한, 예컨대, 콘덴서 C를, 도 11에 나타내는 바와 같이, 가변 콘덴서 VC라고 하면, 고주파 안테나(13)를 교환하지 않더라도, 하나의 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 있어서, 플라즈마 전자 밀도의 분포를, 내밀, 외밀, 균일의 각각으로 제어할 수 있다.For example, when the capacitor C is a variable capacitor VC, as shown in FIG. 11, even if the high frequency antenna 13 is not replaced, in one inductively coupled plasma processing apparatus, the distribution of the plasma electron density is expressed. It can control with each outside and uniformity.

또한, 처리에 있어서는, 어플리케이션마다 최적의 플라즈마 밀도 분포를 얻을 수 있도록, 임피던스 조절 수단, 예컨대, 가변 콘덴서 VC의 용량을 조절하는 조절 파라미터를 미리 설정해 두고, 소정의 어플리케이션이 선택되었을 때에, 그 어플리케이션에 대응시켜, 조절 파라미터를 미리 설정한 최적의 값이 되도록, 가변 콘덴서 VC의 용량을 제어하는 제어 수단을, 더 마련하는 것도 가능하다.In the process, in order to obtain an optimum plasma density distribution for each application, an adjustment parameter for adjusting the capacitance of the impedance adjusting means, for example, the variable capacitor VC is set in advance, and when a predetermined application is selected, Correspondingly, it is also possible to further provide control means for controlling the capacitance of the variable capacitor VC so that the adjustment parameter is an optimal value set in advance.

또한, 처리가, 예컨대, CVD와 같은 성막 처리의 경우에는, 성막되는 막의 막 두께가 균일해지도록, 성막 처리 중에 가변 콘덴서 VC의 용량을 스캔, 예컨대, 내밀로부터 외밀로, 또한, 외밀로부터 균일로 가변 콘덴서 VC의 용량을 스캔 제어하는 것도 가능하다.Further, in the case of a film forming process such as CVD, for example, the capacity of the variable capacitor VC is scanned during the film forming process, for example, from inner to outer, and from outer to uniform so that the film thickness of the film to be formed is uniform. It is also possible to scan-control the capacitance of the variable capacitor VC.

또, 병렬 공진점 B 및 그 근방의 영역은, 매우 임피던스가 높아진다. 이 때문에, 정합기(14)를 이용한 임피던스 정합이 곤란해진다.Moreover, the impedance of the parallel resonance point B and its vicinity becomes very high. For this reason, impedance matching using the matcher 14 becomes difficult.

그래서, 외측 안테나 회로(13a)와 내측 안테나 회로(13b)가 병렬 공진하는 병렬 공진점 B를 이용하지 않고서, 처리실 내에 유도 결합 플라즈마를 생성하도록 하더라도 좋다.Therefore, the inductively coupled plasma may be generated in the processing chamber without using the parallel resonance point B in which the outer antenna circuit 13a and the inner antenna circuit 13b resonate in parallel.

또한, 병렬 공진점 B에 더하여, 병렬 공진점 B의 근방의 영역을 이용하지 않고서, 처리실 내에 유도 결합 플라즈마를 생성하도록 하더라도 좋다.In addition to the parallel resonance point B, an inductively coupled plasma may be generated in the processing chamber without using a region near the parallel resonance point B. FIG.

병렬 공진점 B의 근방의 영역의 일례는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 병렬 공진점 B로부터 용량성 영역에 있어서의 고주파 안테나(13)의 임피던스(안테나 합계 : 도면 중 흰 사각형)의 최대치 D1까지의 영역, 및 병렬 공진점 B로부터 유도성 영역에 있어서의 고주파 안테나(13)의 임피던스의 최대치 D2까지의 영역이다. 용량성 영역에 있어서의 최대치 D1로부터 유도성 영역에 있어서의 최대치 D2까지의 구간 D는, 고주파 안테나(13)의 임피던스가 매우 높아지는 구간이다.An example of the area in the vicinity of the parallel resonance point B is an area from the parallel resonance point B to the maximum value D1 of the impedance (antenna total: white square in the figure) of the high frequency antenna 13 in the capacitive area. And the area from the parallel resonance point B to the maximum value D2 of the impedance of the high frequency antenna 13 in the inductive region. The section D from the maximum value D1 in the capacitive region to the maximum value D2 in the inductive region is a section in which the impedance of the high frequency antenna 13 becomes very high.

이 때문에, 예컨대, 가변 콘덴서 VC의 용량을 제어하는 경우에는, 가변 콘덴서 VC의 용량을, 고주파 안테나(13)의 임피던스(안테나 합계)가 구간 D의 범위가 되도록 제어하지 않는다.For this reason, for example, in the case of controlling the capacitance of the variable capacitor VC, the capacitance of the variable capacitor VC is not controlled so that the impedance (antenna total) of the high frequency antenna 13 is in the range of the section D.

또한, 예컨대, 가변 콘덴서 VC의 용량을 스캔 제어하는 경우에 있어서는, 스캔 중에 구간 D는 스킵하도록 한다.For example, in the case of scanning control of the capacitance of the variable capacitor VC, the section D is skipped during the scan.

이와 같이, 병렬 공진점 B를 포함하는 그 근방의 영역 D에 있어서, 유도 결합 플라즈마를 생성하지 않는, 또는 처리를 하지 않음으로써, 정합기(14)를 이용한 임피던스 정합을 용이하게 할 수 있어, 보다 파워 효율이 높은 처리가 가능해진다.In this way, in the region D in the vicinity of the parallel resonance point B, impedance matching using the matcher 14 can be facilitated by not generating or processing the inductively coupled plasma, thereby providing more power. Efficient processing becomes possible.

또, 병렬 공진점 B를 포함하는 그 근방의 영역 D에 있어서는 유도 결합 플라즈마를 생성하지 않는, 또는 처리를 하지 않는 것은, 가변 콘덴서 VC에 한하지 않고, 용량이 고정된 콘덴서 C를 이용한 경우에도 적용할 수 있다. 다시 말해, 용량이 고정된 콘덴서 C를 이용하는 경우에는, 콘덴서 C의 값을, 고주파 안테나(13)의 임피던스(안테나 합계)가, 상기 영역 D의 범위가 되지 않도록 설정하면 좋다.In the region D in the vicinity of the parallel resonance point B, the generation of inductively coupled plasma or no treatment is not limited to the variable capacitor VC, and can be applied even when a capacitor C having a fixed capacity is used. Can be. In other words, when the capacitor C having a fixed capacitance is used, the value of the capacitor C may be set so that the impedance (antenna total) of the high frequency antenna 13 does not become the range of the region D.

다음으로, 이상과 같이 구성되는 유도 결합 플라즈마 에칭 장치를 이용하여 LCD 유리 기판 G에 대하여 플라즈마 에칭 처리를 실시할 때의 처리 동작에 대하여 설명한다.Next, the processing operation | movement at the time of performing a plasma etching process with respect to LCD glass substrate G using the inductively coupled plasma etching apparatus comprised as mentioned above is demonstrated.

우선, 게이트 밸브(27)를 연 상태에서 반송 기구(도시하지 않음)에 의해 기판 G를 처리실(4) 내에 반입하여, 탑재대(23)의 탑재면에 탑재한 후, 정전 척(도시하지 않음)에 의해 기판 G를 탑재대(23)상에 고정한다. 다음으로, 처리실(4) 내에 처리 가스 공급계(20)로부터 처리 가스를 샤워 하우징(11)의 가스 토출 구멍(12a)으로부터 처리실(4) 내에 토출시킴과 함께, 배기 장치(30)에 의해 배기관(31)을 통해서 처리실(4) 내를 진공 배기함으로써, 처리실 내를, 예컨대, 0.66~26.6㎩ 정도의 압력 분위기로 유지한다.First, the board | substrate G is carried in the process chamber 4 by the conveyance mechanism (not shown) with the gate valve 27 open, and it mounts on the mounting surface of the mounting table 23, and then the electrostatic chuck (not shown). ), The substrate G is fixed on the mounting table 23. Next, while the processing gas is discharged from the processing gas supply system 20 into the processing chamber 4 from the gas discharge hole 12a of the shower housing 11 into the processing chamber 4, the exhaust pipe 30 is exhausted by the exhaust device 30. By evacuating the inside of the processing chamber 4 through the 31, the inside of the processing chamber is maintained in a pressure atmosphere of, for example, about 0.66 to 26.6 kPa.

또한, 이때 기판 G의 이면측의 냉각 공간에는, 기판 G의 온도 상승이나 온도 변화를 회피하기 위해, He 가스 라인(42), He 가스 유로(41)를 통해서, 열전달용 가스로서 He 가스를 공급한다. 이 경우에, 종래에는, 가스 봄베로부터 직접 He 가스 라인(42)에 He 가스를 공급하고, 압력 제어 밸브로써 압력을 제어하고 있었지만, 기판의 대형화에 동반하는 장치의 대형화에 따라 가스 라인의 거리가 길어져, 가스로 채우는 공간 용량이 커짐으로써, 가스 공급으로부터 조압이 완료되기까지의 시간이 길어져버리고 있었지만, 여기서는 압력 제어 밸브(44)의 하류측에 He 가스의 탱크(47)를 마련하고, 거기에 미리 He 가스를 충전해 두므로, 매우 단시간에 조압을 행할 수 있다. 즉, 기판 G의 이면에 열전달용 가스인 He 가스를 공급할 때에는, 우선, 탱크(47)로부터 He 가스를 공급하여, 부족분을 종래의 가스 봄베로부터의 라인으로부터 보충함으로써 순식간에 설정 압력에 가까운 압력을 얻을 수 있고, 또한 압력 제어 밸브를 통해서 보충되는 가스량도 미량이므로, 매우 단시간 중에 조압을 완료하는 것이 가능해진다. 이 경우에, 탱크(47)에 충전하는 가스의 압력은, 냉각 공간을 설정 압력으로 채웠을 때와 동등해지도록, 탱크(47)의 용량에 대하여 최적의 압력으로 하는 것이 바람직하다. 또, 탱크(47)에 가스를 충전시키는 동작은 기판 G의 반송시 등, 기판 처리 시간에 영향을 주지 않을 때에 행하는 것이 바람직하다.At this time, the He gas is supplied as a heat transfer gas through the He gas line 42 and the He gas flow path 41 in order to avoid the temperature rise and the temperature change of the substrate G in the cooling space on the rear surface side of the substrate G. do. In this case, in the past, the He gas was supplied directly from the gas cylinder to the He gas line 42, and the pressure was controlled by the pressure control valve. However, the distance of the gas line is increased in accordance with the enlargement of the apparatus accompanying the enlargement of the substrate. Although the time from the gas supply to the completion of the coordination was long due to the increase of the space capacity to be filled with the gas, the tank 47 of the He gas was provided downstream of the pressure control valve 44, and Since He gas is filled in advance, pressure regulation can be performed in a very short time. That is, when supplying the He gas which is a heat transfer gas to the back surface of the board | substrate G, first, He gas is supplied from the tank 47, and the deficiency is replenished from the line from the conventional gas cylinder, and the pressure close | similar to a set pressure is instantly increased. In addition, since the amount of gas replenished through the pressure control valve is very small, it is possible to complete the pressure regulation in a very short time. In this case, it is preferable that the pressure of the gas to be filled in the tank 47 is set to an optimum pressure with respect to the capacity of the tank 47 so that the pressure is equal to that when the cooling space is filled with the set pressure. Moreover, it is preferable to perform operation which fills the tank 47 with gas, when it does not affect substrate processing time, such as conveyance of the board | substrate G.

이어서, 고주파 전원(15)으로부터, 예컨대, 13.56㎒의 고주파를 고주파 안테나(13)에 인가하고, 이에 의해 유전체벽(2)을 사이에 두고 처리실(4) 내에 균일한 유도 전계를 형성한다. 이렇게 하여 형성된 유도 전계에 의해, 처리실(4) 내에서 처리 가스가 플라즈마화하여, 고밀도의 유도 결합 플라즈마가 생성된다.Subsequently, a high frequency of 13.56 MHz is applied to the high frequency antenna 13 from the high frequency power source 15, thereby forming a uniform induction field in the processing chamber 4 with the dielectric wall 2 interposed therebetween. By the induction electric field thus formed, the processing gas is converted into plasma in the processing chamber 4 to generate a high density inductively coupled plasma.

이 경우에, 고주파 안테나(13)는, 상술한 바와 같이, 외측 부분에 있어서 안테나선을 촘촘히 배치하여 이루어지는 외측 안테나 회로(13a)와, 내측 부분에 있어서 안테나선을 촘촘히 배치하여 이루어지는 내측 안테나 회로(13b)를 갖는 구조로 하고, 외측 안테나 회로(13a)에, 예컨대, 도 1에 나타내는 바와 같이, 가변 콘덴서 VC를 접속하여, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스의 조절을 가능하게 한다. 가변 콘덴서 VC의 조절은, 상술한 바와 같다.In this case, as described above, the high frequency antenna 13 includes an outer antenna circuit 13a formed by closely arranging antenna lines in an outer portion, and an inner antenna circuit formed by closely arranging antenna lines in an inner portion ( 13b), the variable capacitor VC is connected to the outer antenna circuit 13a, for example, as shown in FIG. 1, so that the impedance of the outer antenna circuit 13a can be adjusted. The adjustment of the variable capacitor VC is as described above.

이 경우에, 어플리케이션마다 최적의 플라즈마 밀도 분포를 파악하고, 미리 그 플라즈마 밀도 분포를 얻을 수 있는 가변 콘덴서 VC의 위치를 기억부(52)에 설정해 둠으로써, 제어부(50)에 의해 어플리케이션마다 최적의 가변 콘덴서 VC의 위치를 선택하여 플라즈마 처리를 행할 수 있도록 할 수 있다.In this case, by determining the optimum plasma density distribution for each application and setting the position of the variable capacitor VC in which the plasma density distribution can be obtained in advance in the storage unit 52, the controller 50 optimizes the application for each application. The position of the variable capacitor VC can be selected so that plasma processing can be performed.

이렇게 하여 가변 콘덴서 VC에 의한 임피던스 제어에 의해 플라즈마 밀도 분포를 제어할 수 있으므로, 안테나를 교환할 필요가 없어, 안테나 교환의 노력이나 어플리케이션마다 안테나를 준비해 두는 비용이 불필요해진다.In this way, since the plasma density distribution can be controlled by impedance control by the variable capacitor VC, there is no need to replace antennas, and the cost of preparing an antenna for each antenna exchange application and application becomes unnecessary.

또한, 가변 콘덴서 VC의 위치 조절에 의해 섬세한 전류 제어를 행함과 아울러, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스와 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스를 서로 역위상으로 한다. 이에 따라, 어플리케이션에 따라 최적의 플라즈마 전자 밀도 분포를 얻을 수 있고 또한, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스와 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스를 동위상으로 하는 경우에 비교하여, 플라즈마 전자를, 보다 고밀도로 할 수 있다.In addition, fine current control is performed by adjusting the position of the variable capacitor VC, and the impedance of the outer antenna circuit 13a and the impedance of the inner antenna circuit 13b are reversed to each other. As a result, an optimum plasma electron density distribution can be obtained according to the application, and the plasma electrons can be compared with the case where the impedance of the outer antenna circuit 13a and the impedance of the inner antenna circuit 13b are in phase. It can be made high density.

또한, 복수의 고주파 전원을 이용하거나, 고주파 전력의 파워를 분배하는 것이 아니고, 단지 가변 콘덴서 VC에 의해 임피던스 조정을 행하여 외측 안테나 회로(13a)와 내측 안테나 회로(13b)의 전류 제어, 및 위상 제어를 행할 뿐이므로, 장치가 대규모, 고비용이 되거나, 전력 비용이 높아지는 등의 문제는 존재하지 않고, 제어의 정밀도도 복수의 고주파 전원을 이용하거나 파워를 분배하는 경우보다 높게 할 수 있다.In addition, instead of using a plurality of high frequency power supplies or distributing the power of the high frequency power, the impedance is adjusted only by the variable capacitor VC to control the current and the phase control of the outer antenna circuit 13a and the inner antenna circuit 13b. Since only a large scale, high cost, and high power cost do not exist, the control accuracy can be higher than when using a plurality of high frequency power supplies or distributing power.

다음으로, 고주파 안테나(13)의 회로예의 몇 개를 설명한다.Next, some of the circuit examples of the high frequency antenna 13 will be described.

도 13(a)~도 13(d)는, 고주파 안테나(13)의 제 1 회로예~제 4 회로예를 나타내는 회로도이다.13 (a) to 13 (d) are circuit diagrams showing first to fourth circuit examples of the high frequency antenna 13. FIG.

도 13(a)에 나타내는 바와 같이, 제 1 회로예에 따른 고주파 안테나(13-1)는, 서로 병렬 접속된 외측 안테나 회로(13a) 및 내측 안테나 회로(13b)의 양쪽에 있어서, 정합기(14)와 평면 코일 La 및 Lb의 일단 사이에, 가변 콘덴서 VCa 및 VCb를 접속한 것이다. 평면 코일 La 및 Lb의 다른 단은 공통으로 접속되어, 공통접 지점 GND에 접속된다.As shown in Fig. 13A, the high frequency antenna 13-1 according to the first circuit example has a matching device in both the outer antenna circuit 13a and the inner antenna circuit 13b connected in parallel with each other. The variable capacitors VCa and VCb are connected between 14) and one end of the planar coils La and Lb. The other ends of the plane coils La and Lb are connected in common and are connected to the common point GND.

제 1 회로예에 있어서는, 가변 콘덴서 VCa 및 VCb의 용량을 조절하여, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스와 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스를 서로 역위상으로 한다. 이에 따라, 파워 효율을 높일 수 있다.In the first circuit example, the capacitances of the variable capacitors VCa and VCb are adjusted so that the impedance of the outer antenna circuit 13a and the impedance of the inner antenna circuit 13b are reversed to each other. Thereby, power efficiency can be improved.

또한, 가변 콘덴서 VCa 및 VCb가 조절 가능하므로, 가변 콘덴서 VCa 및 VCb의 용량을 어플리케이션에 대응시켜 최적의 값, 예컨대, 내밀, 외밀, 균일과 같이, 최적의 플라즈마 전자 밀도 분포가 되도록, 파워 효율이 좋게 제어하는 것도 가능하다. 또한, 처리가, 예컨대, CVD와 같은 성막 처리의 경우에는, 성막 처리 중에 가변 콘덴서 VCa 또는 VCb, 예컨대, 외측 안테나 회로(13a)에 마련된 가변 콘덴서 VCa의 용량을 성막 처리 중에 스캔하고, 성막되는 막의 막 두께가 균일해지도록, 성막 처리 중에 플라즈마 전자 밀도 분포를 내밀, 외밀, 균일 사이에서 스캔 제어하는 것도 가능하다. 이 경우도, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스와 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스를 서로 역위상으로 하여 둠으로써 파워 효율이 좋게, 플라즈마 전자 밀도 분포를 내밀, 외밀, 균일 사이에서 스캔 제어할 수 있다.In addition, since the variable capacitors VCa and VCb are adjustable, the power efficiency is adjusted so that the capacity of the variable capacitors VCa and VCb is matched to the application so as to have an optimum plasma electron density distribution such as an optimum value, for example, internal pressure, external pressure, and uniformity. Good control is also possible. Further, in the case of the film forming process such as CVD, for example, the capacity of the variable capacitor VCa or VCb, for example, the variable capacitor VCa provided in the outer antenna circuit 13a during the film forming process, is scanned during the film forming process and the film is formed. In order to make the film thickness uniform, it is also possible to scan control the plasma electron density distribution between the inside, outside and uniformity during the film forming process. Also in this case, by placing the impedance of the outer antenna circuit 13a and the impedance of the inner antenna circuit 13b out of phase with each other, the plasma electron density distribution can be scan-controlled between the extruding, outer and uniform with good power efficiency. have.

도 13(b)에 나타내는 바와 같이, 제 2 회로예에 따른 고주파 안테나(13-2)는, 제 1 회로예에 따른 고주파 안테나(13-1)와 비교하여, 가변 콘덴서 VCa, 또는 VCb를, 공통 접지점 GND와 평면 코일 La 및 Lb의 다른 단과의 사이에 접속하고, 평면 코일 La 및 Lb의 일단을 정합기(14)에 공통으로 접속한 것이 다르다.As shown in FIG. 13 (b), the high frequency antenna 13-2 according to the second circuit example compares the variable capacitor VCa or VCb with the high frequency antenna 13-1 according to the first circuit example. The connection between the common ground point GND and the other ends of the planar coils La and Lb differs in that the ends of the planar coils La and Lb are commonly connected to the matching unit 14.

제 2 회로예에 있어서도, 가변 콘덴서 VCa 및 VCb의 용량을 조절하여, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스와 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스를 서로 역위상으로 한다.Also in the second circuit example, the capacitances of the variable capacitors VCa and VCb are adjusted so that the impedance of the outer antenna circuit 13a and the impedance of the inner antenna circuit 13b are reversed to each other.

이러한 제 2 회로예에 있어서도, 제 1 회로예와 같은 이점을 얻을 수 있다.Also in this second circuit example, the same advantages as in the first circuit example can be obtained.

도 13(c)에 나타내는 바와 같이, 제 3 회로예에 따른 고주파 안테나(13-3)는, 제 1 회로예에 따른 고주파 안테나(13-1)와 비교하여, 가변 콘덴서 Va를 외측 안테나 회로(13a)에만 마련하도록 한 것이다. 제 3 회로예는, 도 11에 나타낸 고주파 안테나와 같은 회로이다.As shown in FIG. 13 (c), the high frequency antenna 13-3 according to the third circuit example compares the variable capacitor Va with the outer antenna circuit (compared with the high frequency antenna 13-1 according to the first circuit example. 13a). The third circuit example is the same circuit as the high frequency antenna shown in FIG.

제 3 회로예에 있어서는, 가변 콘덴서 VCa의 용량을 조절함으로써, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스와 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스를 서로 역위상으로 한다.In the third circuit example, the impedance of the outer antenna circuit 13a and the impedance of the inner antenna circuit 13b are reversed with each other by adjusting the capacitance of the variable capacitor VCa.

이러한 제 3 회로예에 있어서도, 제 1 및 제 2 회로예와 같은 이점을 얻을 수 있다.Also in such a third circuit example, the same advantages as in the first and second circuit examples can be obtained.

도 13(d)에 나타내는 바와 같이, 제 4 회로예에 따른 고주파 안테나(13-4)는, 제 3 회로예에 따른 고주파 안테나(13-3)와 비교하여, 가변 콘덴서 VCa를, 공통 접지점 GND와 평면 코일 La의 다른 단 사이에 접속하고, 평면 코일 La 및 평면 코일 Lb의 일단을 정합기(14)에 공통으로 접속한 것이 다르다.As shown in Fig. 13 (d), the high frequency antenna 13-4 according to the fourth circuit example uses the variable capacitor VCa as the common ground point GND, compared with the high frequency antenna 13-3 according to the third circuit example. Is connected between the other end of the plane coil La and one end of the plane coil La and the plane coil Lb in common with the matching device 14.

제 4 회로예에 있어서도, 가변 콘덴서 VCa의 용량을 조절함으로써, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스와 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스를 서로 역위상으로 한다.Also in the fourth circuit example, the impedance of the outer antenna circuit 13a and the impedance of the inner antenna circuit 13b are reversed to each other by adjusting the capacitance of the variable capacitor VCa.

이러한 제 4 회로예에 있어서도, 제 1~제 3 회로예와 같은 이점을 얻을 수 있다.Also in such a 4th circuit example, the advantage similar to a 1st-3rd circuit example can be acquired.

또한, 제 1~제 4 회로예에서는, 외측 안테나 회로(13a) 및/또는 내측 안테나 회로(13b)에 마련되는 콘덴서를, 용량을 조절할 수 있는 가변 콘덴서로 하였지만, 용량이 고정되어 있는 콘덴서로 하는 것도 가능하다. 이 경우의 콘덴서의 용량은, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스와 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스가 서로 역위상이 되도록 설정되면 좋다.In the first to fourth circuit examples, the capacitors provided in the outer antenna circuit 13a and / or the inner antenna circuit 13b are variable capacitors whose capacitance can be adjusted. It is also possible. The capacitance of the capacitor in this case may be set so that the impedance of the outer antenna circuit 13a and the impedance of the inner antenna circuit 13b are in phase with each other.

이와 같이 용량이 고정된 콘덴서를 이용한 경우에 있어서도, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스와 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스를 역위상으로 하지 않는 고주파 안테나에 비교하면, 처리실 내에 생성되는 플라즈마 전자 밀도를 향상시킬 수 있어, 보다 파워 효율이 좋은 고주파 안테나를 구비한 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 얻을 수 있다.Even when a capacitor having a fixed capacitance is used as described above, the plasma electron density generated in the processing chamber is compared with a high frequency antenna in which the impedance of the outer antenna circuit 13a and the impedance of the inner antenna circuit 13b are not in phase. The inductively coupled plasma processing apparatus provided with the high frequency antenna which can improve more and is more power efficient can be obtained.

또한, 여기까지 설명하여 온 것과 같이, 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치는, 외측 안테나 회로(13a)의 임피던스와 내측 안테나 회로(13b)의 임피던스를 역위상으로 한다. 이 때문에, 유도 결합 플라즈마를 발생시키고 있는 동안, 외측 안테나 회로(13a)에 흐르는 전류의 위상과 내측 안테나 회로(13b)에 흐르는 전류의 위상이 서로 역위상이 된다.As described above, the inductively coupled plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention reverses the impedance of the outer antenna circuit 13a and the impedance of the inner antenna circuit 13b. For this reason, while generating the inductively coupled plasma, the phase of the current flowing through the outer antenna circuit 13a and the phase of the current flowing through the inner antenna circuit 13b are out of phase with each other.

전류의 위상이 서로 역위상이 되면, 외측 안테나 회로(13a) 및 내측 안테나 회로(13b)의 양쪽에 평면 코일 La, Lb를 이용한 경우, 도 14에 나타내는 바와 같이, 평면 코일 La를 흐르는 외측 전류 Iout의 방향과, 평면 코일 Lb를 흐르는 내측 전류 Iin의 방향이 반대가 된다. 이 때문에, 외측 전류 Iout에 의해 만들어지는 외측 자장의 방향과, 내측 전류 Iin에 의해 만들어지는 내측 자장의 방향이 역방향이 되어, 외측 자장과 내측 자장이 서로 상쇄되어, 처리실 내에 도입되는 자장이 약해져버린다.When the phases of the currents are out of phase with each other, when the planar coils La and Lb are used for both the outer antenna circuit 13a and the inner antenna circuit 13b, the outer current Iout flowing through the planar coil La as shown in FIG. And the direction of the inner current Iin flowing through the planar coil Lb are reversed. For this reason, the direction of the outer magnetic field produced by the outer current Iout and the direction of the inner magnetic field produced by the inner current Iin are reversed, and the outer magnetic field and the inner magnetic field cancel each other, and the magnetic field introduced into the processing chamber is weakened. .

이러한 외측 자장 및 내측 자장의 상쇄를 막기 위해서는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 외측 안테나 회로(13a)의 평면 코일 La와, 내측 안테나 회로(13b)의 평면 코일 Lb를 서로 역으로 감는 것이 좋다. 평면 코일 La와 Lb를 서로 역으로 감으면, 회로상은 외측 전류 Iout의 방향과 내측 전류 Iin의 방향이 반대이기는 하지만, 외관상은 외측 전류 Iout의 방향과 내측 전류 Iin의 방향을 같은 방향으로 일치시킬 수 있다. 따라서, 외측 자장의 방향과 내측 자장의 방향이 같아져, 외측 자장 및 내측 자장의 상쇄를 막을 수 있다.
In order to prevent such cancellation of the outer magnetic field and the inner magnetic field, as shown in FIG. 15, it is preferable to wind the plane coil La of the outer antenna circuit 13a and the plane coil Lb of the inner antenna circuit 13b reversely. When the plane coils La and Lb are wound backwards, in circuit, the direction of the outer current Iout and the direction of the inner current Iin are reversed, but in appearance, the direction of the outer current Iout and the inner current Iin can coincide in the same direction. have. Therefore, the direction of the outer magnetic field and the direction of the inner magnetic field are the same, and the offset of the outer magnetic field and the inner magnetic field can be prevented.

(제 2 실시 형태)(Second Embodiment)

제 1 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에서는, 서로 병렬 접속된 외측 안테나 회로(13a)와 내측 안테나 회로(13b)에 있어서, 한쪽의 안테나 회로의 임피던스와, 다른 쪽의 안테나 회로의 임피던스를 역위상으로 하여, 병렬 접속된 두 개의 안테나 회로에 순환 전류를 발생시키는 구성이었다. 다시 말해, 유도성 내측 안테나 회로(13b)에 대하여, 용량성 외측 안테나 회로(13a)를 병렬 회로로서 접속하는 구성이며, 적어도 두 개의 안테나 회로가 필요했다. 그러나, 안테나 회로가 하나인 경우라도, 안테나 회로에 순환 전류를 발생시키는 것은 가능하다.In the inductively coupled plasma processing apparatus according to the first embodiment, in the outer antenna circuit 13a and the inner antenna circuit 13b connected in parallel with each other, the impedance of one antenna circuit and the impedance of the other antenna circuit are reversed. It was a structure which generate | occur | produces a circulating current in two antenna circuits connected in parallel as a phase. In other words, the inductive inner antenna circuit 13b is configured to connect the capacitive outer antenna circuit 13a as a parallel circuit, and at least two antenna circuits are required. However, even when there is only one antenna circuit, it is possible to generate a circulating current in the antenna circuit.

도 16은 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 이용되는 고주파 안테나로의 급전 회로의 일례를 나타내는 회로도이다.It is a circuit diagram which shows an example of the power supply circuit to the high frequency antenna used for the inductively coupled plasma processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

도 16에 나타내는 바와 같이, 제 2 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가, 제 1 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치와 다른 점은, 하나의 유도성 안테나 회로에 대하여 병렬 접속되는 회로에, 안테나가 구비되어 있지 않은 점이다. 고주파 안테나(13)는, 정합기(14)와 접지점 사이에 접속된 안테나 회로(13c)와, 안테나 회로(13c)에 병렬로 접속된 병렬 가변 콘덴서(70)에 의해 구성되어 있다.As shown in FIG. 16, the inductively coupled plasma processing apparatus according to the second embodiment differs from the inductively coupled plasma processing apparatus according to the first embodiment in a circuit connected in parallel with one inductive antenna circuit. The antenna is not provided. The high frequency antenna 13 is constituted by an antenna circuit 13c connected between the matching unit 14 and a ground point, and a parallel variable capacitor 70 connected in parallel to the antenna circuit 13c.

도 17은 제 2 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 이용되는 고주파 안테나의 일례를 개략적으로 나타내는 사시도이다.17 is a perspective view schematically showing an example of a high frequency antenna used in an inductively coupled plasma processing apparatus according to a second embodiment.

제 2 실시 형태는, 제 1 실시 형태와 같은 외측 안테나 회로(13a), 및 내측 안테나 회로(13b)가 없으므로, 하나의 안테나 회로(13c)만으로 구성할 수 있다. 이 때문에, 고주파 안테나(13)는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 예컨대, 하나의 평면 코일 Lc로 구성할 수 있다. 도 17에는, 평면 코일 Lc의 일례로서, 하나의 도전 부재로 구성한 예를 나타내고 있지만, 평면 코일 Lc은, 분기된 복수의 도전 부재로 구성하더라도 좋다.In the second embodiment, since there is no outer antenna circuit 13a and inner antenna circuit 13b as in the first embodiment, only one antenna circuit 13c can be configured. For this reason, the high frequency antenna 13 can be comprised, for example with one plane coil Lc as shown in FIG. Although the example comprised by one electrically-conductive member is shown as an example of the plane coil Lc, the plane coil Lc may be comprised by the some electrically-conductive member branched off.

제 2 실시 형태에 의하면, 예컨대, 병렬 가변 콘덴서(70)의 임피던스가 안테나 회로(13c)의 임피던스와 역위상이 되도록, 병렬 가변 콘덴서(70)의 용량을 조절한다. 이에 따라, 도 18(a), 또는 도 18(b)에 나타내는 바와 같이, 안테나 회로(13c)에 흐르는 안테나 전류 Ia의 방향과 병렬 가변 콘덴서(70)에 흐르는 캐패시터 전류 Ic의 방향을 반대로 할 수 있어, 제 1 실시 형태와 같은 순환 전류를 발생시킬 수 있다. 따라서, 제 1 실시 형태와 같은 이점을 얻을 수 있다.According to the second embodiment, for example, the capacitance of the parallel variable capacitor 70 is adjusted so that the impedance of the parallel variable capacitor 70 becomes out of phase with the impedance of the antenna circuit 13c. As a result, as shown in Fig. 18A or 18B, the direction of the antenna current Ia flowing through the antenna circuit 13c and the direction of the capacitor current Ic flowing through the parallel variable capacitor 70 can be reversed. Therefore, the same circulating current as in the first embodiment can be generated. Therefore, the same advantages as in the first embodiment can be obtained.

도 19(a)는, 정합기(14)에 역L형 정합 회로를 사용하는 경우의 기본 구성을 나타내는 도면, 도 19(b)는, 역L형 정합 회로를 사용했을 때의 도 16에 나타낸 고주파 안테나로의 급전 회로의 한 회로예를 나타내는 회로도이다.19 (a) is a diagram showing a basic configuration when a reverse L-type matching circuit is used for the matching unit 14, and FIG. 19 (b) is shown in FIG. 16 when a reverse L-type matching circuit is used. It is a circuit diagram which shows an example of a circuit of the power supply circuit to a high frequency antenna.

도 19(a)에 나타내는 바와 같이, 역L형 정합 회로는, 일단을 고주파 전원에 접속하고, 다른 단을 부하에 접속한 매칭용 가변 리액턴스 소자(XMatch)(80)와, 일단을 매칭용 가변 리액턴스 소자(XMatch)(80)와 고주파 전원(15)의 상호 접속점에 접속하고, 다른 단을 접지한 튜닝용 가변 리액턴스 소자(XTune)(81)로 구성된다. 여기서 리액턴스 소자란, 코일 또는 콘덴서, 혹은, 이들이 복합된 소자이다.As shown in Fig. 19A, the inverted L-type matching circuit connects one end to a variable reactance element (X Match ) 80 for connecting one end to a high frequency power source and the other end to a load. A variable reactance element (X Tune ) 81 for tuning is connected to the interconnection point of the variable reactance element (X Match ) 80 and the high frequency power supply 15 and grounded at another end. Here, a reactance element is a coil or a capacitor | condenser, or the element in which these were combined.

도 19(b)에서는, 도 19(a)에 있어서의 부하(13)가 고주파 안테나가 되고, 이 고주파 안테나가, 일단을 매칭용 가변 리액턴스 소자(XMatch)(80)에 접속한 코일 Lc와, 한쪽의 전극을 코일 Lc의 다른 단에 접속하고, 다른 쪽의 전극을 접지한 종단 콘덴서 C를 포함하는 안테나 회로(13c)와, 한쪽의 전극을 매칭용 가변 리액턴스 소자(XMatch)(80)와 코일 LC의 일단의 상호 접속점에 접속하고, 다른 쪽의 전극을 접지한 병렬 가변 콘덴서(70)에 의해 구성되어 있다.In Fig. 19 (b), the load 13 in Fig. 19 (a) becomes a high frequency antenna, and the high frequency antenna has a coil Lc having one end connected to a variable reactance element (X Match ) 80 for matching. An antenna circuit (13c) comprising a terminal capacitor (C) connecting one electrode to the other end of the coil (Lc) and grounding the other electrode, and a variable reactance element (X Match ) 80 for matching one electrode. And a parallel variable capacitor 70 connected to an interconnection point of one end of the coil LC and grounded to the other electrode.

도 20에, 도 19에 나타낸 병렬 가변 콘덴서(70)의 VC 위치와 임피던스의 관계를, 마찬가지로 도 21에 병렬 가변 콘덴서(70)의 VC 위치와 매칭용 가변 리액턴스 소자(XMatch)(80)에 흐르는 전류(Match 전류), 튜닝용 가변 리액턴스 소자(XTune)(81)에 흐르는 전류(Tune 전류), 병렬 가변 콘덴서(70)에 흐르는 전류(병렬 VC 전류), 및 종단 콘덴서 C에 흐르는 전류(종단 C 전류)의 관계를 나타낸다.The relationship between the VC position and impedance of the parallel variable capacitor 70 shown in FIG. 19 is similarly shown to the VC position of the parallel variable capacitor 70 and the matching variable reactance element (X Match ) 80 in FIG. Current flowing through (Match current), Current flowing through tuning reactive reactance element (X Tune ) 81 (Tune current), Current flowing through parallel variable capacitor 70 (Parallel VC current), and Current flowing through termination capacitor C ( The relationship between termination C current) is shown.

도 20에 나타내는 바와 같이, 도 19에 나타낸 한 회로예에 있어서는, 가변 콘덴서(70)의 VC 위치가 약 60%일 때에 병렬 공진을 일으키는 것을 알 수 있다. 또한, 도 21에 나타내는 바와 같이, 병렬 공진점, 및 병렬 공진점 근방에 있어서는, 매칭용 가변 리액턴스 소자(XMatch)(80)에 흐르는 전류(Match 전류), 및 튜닝용 가변 리액턴스 소자(XTune)(81)에 흐르는 전류(Tune 전류)는 거의 제로가 된다.As shown in FIG. 20, in the circuit example shown in FIG. 19, it can be seen that parallel resonance occurs when the VC position of the variable capacitor 70 is about 60%. As shown in Fig. 21, in the parallel resonance point and in the vicinity of the parallel resonance point, the current flowing through the matching variable reactance element (X Match ) 80 (Match current), and the tuning variable reactance element (X Tune ) ( 81) The current (Tune current) flowing through becomes almost zero.

도 22에 제 2 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 처리실 내에 탑재한 피처리 기판상의 플라즈마 전자 밀도의 분포를, 도 23에 제 2 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 의한 애싱 레이트를 나타낸다. 도 22, 및 도 23에는, 참고예로서 병렬 가변 콘덴서(70)를 갖지 않는 타입의 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 경우를 병기한다.In FIG. 22, the distribution of the plasma electron density on the to-be-processed board | substrate mounted in the process chamber of the inductively coupled plasma processing apparatus which concerns on 2nd embodiment is shown to the ashing rate by the inductively coupled plasma processing apparatus which concerns on 2nd embodiment in FIG. . 22 and 23 exemplify a case of an inductively coupled plasma processing apparatus of a type having no parallel variable capacitor 70 as a reference example.

도 22에 나타내는 바와 같이, 제 2 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 의하면, 고주파 전력 RF를 같다고 한 경우, 참고예에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 비교하여, 보다 높은 플라즈마 전자 밀도를 얻을 수 있다.As shown in Fig. 22, according to the inductively coupled plasma processing apparatus according to the second embodiment, when the high frequency power RF is the same, a higher plasma electron density can be obtained compared to the inductively coupled plasma processing apparatus according to the reference example. have.

또한, 도 23에 나타내는 바와 같이, 제 2 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 의하면, 고주파 전력 RF를 같다고 한 경우, 참고예에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 비교하여, 애싱 레이트, 및 애싱의 면 내 균일성도 향상한다.As shown in Fig. 23, according to the inductively coupled plasma processing apparatus according to the second embodiment, when the high frequency power RF is the same, the ashing rate and the ashing are compared with those of the inductively coupled plasma processing apparatus according to the reference example. In-plane uniformity is also improved.

그런데, 고주파 전력 RF가 같다고 한 경우에, 보다 높은 플라즈마 전자 밀도를 얻을 수 있다고 하는 것은, 제 2 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치는, 참고예에 비교하여 에너지 효율이 향상한다는 것이다. 에너지 효율의 향상은, 예컨대, 다음과 같은 이점을 얻을 수 있다.By the way, when the high frequency power RF is the same, higher plasma electron density can be obtained. The inductively coupled plasma processing apparatus according to the second embodiment has an improved energy efficiency compared with the reference example. The improvement of energy efficiency can acquire the following advantages, for example.

최근, 처리의 효율화 등을 위해, 기판, 예컨대, FPD용 유리 기판이 현저히 대형화하여, 한 조각이 1m를 넘는 것이 생산되고 있다. 이 때문에, 유리 기판에 처리를 실시하기 위한 유도 결합 플라즈마 처리 장치도 대형화하여, 안테나실과 처리실을 구분하는 유전체벽도 대형화하고 있다. 유전체벽이 대형화하면, 처리실의 내외의 압력차나 자중 등에 견딜 만큼의 충분한 강도를 갖도록, 그 두께도 두껍게 하지 않을 수 없지만, 유전체벽이 두꺼워지면, 고주파 안테나가 처리실로부터 멀어지게 되어, 에너지 효율이 나빠진다.In recent years, in order to improve the efficiency of the process, a substrate, for example, a glass substrate for FPD is considerably enlarged, and one piece is larger than 1 m. For this reason, the inductively coupled plasma processing apparatus for processing a glass substrate is also enlarged, and the dielectric wall which distinguishes an antenna chamber and a process chamber is also enlarged. If the dielectric wall is enlarged, the thickness thereof must be made thick so as to have sufficient strength to withstand the pressure difference and the weight of the inside and outside of the processing chamber. Falls out.

이에 대하여, 예컨대, 일본 특허 공개 제 2001-28299 호 공보에는, 샤워 헤드를 구성하는 금속제의 샤워 하우징에 지지대의 기능을 갖게 하고, 이 지지대에 의해 유전체벽을 지지함으로써 유전체벽의 휘어짐을 방지하고, 이에 의해 유전체벽을 얇게 하여 에너지 효율을 향상시키는 것, 및 샤워 하우징과 고주파 안테나가 직교하도록 하여 고주파 안테나로부터의 유도 전계가 지지대에 의해 방해받는 것을 가능한 한 방지하여 에너지 효율의 저하를 방지하는 것이 개시되어 있다.In contrast, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-28299 discloses that a metal shower housing constituting a shower head has a function of a support stand, and by supporting the dielectric wall by the support stand, the bending of the dielectric wall is prevented, As a result, it is disclosed that the dielectric wall is thinned to improve energy efficiency, and the shower housing and the high frequency antenna are orthogonal, so that the induction field from the high frequency antenna is prevented from being disturbed by the support as much as possible to prevent the decrease in energy efficiency. It is.

그러나, 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 더 대형화하면, 상기 일본 특허 공개 제 2001-28299 호 공보에 기재된 기술과 같이, 지지대에 의해 유전체벽을 지지함으로써 유전체벽을 얇게 하는 것에도 한계가 있어, 한층 더한 에너지 효율의 향상이 필요해진다.However, when the inductively coupled plasma processing apparatus becomes larger in size, there is a limit to thinning the dielectric wall by supporting the dielectric wall with a support, as in the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-28299, and further energy It is necessary to improve the efficiency.

이러한 사정에 대하여, 제 2 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치는, 도 22에 나타낸 바와 같이 에너지 효율이 향상하므로, 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 한층 더한 대형화에도 유리하다.In response to this situation, the inductively coupled plasma processing apparatus according to the second embodiment has an improved energy efficiency as shown in FIG. 22, and is therefore advantageous in further enlargement of the inductively coupled plasma processing apparatus.

또, 제 2 실시 형태에 있어서도, 제 1 실시 형태에 있어서 설명한 바와 것같이, 병렬 공진하는 병렬 공진점, 또는 병렬 공진점에 더하여, 병렬 공진점의 근방의 영역을 이용하지 않고서, 처리실 내에 유도 결합 플라즈마를 생성하도록 하더라도 좋다. 병렬 공진점의 근방의 영역의 정의에 대해서는, 제 1 실시 형태에서 설명한 바와 같다.
Also in the second embodiment, as described in the first embodiment, inductively coupled plasma is generated in the processing chamber without using the parallel resonance point for parallel resonance or the region near the parallel resonance point in addition to the parallel resonance point. You can do that. The definition of the area in the vicinity of the parallel resonance point is as described in the first embodiment.

(제 3 실시 형태)(Third embodiment)

상기 제 2 실시 형태에 있어서, 도 21을 참조하여 설명한 바와 같이, 병렬 공진점, 및 병렬 공진점 근방에 있어서는, 역L형 정합 회로의 튜닝용 가변 리액턴스 소자(XTune)(81)에 흐르는 전류(Tune 전류)는 거의 제로이다. 이 때문에, 병렬 공진점, 및 병렬 공진점 근방을 이용하여 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 동작시키는 경우에는, 도 24(a)에 나타내는 바와 같이 튜닝용 가변 리액턴스 소자(XTune)(81)는 필요 없다.In the second embodiment, as described with reference to FIG. 21, in the vicinity of the parallel resonance point and the parallel resonance point, the current flowing through the tuning variable reactance element (X Tune ) 81 of the inverse L-type matching circuit ( Tune ). Current) is almost zero. For this reason, when operating the inductively coupled plasma processing apparatus using the parallel resonance point and the vicinity of the parallel resonance point, the tuning variable reactance element (X Tune ) 81 is not necessary as shown in Fig. 24A.

여기서, 튜닝용 가변 리액턴스 소자(XTune)(81)를 제외한 도 24(a)의 회로는, 코일 Lc와 종단 콘덴서 C의 부분을 부하라고 생각하면, 도 24(b)에 나타내는 바와 같이, 병렬 가변 콘덴서(70)를 튜닝용 가변 리액턴스 소자(XTune)(81)로 한 T형 정합 회로를 사용하는 경우의 기본 구성도와 같아진다.Here, in the circuit of FIG. 24A except for the tuning variable reactance element (X Tune ) 81, when the coil Lc and the portion of the termination capacitor C are considered to be loads, as shown in FIG. The basic configuration in the case of using a T-type matching circuit having the variable capacitor 70 as the tuning variable reactance element (X Tune ) 81 is used.

T형 정합 회로는, 한쪽을 고주파 전원에 접속한 매칭용 가변 리액턴스 소자(XMatch)(80)와, 한쪽을 매칭용 가변 리액턴스 소자(XMatch)(80)의 다른 쪽에 접속하고, 다른 쪽을 접지한 튜닝용 가변 리액턴스 소자(XTune)(81)로 구성된다.T-type matching circuit, connected one with the matching variable reactance element (X Match) (80) for connection to the radio frequency, the one to the other side of the matching variable reactance element (X Match) (80) for, and the other A grounded variable reactance element (X Tune ) 81 is configured.

도 25는 제 3 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 이용되는 고주파 안테나로의 급전 회로의 일례를 나타내는 회로도이다.25 is a circuit diagram showing an example of a power feeding circuit to a high frequency antenna used in an inductively coupled plasma processing apparatus according to a third embodiment.

도 25에 나타내는 바와 같이, 제 3 실시 형태에 따른 급전 회로가, 제 2 실시 형태에 따른 급전 회로와 다른 점은, 정합기(14)를 역L형 정합 회로로부터 T형 정합 회로로 치환하고, 또한, 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 동작시키고 있을 때에, 튜닝용 가변 리액턴스 소자(XTune)(81)와, 안테나 회로(13c) 사이에 순환 전류가 흐르도록, 임피던스 정합을 행하도록 한 것이다.As shown in FIG. 25, the feeding circuit according to the third embodiment differs from the feeding circuit according to the second embodiment in that the matching unit 14 is replaced with a T-type matching circuit from an inverted L-type matching circuit. When the inductively coupled plasma processing apparatus is operating, impedance matching is performed so that a circulating current flows between the tuning variable reactance element (X Tune ) 81 and the antenna circuit 13c.

고주파 안테나(13)는, 일단을 매칭용 가변 리액턴스 소자(XMatch)(80)와 튜닝용 가변 리액턴스 소자(XTune)(81)의 상호 접속점에 접속한 코일 Lc와, 한쪽의 전극을 코일 Lc의 다른 단에 접속하고, 다른 쪽의 전극을 접지한 종단 콘덴서 C를 포함하는 안테나 회로(13c)로 구성되어 있다.The high frequency antenna 13 includes a coil Lc having one end connected to an interconnection point of a variable reactance element (X Match ) 80 for matching and a variable reactance element (X Tune ) 81 for tuning, and one electrode connected to a coil Lc. And an antenna circuit 13c including the terminal capacitor C connected to the other end of the circuit board and grounded to the other electrode.

플라즈마 처리를 할 때에는, 튜닝용 가변 리액턴스 소자(XTune)(81)와 안테나 회로(13c) 사이에, 순환 전류가 생기도록 동작시킨다. 구체적인 일례는, 튜닝용 가변 리액턴스 소자(XTune)(81)의 임피던스가, 안테나 회로(13c)의 임피던스와 역위상이 되도록, 튜닝용 가변 리액턴스 소자(XTune)(81)를 조절한다.In the plasma processing, the circulating current is operated between the tuning variable reactance element (X Tune ) 81 and the antenna circuit 13c. One specific example is to adjust the impedance of the tuning variable reactance element (Tune X) (81) for an antenna element for the variable reactance, so that the tuning impedance of phase of the circuit (13c) (X Tune) ( 81).

도 26에 제 3 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 처리실 내에 탑재한 피처리 기판상의 플라즈마 전자 밀도의 분포를, 도 27에 제 3 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 의한 애싱 레이트를 나타낸다. 도 26, 및 도 27에는, 참고예로서 병렬 가변 콘덴서(70)를 갖지 않는 타입의 유도 결합 플라즈마 처리 장치와 제 2 실시 형태의 경우를 병기한다.FIG. 26 shows the distribution of plasma electron density on the substrate to be mounted in the processing chamber of the inductively coupled plasma processing apparatus according to the third embodiment, and FIG. 27 shows the ashing rate by the inductively coupled plasma processing apparatus according to the third embodiment. . 26 and 27 together show a case of the inductively coupled plasma processing apparatus of the type without the parallel variable capacitor 70 and the second embodiment as a reference example.

도 26에 나타내는 바와 같이, 제 3 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 있어서도, 고주파 전력 RF를 같다고 한 경우, 참고예에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 비교하여, 보다 높고, 또한, 제 2 실시 형태와 동등 이상의 플라즈마 전자 밀도를 얻을 수 있다.As shown in FIG. 26, also in the inductively coupled plasma processing apparatus according to the third embodiment, when the high frequency power RF is the same, it is higher than that of the inductively coupled plasma processing apparatus according to the reference example, and the second embodiment is higher. It is possible to obtain a plasma electron density equal to or more than the shape.

또한, 도 27에 나타내는 바와 같이, 제 3 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 의하면, 고주파 전력 RF를 같다고 한 경우, 참고예에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 비교하여, 애싱 레이트, 및 애싱의 면 내 균일성도 향상한다. 더구나, 애싱 레이트는 제 2 실시 형태와 거의 동등한 레이트를, 또한, 면 내 균일성은, 제 2 실시 형태와 동등 이상의 균일성을 얻을 수 있다.As shown in FIG. 27, according to the inductively coupled plasma processing apparatus according to the third embodiment, when the high frequency power RF is the same, the ashing rate and the ashing rate are compared with those of the inductively coupled plasma processing apparatus according to the reference example. In-plane uniformity is also improved. In addition, the ashing rate is almost the same as that of the second embodiment, and in-plane uniformity can obtain uniformity equal to or higher than that of the second embodiment.

또, 제 3 실시 형태에 있어서도, 제 1 실시 형태에 있어서 설명한 바와 같이, 병렬 공진하는 병렬 공진점, 또는 병렬 공진점에 더하여, 병렬 공진점의 근방의 영역을 이용하지 않고서, 처리실 내에 유도 결합 플라즈마를 생성하도록 하더라도 좋다. 병렬 공진점의 근방의 영역의 정의에 대해서는, 제 1 실시 형태에서 설명한 바와 같다.Also in the third embodiment, as described in the first embodiment, in addition to the parallel resonance point or the parallel resonance point for parallel resonance, the inductively coupled plasma is generated in the process chamber without using the region near the parallel resonance point. You may. The definition of the area in the vicinity of the parallel resonance point is as described in the first embodiment.

이상, 본 발명의 실시 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 의하면, 보다 파워 효율이 좋은 유도 결합 플라즈마 처리 장치 및 유도 결합 플라즈마 처리 방법을 제공할 수 있다.As mentioned above, according to the inductively coupled plasma processing apparatus which concerns on embodiment of this invention, the inductively coupled plasma processing apparatus and the inductively coupled plasma processing method which are more power efficient can be provided.

또, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고 여러 가지 변형 가능하다.In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible.

예컨대, 고주파 안테나의 구조는 상기 구조에 한정되는 것이 아니라, 같은 기능을 갖는 구조이면, 여러 가지의 구조를 채용할 수 있다.For example, the structure of the high frequency antenna is not limited to the above structure, and various structures can be adopted as long as the structure has the same function.

또한, 상기 실시 형태에서는, 고주파 안테나를 외측에 플라즈마를 형성하는 외측 안테나부와 내측에 플라즈마를 형성하는 내측 안테나부로 나누었지만, 반드시 외측과 내측으로 나눌 필요는 없고, 여러 가지의 나누는 방법을 채용하는 것이 가능하다.Moreover, in the said embodiment, although the high frequency antenna was divided into the outer antenna part which forms a plasma outside and the inner antenna part which forms a plasma inside, it is not necessarily divided into an outer side and an inner side, and various division methods are employ | adopted. It is possible.

또한, 플라즈마를 형성하는 위치가 다른 안테나부로 나누는 경우에 한정되지 않고, 플라즈마 분포 특성이 다른 안테나부로 나누도록 하여도 좋다.In addition, the position at which the plasma is formed is not limited to dividing into other antenna portions, and the plasma distribution characteristics may be divided into different antenna portions.

또한, 상기 실시 형태에서는, 고주파 안테나를 외측과 내측의 2개로 나눈 경우에 대하여 나타냈지만, 3개 이상으로 나누도록 하여도 좋다. 예컨대, 외측 부분과 중앙 부분과 이들의 중간 부분의 3개로 나누는 것을 들 수 있다.In addition, in the said embodiment, although the case where the high frequency antenna was divided into two of an outer side and an inner side was shown, you may divide into three or more. For example, it divides into three of an outer part, a center part, and these middle parts.

또한, 임피던스를 조정하기 위한 수단으로서, 콘덴서, 및 가변 콘덴서를 마련했지만, 코일, 가변 코일 등 다른 임피던스 조정 수단을 이용하더라도 좋다.Moreover, although a capacitor | condenser and a variable capacitor were provided as a means for adjusting an impedance, you may use other impedance adjustment means, such as a coil and a variable coil.

또한, 상기 실시 형태에서는 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 일례로서 애싱 장치를 예시했지만, 애싱 장치에 한정되지 않고, 에칭이나, CVD 성막 등의 다른 쪽의 플라즈마 처리 장치에 적용할 수 있다.Moreover, although the ashing apparatus was illustrated as an example of an inductively coupled plasma processing apparatus in the said embodiment, it is not limited to an ashing apparatus, It can apply to other plasma processing apparatuses, such as an etching and CVD film-forming.

또한, 피처리 기판으로서 FPD 기판을 이용했지만, 이 발명은 이것에 한정되지 않고 반도체 웨어 등 다른 쪽의 기판을 처리하는 경우에도 적용 가능하다.
In addition, although an FPD board | substrate was used as a to-be-processed substrate, this invention is not limited to this, It is applicable also when processing another board | substrate, such as a semiconductor wear.

1 : 본체 용기 2 : 유전체벽(유전체 부재)
3 : 안테나실 4 : 처리실
13 : 고주파 안테나 13a : 외측 안테나 회로
13b : 내측 안테나 회로 14 : 정합기
15 : 고주파 전원 16a, 16b : 급전 부재
20 : 처리 가스 공급계 C : 콘덴서
VC, VCa, VCb : 가변 콘덴서 23 : 탑재대
30 : 배기 장치 50 : 제어부
51 : 사용자 인터페이스 52 : 기억부
61a : 외측 안테나 회로 61b : 내측 안테나 회로
G : 기판 70 : 병렬 가변 콘덴서
80 : 매칭용 가변 리액턴스 소자
81 : 튜닝용 가변 리액턴스 소자(XTune)1 body container 2 dielectric wall (dielectric member)
3: antenna chamber 4: processing chamber
13: high frequency antenna 13a: outer antenna circuit
13b: inner antenna circuit 14: matching device
15: high frequency power supply 16a, 16b: power supply member
20: process gas supply system C: condenser
VC, VCa, VCb: Variable Capacitor 23: Mounting Table
30: exhaust device 50: control unit
51: user interface 52: storage unit
61a: outside antenna circuit 61b: inside antenna circuit
G: Substrate 70: Parallel Variable Capacitor
80: variable reactance element for matching
81: Tunable variable reactance element (XTune)

Claims (8)

피처리 기판을 수용하여 플라즈마 처리를 실시하는 처리실과,
상기 처리실 내에서 피처리 기판이 탑재되는 탑재대와,
상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와,
상기 처리실 내를 배기하는 배기계와,
상기 처리실의 외부에 유전체 부재를 사이에 두고 배치되고, 고주파 전력이 공급되는 것에 의해 상기 처리실 내에 유도 전계를 형성하는 안테나 회로와,
상기 안테나 회로에 병렬로 접속되고 가변 콘덴서를 갖는 병렬 회로
를 구비하되,
상기 안테나 회로와 상기 병렬 회로 사이에 순환 전류가 흐르도록 하여, 상기 처리실 내에 유도 결합 플라즈마를 생성하도록 구성되어 있는 것
을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
A processing chamber which accommodates a substrate to be processed and performs plasma processing;
A mounting table on which a substrate to be processed is mounted in the processing chamber;
A processing gas supply system for supplying a processing gas into the processing chamber;
An exhaust system for exhausting the inside of the processing chamber;
An antenna circuit disposed outside the processing chamber with a dielectric member interposed therebetween to form an induction electric field in the processing chamber by supplying high frequency power;
A parallel circuit connected in parallel to said antenna circuit and having a variable capacitor
Provided with
Configured to generate an inductively coupled plasma in the processing chamber by allowing a circulating current to flow between the antenna circuit and the parallel circuit.
Inductively coupled plasma processing apparatus, characterized in that.
제 1 항에 있어서,
상기 병렬 회로는 상기 안테나 회로와는 다른 별도의 안테나 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 1,
And the parallel circuit comprises a separate antenna circuit different from the antenna circuit.
제 2 항에 있어서,
상기 안테나 회로 및 상기 별도의 안테나 회로가 평면 코일을 포함하여 구성되고,
상기 안테나 회로에 포함되는 평면 코일이 내측에 공간을 갖고, 상기 처리실 내의 외측 부분에 유도 전계를 형성하는 외측 안테나를 구성하고,
상기 별도의 안테나 회로에 포함되는 평면 코일이 상기 안테나 회로에 포함되는 평면 코일의 내측의 공간에 배치되고, 상기 처리실 내의 내측 부분에 유도 전계를 형성하는 내측 안테나를 구성하는 것
을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 2,
The antenna circuit and the separate antenna circuit are configured to include planar coils,
The planar coil included in the antenna circuit has a space inside, and constitutes an outer antenna for forming an induction electric field in an outer portion of the processing chamber,
A plane coil included in the separate antenna circuit is disposed in a space inside the plane coil included in the antenna circuit, and constitutes an inner antenna that forms an induction field in an inner portion of the processing chamber.
Inductively coupled plasma processing apparatus, characterized in that.
제 3 항에 있어서,
상기 안테나 회로에 포함되는 평면 코일과, 상기 별도의 안테나 회로에 포함되는 평면 코일이 서로 반대로 감긴 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 3, wherein
The planar coil included in the antenna circuit and the planar coil included in the separate antenna circuit are wound opposite to each other.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안테나 회로 및 상기 별도의 안테나 회로 중 적어도 하나에 접속되고, 접속된 회로의 임피던스를 조절하는 임피던스 조절 수단을 더 구비하고,
상기 임피던스 조절 수단에 의한 임피던스 조절에 의해, 상기 안테나 회로 및 상기 별도의 안테나 회로 중 적어도 하나의 회로의 전류치를 제어하여, 상기 처리실 내에 형성되는 유도 결합 플라즈마의 플라즈마 전자 밀도 분포를 제어하도록 구성되어 있는 것
을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
The method according to any one of claims 2 to 4,
An impedance adjusting means connected to at least one of the antenna circuit and the separate antenna circuit, for adjusting an impedance of the connected circuit;
Configured to control the plasma electron density distribution of the inductively coupled plasma formed in the processing chamber by controlling the current value of at least one of the antenna circuit and the separate antenna circuit by impedance adjustment by the impedance adjusting means. that
Inductively coupled plasma processing apparatus, characterized in that.
제 5 항에 있어서,
상기 임피던스　조절　수단은 가변 콘덴서를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
The method of claim 5, wherein
The impedance adjusting means includes an inductively coupled plasma processing apparatus, characterized in that it comprises a variable capacitor.
피처리 기판을 수용하여 플라즈마 처리를 실시하는 처리실과, 상기 처리실 내에서 피처리 기판이 탑재되는 탑재대와, 상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와, 상기 처리실 내를 배기하는 배기계와, 상기 처리실의 외부에 유전체 부재를 사이에 두고 배치되고, 고주파 전력이 공급되는 것에 의해 상기 처리실 내에 유도 전계를 형성하는 안테나 회로와, 상기 안테나 회로에 병렬로 접속되고 가변 콘덴서를 갖는 병렬 회로를 구비하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 이용한 플라즈마 처리 방법으로서,
상기 안테나 회로와 상기 병렬 회로 사이에 순환 전류가 흐르도록 하여, 상기 처리실 내에 유도 결합 플라즈마를 생성하도록 구성되어 있는 것
을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법.
A processing chamber for accommodating a substrate to be subjected to plasma processing, a mounting table on which the substrate to be processed is mounted in the processing chamber, a processing gas supply system for supplying a processing gas into the processing chamber, an exhaust system for exhausting the interior of the processing chamber, And an antenna circuit disposed outside the processing chamber with a dielectric member interposed therebetween, the induction electric field being formed in the processing chamber by being supplied with a high frequency power, and a parallel circuit having a variable capacitor connected in parallel to the antenna circuit. A plasma processing method using an inductively coupled plasma processing apparatus,
Configured to generate an inductively coupled plasma in the processing chamber by allowing a circulating current to flow between the antenna circuit and the parallel circuit.
Inductively coupled plasma processing method characterized in that.
제 7 항에 있어서,
상기 유도 결합 플라즈마 처리 장치는, 상기 안테나 회로와 상기 병렬 회로 중 적어도 하나에 접속되고, 접속된 회로의 임피던스를 조절하는 임피던스 조절 수단을 더 구비하며,
상기 임피던스 조절 수단에 의한 임피던스 조절에 의해, 상기 안테나 회로와 상기 병렬 회로 중 적어도 하나의 회로의 전류치를 제어하여, 상기 처리실 내에 형성되는 유도 결합 플라즈마의 플라즈마 전자 밀도 분포를 제어하는 것
을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 방법.The method of claim 7, wherein
The inductively coupled plasma processing apparatus further includes impedance adjusting means connected to at least one of the antenna circuit and the parallel circuit, and configured to adjust an impedance of the connected circuit.
Controlling the plasma electron density distribution of the inductively coupled plasma formed in the processing chamber by controlling the current value of at least one of the antenna circuit and the parallel circuit by controlling the impedance by the impedance adjusting means.
Inductively coupled plasma processing method characterized in that.
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