KR20110095843A - 유도 결합 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 피처리 기판의 대형화에 대응할 수 있는 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 제공한다. 상기 유도 결합 플라즈마 처리 장치는 피처리 기판을 수용해서 플라즈마 처리를 실시하는 처리실(4)과, 처리실(4)내에서 피처리 기판 G가 탑재되는 탑재대(23)와, 처리실(4)내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계(20)와, 처리실(4)내를 배기하는 배기계(30)와, 처리실(4)내에 유도 전계를 형성하는 고주파 안테나(13)와, 고주파 안테나(13)에 고주파 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원(15)을 구비하고, 고주파 안테나(13)와 처리실(4)의 사이에 처리실(4)을 구성하는 본체용기(1)와 절연되어 형성된 비자성체이고 도전성인 금속 창(2)이 형성되어 있다.

Description

유도 결합 플라즈마 처리 장치{INDUCTIVELY COUPLED PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 액정 표시 장치(LCD) 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD) 제조용의 유리 기판 등의 기판에 플라즈마 처리를 실시하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다．
액정 표시 장치(LCD) 등의 제조 공정에 있어서는 유리 기판에 소정의 처리를 실시하기 위해, 플라즈마 에칭 장치나 플라즈마 CVD 성막 장치 등의 각종 플라즈마 처리 장치가 이용된다. 이와 같은 플라즈마 처리 장치로서는 종래, 용량 결합 플라즈마 처리 장치가 다용되고 있었지만, 최근, 고밀도의 플라즈마를 얻을 수 있다고 하는 큰 이점을 갖는 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma: ICP) 처리 장치가 주목받고 있다.
유도 결합 플라즈마 처리 장치는 피처리 기판을 수용하는 처리실의 유전체 창의 외측에 고주파 안테나를 배치하고, 처리실내에 처리 가스를 공급하는 동시에 이 고주파 안테나에 고주파 전력을 공급하는 것에 의해, 처리실내에 유도 결합 플라즈마를 발생시키고, 이 유도 결합 플라즈마에 의해서 피처리 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 것이다. 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 고주파 안테나로서는 평면형상의 소정 패턴을 이루는 평면 안테나가 다용되고 있다. 공지예로서는 특허문헌 1이 있다.
최근, 피처리 기판의 사이즈가 대형화되고 있다. 예를 들면, LCD용의 직사각형상 유리 기판의 경우, 짧은 변×긴 변의 길이가 약 1500㎜×약 1800㎜의 사이즈에서 약 2200㎜×약 2400㎜의 사이즈로, 더 나아가서는 약 2800㎜×약 3000㎜의 사이즈로 그 대형화가 현저하다.
유도 결합 플라즈마 처리 장치의 경우, 고주파 안테나와 처리실의 사이에 유전체 창이 개재된다. 따라서, 피처리 기판이 대형화되면, 유전체 창도 대형화된다. 유전체 창에는 특허문헌 1에도 기재되어 있는 바와 같이, 일반적으로 석영 유리 혹은 세라믹이 이용된다.
그러나, 석영 유리나 세라믹은 물러서, 대형화에는 적합하지 않다. 이 때문에, 예를 들면, 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같이, 석영 유리를 분할함으로써 유전체 창의 대형화에 대처하고 있다.
특허문헌1:일본국특허공보제3077009호 특허문헌2:일본국특허공보제3609985호
그러나, 피처리 기판의 대형화는 더욱 현저하다. 이 때문에, 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같은 유전체 창을 분할하는 방법에 있어서도, 대형화에의 대응이 어렵게 되고 있다.
본 발명은 이와 같은 사정을 감안해서 이루어진 것으로써, 피처리 기판의 대형화에 대응할 수 있는 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일형태에 관한 유도 결합 플라즈마 처리 장치는 피처리 기판을 수용해서 플라즈마 처리를 실시하는 처리실과, 상기 처리실내에서 피처리 기판이 탑재되는 탑재대와, 상기 처리실내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와, 상기 처리실내를 배기하는 배기계와, 상기 처리실내에 유도 전계를 형성하는 고주파 안테나와, 상기 고주파 안테나에 고주파 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원을 구비하고, 상기 고주파 안테나와 상기 처리실의 사이에, 상기 처리실을 구성하는 본체용기와 절연되어 형성된 비자성체이고 도전성인 금속 창이 형성되어 있다.
본 발명에 따르면, 피처리 기판의 대형화에 대응할 수 있는 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 이용되는 비자성체이고 도전성인 금속 창의 일예를 나타내는 평면도이다.
도 3은 제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 이용되는 고주파 안테나의 일예를 나타내는 평면도이다.
도 4는 제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 더욱 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치로부터 얻어지는 플라즈마 전자밀도를 나타내는 도면이다.
도 6은 추측된 플라즈마 생성 원리를 나타내는 도면이다.
도 7은 4분할형 금속 창의 일예를 나타내는 평면도이다.
도 8은 4분할형 금속 창의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 9는 고주파 안테나를 직선형상으로 한 경우의 금속 창의 일예를 나타내는 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 금속 창의 일예를 나타내는 평면도이다.
도 11은 금속 창의 구체적인 일예를 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 금속 창의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 13은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 금속 창의 일예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 금속 창의 일예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 용량 결합 모드 회로의 일예를 나타내는 회로도이다.
도 16은 고주파 안테나측의 회로와 용량 결합 모드 회로측의 각 임피던스에 있어서의 가변 콘덴서의 용량 의존성을 나타내는 도면이다.
도 17은 플라즈마 전자 밀도 분포를 나타내는 도면이다.
도 18은 금속 창(2)의 처리실(4)측 표면에 점착한 SiO막의 마모량을 나타내는 도면이다.
도 19a는 본 발명의 제 6 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 금속 창의 일예를 나타내는 평면도, 도 19b는 도 19a에 도시된 금속 창의 사시도이다.
도 20은 본 발명의 제 7 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 일예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 21은 제 7 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치로부터 얻어지는 플라즈마 전자밀도를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조해서 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다.
(제 1 실시형태)
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 단면도, 도 2는 이 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 이용되는 비자성체이고 도전성인 금속 창의 일예를 나타내는 평면도, 도 3은 이 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 이용되는 고주파 안테나의 일예를 나타내는 평면도이다. 이 장치는, 예를 들면, FPD용 유리 기판상에 박막 트랜지스터를 형성할 때의 메탈막, ITO막, 산화막 등의 에칭이나, 레지스트막의 애싱 처리에 이용된다. 여기서, FPD로서는 액정 디스플레이(LCD), 전계 발광(Electro Luminescence; EL) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등이 예시된다.
본 플라즈마 처리 장치는 도전성 재료, 예를 들면, 내벽면이 양극 산화 처리(알루마이트 처리)된 알루미늄으로 이루어지는 각통형상의 기밀한 본체용기(1)를 갖는다. 이 본체용기(1)는 접지선(1a)에 의해 접지되어 있다. 본체용기(1)는 이 본체용기(1)와 절연되어 형성된 금속 창(2)에 의해 상하에 안테나실(3) 및 처리실(4)로 구획되어 있다. 금속 창(2)은 본 예에서는 처리실(4)의 천장 벽을 구성한다. 금속 창(2)은 예를 들면, 비자성체이고 도전성인 금속으로 구성된다. 비자성체이고 도전성인 금속의 예는 알루미늄 또는 알루미늄을 포함하는 합금이다.
본체용기(1)에 있어서의 안테나실(3)의 측벽(3a)과 처리실(4)의 측벽(4a)의 사이에는 본체용기(1)의 내측으로 돌출된 지지 선반(5), 및 처리 가스 공급용의 샤워 하우징(shower housing)을 겸하는 십자형상의 지지 빔(support beam)(11)이 마련되어 있다. 지지 빔(11)이 샤워 하우징을 겸하는 경우에는 지지 빔(11)의 내부에, 피처리 기판 G의 피처리면에 대해 평행하게 신장하는 가스 유로(12)가 형성되고, 이 가스 유로(12)에는 처리실(4)내에 가스를 분출하는 복수의 가스 토출 구멍(12a)이 연통된다. 또한, 지지 빔(11)의 상부에는 가스 유로(12)에 연통하도록 가스 공급관(20a)이 마련된다. 가스 공급관(20a)은 본체용기(1)의 천장으로부터 그 외측으로 관통하고, 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 거쳐서 지지 빔(11)내에 공급되고, 가스 토출 구멍(12a)으로부터 처리실(4)내로 토출된다. 지지 선반(5) 및 지지 빔(11)은 도전성 재료, 바람직하게는 금속으로 구성된다. 금속의 예로서는 알루미늄이다.
또한, 본 예에서는 금속 창(2)은 도 2에 나타내는 바와 같이 금속 창(2-1∼2-4)으로 4분할되어 있고, 이들 4개의 금속 창(2-1∼2-4)은 지지 선반(5) 및 지지 빔(11)의 위에 절연물(6)을 거쳐서 탑재된다. 본 예에서는 탑재대(23)에 대향하는 처리실(4)의 벽면형상을 직사각형으로 하면, 이 직사각형의 중심으로부터 각 변의 중점을 연결하는 선을 따라, 금속 창(2)이 금속 창(2-1∼2-4)으로 4분할되어 있다. 이와 같이, 직사각형의 모눈형상으로 4분할된 금속 창(2-1∼2-4)은 절연물(6)을 거쳐서 지지 선반(5) 및 지지 빔(11)의 위에 탑재됨으로써, 지지 선반(5), 지지 빔(11) 및 본체용기(1)로부터 절연되고, 또한 금속 창(2-1∼2-4)끼리도 서로 절연된다. 절연물(6)의 재료예는 예를 들면, 세라믹이나 폴리데트라플루오로에틸렌(PTFE)이다.
안테나실(3)내에는 금속 창(2)의 위에, 이 금속 창(2)에 면하도록 고주파(RF) 안테나(13)가 배치되어 있다. 이 고주파 안테나(13)는 절연 부재로 이루어지는 스페이서(spacer)(17)에 의해 금속 창(2)으로부터 이간되어 있다. 고주파 안테나(13)는 도 3에 나타내는 바와 같이 소용돌이 안테나를 구성하고 있고, 금속 창(2)은 이 소용돌이의 중심으로부터 주변으로 방사상으로 연장하는 선을 따라, 분할되어 있게 된다.
플라즈마 처리 중, 제 1 고주파 전원(15)으로부터는 유도 전계 형성용의 예를 들면 주파수가 13.56㎒의 고주파 전력이 급전(전원공급) 부재(16)를 거쳐서 고주파 안테나(13)에 공급된다. 본 예의 고주파 안테나(13)는 그 중심부의 주위에, 중심으로부터 대략 동일 반경위치에서 90°씩 어긋난 위치에 급전 부재(16)에 접속되는 4개의 급전부(41, 42, 43, 44)를 갖고, 이들 각 급전부(41, 42, 43, 44)로부터 2개씩의 안테나선이 외측으로 연장되어 구성된다. 각 안테나선의 종단에는 콘덴서(capacitor)(18)가 접속되고, 각 안테나선은 콘덴서(18)를 거쳐서 접지된다. 이와 같이 고주파 전력이 공급된 고주파 안테나(13)에 의해, 처리실(4)내에 유도 전계가 형성되고, 이 유도 전계에 의해 복수의 가스 토출 구멍(12a)으로부터 공급된 처리 가스가 플라즈마화된다.
처리실(4)내의 아래쪽에는 금속 창(2)을 사이에 두고 고주파 안테나(13)와 대향하도록, 피처리 기판 G 예를 들면, LCD 유리 기판을 탑재하기 위한 탑재대(23)가 마련되어 있다. 탑재대(23)는 도전성 재료, 예를 들면 표면이 양극산화 처리된 알루미늄으로 구성되어 있다. 탑재대(23)에 탑재된 피처리 기판 G는 정전 척(도시하지 않음)에 의해 흡착 유지된다.
탑재대(23)는 절연체 틀(24)내에 수납되고, 또한, 중공의 지주(25)에 지지된다. 지주(25)는 본체용기(1)의 바닥부를 기밀 상태를 유지하면서 관통하고, 본체용기(1) 외측에 배치된 승강 기구(도시하지 않음)에 지지되며, 피처리 기판 G의 반입 반출시에 승강 기구에 의해 탑재대(23)가 상하 방향으로 구동된다. 또, 탑재대(23)를 수납하는 절연체 틀(24)과 본체용기(1)의 바닥부의 사이에는 지주(25)를 기밀하게 포위하는 벨로우즈(26)가 배치되어 있고, 이것에 의해, 탑재대(23)의 상하방향 이동에 대해서도 처리실(4)내의 기밀성이 보증된다. 또한, 처리실(4)의 측벽(4a)에는 피처리 기판 G를 반입 반출하기 위한 반입출구(27a) 및 그것을 개폐하는 게이트밸브(27)가 마련되어 있다.
탑재대(23)에는 중공의 지주(25)내에 마련된 급전선(25a)에 의해, 정합기(28)를 거쳐서 제 2 고주파 전원(29)이 접속되어 있다. 이 제 2 고주파 전원(29)은 플라즈마 처리중에, 바이어스용의 고주파 전력, 예를 들면 주파수가 3.2㎒인 고주파 전력을 탑재대(23)에 인가한다. 이 바이어스용의 고주파 전력에 의해, 처리실(4)내에 생성된 플라즈마중의 이온이 효과적으로 기판 G에 인입된다.
또한, 탑재대(23)내에는 기판 G의 온도를 제어하기 위해, 세라믹 히터 등의 가열 수단이나 냉매유로 등으로 이루어지는 온도 제어 기구와, 온도 센서가 마련되어 있다(모두 도시하지 않음). 이들 기구나 부재에 대한 배관이나 배선은 모두 중공의 지주(25)를 통과하여 본체용기(1) 외측으로 도출된다.
처리실(4)의 바닥부에는 배기관(31)을 거쳐서 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 진공분위기(예를 들면 1.33Pa)로 설정 및 유지된다.
탑재대(23)에 탑재된 피처리 기판 G의 이면측에는 냉각 공간(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 일정한 압력의 열전달용 가스로서 He 가스를 공급하기 위한 He 가스 유로(45)가 마련되어 있다. He 가스 유로(45)에는 He 가스 라인(46)이 접속되고, 압력 제어 밸브(47)를 거쳐서 도시하지 않은 He원에 접속된다.
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 커맨드(command)의 입력 조작 등을 실행하는 키보드나, 플라즈마 처리 장치의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 사용자 인터페이스(51)가 접속되어 있다. 또한, 제어부(50)에는 플라즈마 처리 장치에서 실행되는 각종 처리를 제어부(50)의 제어로 실현하기 위한 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라 플라즈마 처리 장치의 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램, 즉, 레시피(recipe)가 저장된 기억부(52)가 접속되어 있다. 레시피는 하드 디스크나 반도체 메모리에 기억되어 있어도 좋고, CD-ROM, DVD 등의 휴대가능한 기억 매체에 수용된 상태에서 기억부(52)의 소정 위치에 세트하도록 되어 있어도 좋다. 또한, 다른쪽의 장치로부터, 예를 들면, 전용 회선을 거쳐서 레시피를 적절히 전송시키도록 해도 좋다. 그리고, 필요에 따라, 사용자 인터페이스(51)로부터의 지시 등으로 임의의 레시피를 기억부(52)로부터 호출해서 제어부(50)에 실행시킴으로써, 제어부(50)의 제어 하에, 플라즈마 처리 장치에서의 원하는 처리가 실행된다.
제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 의하면, 종래, 유전체 예를 들면 석영제이었던 창을, 비자성체이고 도전성인 금속, 예를 들면, 알루미늄제, 또는 알루미늄을 포함하는 합금제의 금속 창(2)으로 하였다. 이것에 의해, 금속 창(2)의 강성이 유전체 예를 들면 석영제이었던 경우에 비해 향상하고, 피처리 기판의 대형화에 대응하는 것이 가능하게 되었다. 도 4는 도 1에 나타낸 구성보다 더욱 간략화된 구성을 나타낸다.
도 1 및 도 4에 나타내는 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 있어서의 피처리 기판 G의 중앙과 짧은 변 중앙을 연결하는 선을 따른 플라즈마 전자밀도 측정 결과를 도 5에 나타낸다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 파워가 5000W일 때, 중앙(X=0) 및 그 근방에 약 6×1010cm-3의 플라즈마 전자밀도를 갖는 고밀도 플라즈마의 생성이 확인되었다.
상기의 추측되는 플라즈마 생성 원리를 도 6을 참고하여 설명한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 고주파 안테나(13)에 흐른 전류 IRF로부터, 금속 창(2)의 상면(고주파 안테나측 표면)에 와전류(eddy current) ILOOP가 발생한다. 금속 창(2)은 지지 선반(5), 지지 빔(11), 및 본체용기(1)로부터 절연되어 있다. 이 때문에, 금속 창(2)의 상면에 흐른 와전류 ILOOP는 금속 창(2)의 측면으로 흐른다. 또한, 금속 창(2)의 측면에 흐른 와전류 ILOOP는 금속 창(2)의 하면(처리실측 표면)으로 흐르고, 또한, 금속 창(2)의 측면을 거쳐서 다시 금속 창(2)의 상면으로 되돌아온다. 이와 같이 해서, 금속 창(2)의 상면(고주파 안테나측 표면)으로부터 하면(처리실측 표면)에 루프하는 와전류 ILOOP가 생성된다. 이 루프하는 와전류 ILOOP 중, 금속 창(2)의 하면을 흐른 전류가 처리실(4)내에 유도 전계를 형성한다. 처리실(4)내에 유도 전계가 형성되는 것에 의해, 처리실(4)내의 가스가 여기되어 플라즈마가 생성된다. 생성 원리는 이와 같이 추측된다. 또한, 금속 창(2)의 하면을 흐른 전류는 처리실(4)내에 생성된 플라즈마의 표피(수 ㎝ 정도)를 유도 가열한다. 이와 같이 해서, 고밀도의 플라즈마가 생성된다. 도 7에 4분할형 금속 창의 일평면예를, 도 8에 4분할형 금속 창의 다른 평면예를 나타낸다.
또한, 금속 창(2)을 분할할지 분할하지 않을지는 고주파 안테나(13)의 평면형상에 따른다. 예를 들면, 고주파 안테나(13)의 평면형상이 도 3에 나타낸 바와 같이 나선 형상 혹은 고리형상인 경우에는 도 7 또는 도 8에 나타낸 바와 같이, 나선 형상 혹은 고리형상의 고주파 안테나(13)의 중심으로부터 주변으로 방사상으로 연장하는 선을 따라 금속 창(2)을 분할한다. 이것은 고주파 안테나(13)의 평면형상이 나선 형상 혹은 고리형상인 경우, 금속 창(2)을 1개의 판으로 하면, 고주파 안테나(13)에 의해서 금속 창(2)의 상면에 형성되는 와전류 ILOOP는 금속 창(2)의 상면을 루프(loop_하는 것만으로 된다. 즉, 금속 창(2)의 하면에 퍼지지 않는다. 이 때문에, 금속 창(2)을 복수로 분할하고 또한 복수로 분할한 금속 창(2)을 서로 절연하지 않으면 안 된다.
이에 대해, 고주파 안테나(13)의 형상이 예를 들면, 도 9에 나타내는 바와 같이 직선형상인 경우에는 금속 창(2)을 1개의 판으로 구성할 수 있다.
이와 같이, 제 1 실시형태에 의하면, 종래, 유전체로 구성되어 있던 창을, 비자성체이고 도전성인 금속 창(2)으로 함으로써, 창 자체의 강성이 높아지고, 피처리 기판의 대형화에 대응할 수 있는 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 제공할 수 있다.
(제 1 변형예)
또, 제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 있어서, 금속 창(2)의 표면에 유전체막이 형성되어도 좋다. 유전체막의 예는 양극 산화막 또는 용사 세라믹막이다.
이와 같이, 금속 창(2)의 표면, 적어도 처리실(4)측 표면에 양극 산화막 또는 용사 세라믹막의 피막을 형성하는 것에 의해, 금속 창(2)을 그대로, 예를 들면, 알루미늄 또는 알루미늄을 포함하는 합금제의 금속 창(2)을 그대로, 처리실(4)측에 노출시키는 경우에 비해, 금속 창(2)의 플라즈마 내성을 향상시킬 수 있다.
(제 2 변형예)
또한, 금속 창(2)의 처리실(4)측 표면에 유전체 커버를 마련해도 좋다. 유전체 커버의 일예는 석영제의 커버 또는 세라믹제의 커버이다. 세라믹의 일예는 알루미나 세라믹이다.
이와 같이, 금속 창(2)의 처리실(4)측 표면을 석영제의 커버 또는 세라믹제의 커버로 덮는 것에 의해서도, 금속 창(2)을 그대로, 예를 들면, 알루미늄 또는 알루미늄을 포함하는 합금제의 금속 창(2)을 그대로, 처리실(4)측에 노출시키는 경우에 비해, 금속 창(2)의 플라즈마 내성을 향상시킬 수 있다.
(제 3 변형예)
또한, 금속 창(2)의 표면에 이 금속 창(2)을 구성하는 재료보다도 도전율이 높은 비자성체이고 도전성인 막을 형성해도 좋다. 상술한 바와 같이, 금속 창(2)의 표면에는 루프 전류 ILOOP가 흐른다. 금속 창(2)의 표면의 도전율을 높게 해 두면, 고주파 안테나(13)를 흐르는 전류에 의해서 생성되는 루프 전류 ILOOP를 더욱 효율적으로 생성할 수 있다.
비자성체이고 도전성인 막의 예는 예를 들면, 금속 창(2)이 알루미늄 또는 알루미늄을 포함하는 합금으로 구성되는 경우, 동 또는 동을 포함하는 합금, 또는 은 또는 은을 포함하는 합금이다.
이들 제 1∼제 3 변형예는 이하에 설명하는 다른 실시형태에도 적용할 수 있다.
(제 2 실시형태)
도 9에 나타낸 바와 같이, 고주파 안테나(13)의 형상을 직선형상으로 하는 것에 의해, 금속 창(2)을 1개의 판으로 구성할 수 있다. 금속 창(2)을 1개의 판으로 한 경우에는 지지 빔(11)이 필요하지 않게 된다. 이 때문에, 가스 토출 구멍(12a)을 어디에 형성할지가 선택 사항으로 된다. 가스 토출 구멍(12a)을 본체용기(1)의 측벽에 형성해도 좋다. 그러나, 금속 창(2)은 유전체, 예를 들면, 석영이나 세라믹에 비해 가공성이 좋기 때문에, 금속 창(2) 자체에, 가스 유로(12) 및 가스 토출 구멍(12a)을 형성할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 금속 창(2b)의 일예를 나타내는 평면도이다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 금속 창(2b)에는 가스 유로(12)가 형성되어 있다. 본 예에서는 가스 유로(12)는 샤워헤드의 가스 확산실과 같은 공간을 금속 창(2b)의 내부에 마련하는 것에 의해서 형성되어 있다. 공간형상의 가스 유로(12)에는 도 1에 나타낸 가스 공급관(20a)이 접속되어 있고, 마찬가지로 도 1에 나타낸 가스 공급계(20)로부터 처리 가스가 공급된다. 가스 유로(12)에 공급된 처리 가스는 가스 유로(12)에 연통된 복수의 가스 토출 구멍(12a)을 거쳐서 처리실(4)의 내부로 토출된다.
이와 같이, 금속 창(2)에는 가스 유로(12) 및 가스 토출 구멍(12a)을 형성할 수도 있다.
도 11은 금속 창(2b)의, 보다 구체적인 일예를 나타내는 단면도이다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 본 예에 관련되는 금속 창(2b)은, 처리실(4)의 내부에 면한 복수의 가스 토출 구멍(12a)을 가지는 샤워 플레이트(102)와, 샤워 플레이트(102)의 둘레 가장자리에 대응한 가장자리부(103) 및 가장자리부(103)에 둘러싸여진 오목부를 가지는 본체(101)를 구비하고 있다. 샤워 플레이트(102)를 가장자리부(103)에 부착하는 것에 의해, 본체(101)의 오목부가 가스 확산실과 같은 공간형상의 가스 유로(12)가 된다. 샤워 플레이트(102)와 가장자리부(103)의 사이에는 기밀 밀봉 부재(104)가 개재되어 있다. 기밀 밀봉 부재(104)를 개재시킴으로써, 샤워 플레이트(102)와 가장자리부(103)의 사이로부터의 가스 누설을 막는다. 기밀 밀봉 부재(104)는, 예를 들면, O링이다.
본체(101)의 샤워 플레이트(102)의 부착면과 반대측 면에는, 가스 유로(12)에 연통하는 가스 공급 구멍(105)이 형성되어 있다. 가스 공급 구멍(105)에는, 절연물(106)을 거쳐서 가스 공급관(20a)이 부착되어 있다. 가스 공급관(20a)을 절연물(106)을 거쳐서 가스 공급 구멍(105)에 부착함으로써, 금속 창(2b)의 상면으로부터 하면으로 흐르는 와전류ILOOP가, 가스 공급관(20a)에 흘러 들어오는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 예에 관련되는 금속 창(2b)에 있어서는, 샤워 플레이트(102)와 가장자리부(103)의 사이에, 전기적 접촉 부재(107)가 마련되어 있다. 전기적 접촉 부재(107)는, 본체(101)와 샤워 플레이트(102)의 전기적인 접촉을 보다 확실하게 하는 역할을 가진다. 예를 들면, 샤워 플레이트(102)와 가장자리부(103)의 사이에는, 샤워 플레이트(102)의 자중(自重)에 의한 약간의 휨에 기인해 미소한 틈이 발생하는 일이 있다. 또한, 본 예와 같이, 샤워 플레이트(102)와 가장자리부(103)의 사이에 O링과 같은 기밀 밀봉 부재(104)를 개재시키는 것 같은 경우에는 틈은 더 발생하기 쉽다. 이러한 틈이 발생하면, 와전류ILOOP가, 샤워 플레이트(102)의 하면(처리실측 표면)으로 흐르는 것을 방해할 우려가 있다. 이러한 우려는, 본 예와 같이, 샤워 플레이트(102)와 가장자리부(103)의 사이에, 전기적 접촉 부재(107)를 설치함으로써 해소할 수 있다. 이러한 전기적 접촉 부재(107)의 일예로서는, 신축 가능한 도전성 부재를 들 수 있다. 또한, 신축 가능한 도전성 부재의 일예로서는 도전성 부재를, 구체적으로는, 금속제의 나선형상으로 감은 것을 들 수 있다.
도 12은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 금속 창(2b)의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 금속 창(2b)을 복수로 분할, 예를 들면, 금속 창(2b-1∼2b-4)과 같이 4분할한 경우에 있어서도, 분할된 금속 창(2b-1∼2b-4) 각각에 대해, 가스 유로(12) 및 가스 토출 구멍(12a)을 형성할 수도 있다.
예를 들면, 4분할한 금속 창(2b-1∼2b-4)을 구비하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 있어서는 가스 토출 구멍(12a)은 십자형의 지지 빔(11)에 형성된다. 이 때문에, 처리실(4)에 대한 가스 토출 구멍(12a)의 분포는 십자형으로 될 수밖에 없다. 이 때문에, 처리실(4)의 내부에 있어서, 처리 가스의 분포를 균일하게 하는 것이 곤란하다.
이에 대해, 도 12에 나타내는 금속 창(2b-1∼2b-4)에 나타내는 바와 같이, 금속 창(2b-1∼2b-4)에도 가스 유로(12) 및 가스 토출 구멍(12a)을 형성함으로써, 처리실(4)에 대한 가스 토출 구멍(12a)의 분포를, 십자형에 비해, 더욱 균일하게 할 수 있다.
또한, 본 예와 같이, 금속 창(2b)을 금속 창(2b-1∼2b-4)과 같이 분할했을 경우에 있어서도, 금속 창(2b-1∼2b-4)의 각각에는, 도 11에 나타낸 것 같은 금속 창(2b)을 가스 유로(12)가 되는 오목부를 가진 본체(101)와, 복수의 가스 토출 구멍(12a)을 가진 샤워 플레이트(102)로 구성되는 구조를 채용할 수 있다.
또한, 본체(101)와 샤워 플레이트(102)의 접합면, 예를 들면, 본체(101)의 가장자리부(103)와 샤워 플레이트(102)의 사이에는, 도 １１에 나타낸 것 같이, 본체(101)와 샤워 플레이트(102)를 전기적으로 접촉시키는 도전성 부재인 전기적 접촉 부재(107)를 마련하도록 해도 좋다.
이와 같이, 제 2 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 의하면, 제 1 실시형태에 의해 설명한 이점에 부가해서, 예를 들면, 1매의 금속 창(2b), 또는 분할된 금속 창(2b-1∼2b-4)에, 가스 유로(12) 및 가스 토출 구멍(12a)을 형성함으로써, 처리실(4)에 대한 토출 구멍(12a)의 분포를 균일하게 할 수 있고, 처리실(4)의 내부에 있어서의 처리 가스의 분포의 균일화를 더욱 촉진시키는 것이 가능하게 된다고 하는 이점도 얻을 수 있다.
(제 3 실시형태)
도 13는 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 금속 창의 일예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 제 3 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 금속 창(2c)은 내부에 온도조절용 유로(203)를 구비한다. 금속 창(2c)은 상술한 바와 같이, 유전체, 예를 들면, 석영이나 세라믹에 비해 가공성이 좋다. 이 때문에, 창이 유전체로 구성되어 있어서 실현 불가능하였던, 창 자체에 온도조절용 유로(203)를 형성하여, 창 자체의 온도조절이 가능하게 된다.
이와 같이, 제 3 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 의하면, 제 1 실시형태에 의해 설명한 이점에 부가해서, 예를 들면, 금속 창(2c)에 온도 조절 유로(203)를 형성함으로써, 금속 창(2c) 자체의 온도 조절, 예를 들면, 금속 창(2c)의 온도분포가 균일하게 되도록, 금속 창(2c) 자체의 온도조절이 가능하게 된다. 예를 들면, 금속 창(2c)의 온도를, 온도분포가 균일하게 되도록 조절함으로써, 피처리 기판 G에 대한 더욱 균일한 처리를 촉진시키는 것이 가능하다고 하는 이점도 얻을 수 있다.
또, 도시하지 않지만, 온도 조절 유로(203)는 금속 창(2c)이 1개의 판인 경우에도 적용 가능하고, 물론, 제 2 실시형태에 있어서 설명한 가스 유로(12), 가스 토출 구멍(12a)과 병용하는 것도 가능하다.
(제 4 실시형태)
도 14은 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 금속 창의 일예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 14에 나타내는 바와 같이, 제 4 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 금속 창(2d)은 제 2 고주파 전원(29)을 탑재대(23)에 접속했을 때, 금속 창(2d)을, 제 2 고주파 전원(29)의 고주파만을 통과시키는 필터(204)를 거쳐서 접지하고, 금속 창(2d) 자체를, 제 2 고주파 전원(29)에 접속되어 하부 전극으로서 기능하는 탑재대(23)에 대한 대향 전극으로서 기능시킨 것이다. 금속 창(2d)은 비자성체이지만 도전성이다. 따라서, 대향 전극으로서 사용할 수도 있다.
금속 창(2d)을 하부 전극인 탑재대(23)의 대향 전극으로서 기능시킴으로써, 유전체의 창을 이용한 경우에는 불가능했던, 창으로의 퇴적물 부착의 억제 효과를 기대할 수 있다.
구체적으로는, 금속 창(2d)을 대향 전극으로서 기능시킴으로써, 금속 창(2d)의 하면에 대해 수직인 방향으로 전계를 발생시킬 수 있고, 이 전계에 의해서 퇴적물 부착이 억제되는 것이다.
이와 같이, 제 4 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 의하면, 제 1 실시형태에 의해 설명한 이점에 부가해서, 예를 들면, 금속 창(2d)을 대향 전극으로서 기능시킴으로써, 금속 창(2d)에의 퇴적물 부착을 억제할 수 있고, 피처리 기판 G에 대한 더욱 청정한 처리, 및 메인터넌스(maintenance)의 생력화(省力化)를 촉진시키는 것이 가능하게 된다고 하는 이점도 얻을 수 있다.
또한, 하부 전극인 탑재대(23)에 접속된 제 2 고주파 전원(29)에서 보면, 금속 창(2d)은 애노드 전극으로서 보인다. 이 때문에 종래의 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 비하면, 제 2 고주파에 대한 애노드 전극의 면적이 증가한 것으로 되고, 결과적으로 캐소드 전극에 대한 애노드 전극의 면적비가 커지기 때문에, 자기 바이어스 전압(Vdc)의 증가나 플라즈마를 균일화할 수 있다.
또한, 도시하지 않지만, 제 4 실시형태는 금속 창(2c)이 1개의 판인 경우에도 적용 가능하고, 상기 제 2, 제 3 실시형태와 병용하는 것도 가능하다.
(제 5 실시형태)
상기 제 1 내지 제 4 실시형태에 있어서는, 예를 들면, 4분할된 금속 창(2-1∼2-4)을, 절연물(6)을 사이에 두고 지지 선반(5) 및 지지 빔(11)의 위에 탑재함으로써, 금속 창(2-1∼2-4)을 지지 선반(5), 지지 빔(11), 및 본체용기(1)로부터 절연하고 또한 금속 창(2-1∼2-4)끼리도 서로 절연한다. 이것에 의해, 고밀도의 유도 전계 플라즈마(ICP)를 생성할 수 있었다.
그러나, 유도 전계가 금속 창(2-1∼2-4)에 대해 수평 방향이기 때문에, 수직전계가 거의 없고, 금속 창(2-1∼2-4)에 반응 생성물이 부착되기 쉬워, 파티클이 발생하기 쉽다.
따라서, 본 제 5 실시형태 있어서는 금속 창(2-1∼2-4)에 부착된 반응 생성물을 제거하는 것이 가능한 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 제공한다.
도 15는 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 용량 결합 모드 회로의 1회로예를 나타내는 회로도이다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 용량 결합 모드 회로(60)는 일단을 고주파 안테나(13)와 매칭 박스(임피던스 정합기)(14)의 상호 접속점 A에 접속하고, 타단을 금속 창(2)에 접속한 가변 콘덴서(variable capacitor) VC를 갖고 있다.
제 5 실시형태에 있어서는 가변 콘덴서 VC의 용량을 조정하는 것에 의해, 유도 결합 플라즈마 모드(ICP 모드)와, 용량 결합 플라즈마 모드(CCP 모드)의 전환을 가능하게 한다.
도 16는 고주파 안테나(13)측의 회로와 용량 결합 모드 회로(60)측의 각 임피던스에 있어서의 가변 콘덴서의 용량 의존성을 나타내는 도면이다.
도 16에 나타내는 바와 같이, 가변 콘덴서 VC의 용량이 저용량측에서는 용량 결합 모드 회로(60)의 임피던스는 큰 용량성(임피던스가 부(負))을 나타낸다. 그 때문에 전류는 저임피던스의 고주파 안테나(13)에 흐르고, 플라즈마 처리 장치는 주로 ICP 모드에서 동작한다.
반대로, 가변 콘덴서 VC의 정전 용량이 대용량측에서는 용량 결합 모드 회로(60)의 임피던스가 거의 “0”이 되기 때문에, 전류는 용량 결합 모드 회로(60)를 거쳐서 금속 창(2)에 흐른다. 이 때문에, 플라즈마 처리 장치는 주로 CCP 모드에서 동작한다.
도 17에, 플라즈마 전자 밀도 분포를 나타낸다.
도 17에 나타내는 바와 같이 저용량측(VC1%)에서는 고주파 안테나(13)에 전류가 흘러, 고밀도의 유도 결합 플라즈마(ICP)가 생성된다.
한편, 대용량측(VC100%)에서는 금속 창(2)에 전류가 흐르고, 상부 전극을 금속 창(2)으로 하고, 대향 전극을 처리실(4)의 측벽 또는 탑재대(하부 전극)(23)로서 용량 결합 플라즈마(CCP)가 생성된다.
도 18에 금속 창(2)의 처리실(4)측 표면에 점착한 SiO막의 마모량을 나타낸다. 처리실(4)에는 염소(Cl) 가스를 흘렸다. 처리실(4)의 내부에는 염소 플라즈마가 생성되지만, 수직전계가 클수록 SiO의 에칭 레이트(etching rate)는 커진다.
도 18에 나타내는 바와 같이, ICP 모드(VC1%)에 있어서는 SiO의 마모량이 작고, CCP 모드(VC100%)에 있어서는 SiO의 마모량이 크다고 하는 결과가 얻어졌다.
이와 같이, 제 5 실시형태에 의하면, 일단을 고주파 안테나(13)와 매칭 박스(임피던스 정합기)(14)의 상호 접속점 A에 접속하고, 타단을 금속 창(2)에 접속한 가변 콘덴서 VC를 가진 용량 결합 모드 회로(60)를 구비함으로써, 플라즈마 처리 장치를 ICP 모드와 CCP 모드의 어느 한쪽을 주로 선택해서 동작시킬 수 있다. 또는, 가변 콘덴서 VC의 용량을 적당히 선택하는 것에 의해, 유도 결합 플라즈마 모드(ICP 모드)와 용량 결합 플라즈마 모드(CCP 모드)가 적당한 비율로 혼재한 상태에서, 플라즈마 처리 장치를 동작시키는 것도 가능하다.
이것에 의해, 통상의 기판 처리에 있어서는 플라즈마 처리 장치를 ICP 모드에서 동작시킴으로써, 고밀도의 플라즈마를 이용하여 기판을 처리할 수 있고, 또한, 금속 창(2)에 부착물이 부착되었을 때에는 플라즈마 처리 장치를 CCP 모드에서 동작시킴으로써, 금속 창(2)에 부착된 부착물을 에칭하고, 금속 창(2)을 클리닝할 수 있다.
이와 같이, 제 5 실시형태에 의하면, 제 1∼제 4 실시형태와 마찬가지의 이점을 얻을 수 있는 동시에, 금속 창(2)을 클리닝할 수 있으므로, 통상의 기판 처리에 있어서의 파티클의 발생을 억제할 수 있다고 하는 이점을 또한 얻을 수 있다.
(제 6 실시형태)
도 19a는 본 발명의 제 6 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 금속 창의 일예를 나타내는 평면도, 도 19b는 도 19a에 도시된 금속 창의 사시도이다.
도 19a 및 도 19b에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 제 6 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 금속 창(2e)은 금속 창(2e)의 측면 및 처리실(4)측의 표면에, 금속 창(2e)을 구성하는 재료보다도 도전율이 높은 비자성체이고 도전성인 막(205)을 형성하고, 또한 비자성체이고 도전성인 막(205)이 처리실(4)의 내부에 생성되는 유도 전계의 방향을 규정하도록 배선 형상으로 형성한 것이다.
제 1 실시형태에 있어서, 금속 창의 하면(처리실(4)측 표면)을 흐르는 와전류 ILOOP는 최단 경로에서 흐르는 것을 설명하였다. 이것은 금속 창의 표면의 도전율이 균일하기 때문이다． 여기서, 금속 창(2e)을 구성하는 재료보다도 도전율이 높은 비자성체이고 도전성인 막(205)을 형성하면, 금속 창(2e)의 하면을 흐르는 와전류 ILOOP의 경로를 규정할 수 있다. 금속 창(2e)의 하면을 흐르는 와전류 ILOOP의 경로를 규정하면, 처리실(4)의 내부에 생성되는 유도 전계의 방향을 규정하는 것이 가능하게 된다.
예를 들면, 도 19a 및 도 19b에 나타내는 예에서는 막(205)을, 복수로 분할된 금속 창(2e-1∼2e-4)에 대해, 도그래그(dogleg)형으로 형성함으로써 와전류 ILOOP의 경로를 전체적으로 직사각형으로 한다. 이 경우, 처리실(4)의 내부에는 직사각형으로 순환하는 유도 전계가 형성된다.
이와 같은 직사각형의 유도 전계는 예를 들면, 피처리 기판 G의 평면형상이 직사각형인 경우에, 유도 전계를, 평면형상이 직사각형인 피처리 기판 G상에 균일하게 발생시킬 수 있다. 따라서, 평면형상이 직사각형인 피처리 기판 G에 대한 처리의 균일화를 더욱 촉진시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 특히, 도시하지 않지만, 막(205)을, 복수로 분할된 금속 창(2e-1∼2e-4)에 대해 원호로 형성하면, 와전류 ILOOP의 경로를 전체적으로 원형으로 할 수도 있다. 이 경우, 처리실(4)의 내부에는 원형으로 순환하는 유도 전계가 형성된다.
원형의 유도 전계는, 예를 들면, 피처리 기판 G의 평면형상이 원형인 경우에, 유도 전계를 평면형상이 원형인 피처리 기판 G상에 균일하게 발생시킬 수 있다. 따라서, 평면형상이 원형인 피처리 기판 G에 대한 처리의 균일화를 더욱 촉진시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 막(205)의 재료예로서는 금속 창(2e-1∼2e-4)이 알루미늄 또는 알루미늄을 포함하는 합금으로 구성되는 경우, 동 또는 동을 포함하는 합금, 또는 은 또는 은을 포함하는 합금을 들 수 있다.
이와 같이, 제 6 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 의하면, 제 1 실시형태에 의해 설명한 이점에 부가해서, 금속 창(2e)의 하면에 배선 형상의 막(205)을 형성함으로써, 처리실(4)의 내부에 형성되는 유도 전계의 형상을 제어할 수 있고, 각종 형상의 피처리 기판 G에 대응한 유도 전계의 형상을 얻을 수 있다. 이 결과, 피처리 기판에 대한 균일한 처리를 촉진시키는 것이 가능하게 된다고 하는 이점도 얻을 수 있다.
또, 특히, 도시하지 않지만, 제 6 실시형태는 상기 제 2, 제 3, 제 4, 제 5 실시형태와 병용하는 것도 가능하다.
(제 7 실시형태)
도 20는 본 발명의 제 7 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 일예를 간략화해서 나타내는 단면도이다.
도 20에 나타내는 바와 같이, 제 7 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치는 유전체 창(206)상에 금속판(207)을 형성한 것이다.
본 예에서는 유전체 창(206)이 예를 들면, 도 2에 나타낸 바와 같이, 직사각형의 모눈형상으로 4분할되어 있고(도면 중에서는 4분할된 유전체 창(206) 중의 2개를 나타냄), 이들 4분할된 유전체 창(206) 각각의 위에 1개씩, 합계 4개의 금속판(207)을 서로 절연된 상태에서 고정시킨다.
도 21에, 도 20에 나타내는 유도 결합 플라즈마 처리 장치로부터 얻어진 플라즈마 밀도를 나타낸다.
도 21에 나타내는 바와 같이, 제 7 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 있어서도, 제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치와 마찬가지로, 고밀도의 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
제 7 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 있어서도, 유전체 창(206)상에 금속판(207)을 고정시키므로, 유전체 창(206)의 강성이 유전체 창(206)뿐인 경우에 비해 높일 수 있다. 그 결과, 제 1 실시형태와 마찬가지의 이점을 얻을 수 있다.
유전체 창(206)의 재료예는 석영 또는 세라믹이다. 세라믹의 예는 알루미나 세라믹이다.
또한, 금속판(207)의 재료예는 알루미늄 또는 알루미늄을 포함하는 합금이다.
이상, 본 발명의 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 의하면, 피처리 기판의 대형화에 대응할 수 있는 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 제공할 수 있다.
또, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 일 없이 다양하게 변형 가능하다.
예를 들면, 고주파 안테나의 구조는 상기 실시형태에 개시한 구조에 한정되지 않고, 처리실내에 유도 전계를 형성할 수 있으면, 어떠한 구조라도 채용할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는 비자성체이고 도전성인 금속 창을 직사각형의 모눈형상으로 4분할, 또는 4개의 삼각형상의 금속 창으로 분할한 예를 나타냈지만, 분할 수는 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 직사각형의 모눈형상으로 9분할, 16분할…, 또는 삼각형의 모눈형상으로 8분할…, 등과 같이 분할 수는 임의이다.
또한, 상기 실시예에서는 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 일예로서 애싱(ashing) 장치를 예시했지만, 애싱 장치에 한정되지 않고, 에칭이나 CVD 성막 등의 다른쪽의 플라즈마 처리 장치에 적용할 수 있다.
또한, 피처리 기판으로서 FPD 기판을 이용했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고 반도체 웨이퍼 등 다른쪽의 기판을 처리하는 경우에도 적용 가능하다.
1: 본체용기 2: 금속 창
3: 안테나실 4: 처리실
13: 고주파 안테나 14: 정합기
15: 제 1 고주파 전원 16: 급전 부재
20: 처리 가스 공급계 23: 탑재대
29: 제 2 고주파 전원 30: 배기 장치
50: 제어부 51: 사용자 인터페이스
52: 기억부 60: 용량 결합 모드 회로
VC: 가변 콘덴서 G: 피처리 기판

Claims (13)

  1. 피처리 기판을 수용해서 플라즈마 처리를 실시하는 처리실과,
    상기 처리실내에서 피처리 기판이 탑재되는 탑재대와,
    상기 처리실내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와,
    상기 처리실내를 배기하는 배기계와,
    상기 처리실내에 유도 전계를 형성하는 고주파 안테나와,
    상기 고주파 안테나에 고주파 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원과,
    상기 고주파 안테나와 상기 처리실의 사이에, 상기 처리실을 구성하는 본체용기와 절연되어 형성된 비자성체이고 도전성의 금속 창과,
    상기 탑재대에 고주파 전력을 공급하는 제 2 고주파 전원을 구비하되,
    상기 제 2 고주파 전원의 고주파만을 통과시키는 필터를 거쳐, 상기 금속 창을 접지한 것
    을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 창이 1개의 판인 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 금속 창의 표면에 유전체막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 유전체막이 양극 산화막 또는 용사 세라믹제인 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 금속 창의 처리실측 표면에 유전체 커버가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 유전체 커버가 석영제 또는 세라믹제인 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 금속 창의 표면에 이 금속 창을 구성하는 재료보다도 도전율이 높은 비자성체이고 도전성인 막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 비자성체이고 도전성인 막은 상기 금속 창의 측면 및 상기 처리실측 표면에, 상기 처리실에 생성되는 유도 전계의 방향을 규정하도록 배선 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 금속 창이 알루미늄 또는 알루미늄을 포함하는 합금으로 구성되고,
    상기 비자성체이고 도전성인 막이 동(구리) 또는 동을 포함하는 합금, 또는 은 또는 은을 포함하는 합금으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는
    유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 금속 창에 온도조절용 유로가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 금속 창에 상기 처리 가스를 토출하는 토출 구멍이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 금속 창이, 가스 유로가 되는 오목부를 가진 본체와, 토출 구멍을 가진 샤워 플레이트를 포함해서 구성되고, 상기 본체와 상기 샤워 플레이트의 접합면에, 상기 본체와 상기 샤워 플레이트를 전기적으로 접촉시키는 도전성 부재인 전기적 접촉 부재가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    일단을 상기 제 1 고주파 전원과 상기 고주파 안테나의 상호 접속점에 접속하고, 타단을 상기 금속 창에 접속한 가변 용량을 포함하는 용량 결합 모드 회로를 더 구비한 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
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