KR20120056787A

KR20120056787A - 플라즈마 처리 장치 및 처리 시스템

Info

Publication number: KR20120056787A
Application number: KR1020110123538A
Authority: KR
Inventors: 세이지 다나까
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2011-11-24
Publication date: 2012-06-04
Also published as: CN102479658B; KR101351678B1; JP5666888B2; TWI528427B; TW201234455A; KR20130018360A; CN102479658A; JP2012113998A

Abstract

피처리체가 대형이라도, 이 피처리체의 복수에 대하여 균일한 플라즈마 처리를 동시에 실시하는 것이 가능해지는 다단 뱃치 방식의 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것이다. 2이상의 하부 전극(10a 내지 10e) 각각의 피처리체를 적재하는 적재면과는 반대측의 면의 중앙부, 또는 하부 전극(10a 내지 10e)과 전극쌍을 이루는 상부 전극(11a 내지 11e) 각각의 적재면에 대향하는 대향면과는 반대측의 면의 중앙부 중 어느 한쪽에 접속된 접지선(13a 내지 13e)과, 접지선(13a 내지 13e)이 접속되어 있지 않은 다른 쪽에 접속된 고주파 공급선(14a 내지 14e)과, 처리 챔버(31a)의 내부에 있어서 접지선(13a 내지 13e) 및 고주파 공급선(14a 내지 14e)을 수용하는 실드 부재(12a 내지 12f)와, 접지선(13a 내지 13e) 각각에 설치되고, 전극쌍 각각에 대하여 개별로 임피던스 조정을 행하는 임피던스 조정 기구(15a 내지 15e)를 구비한다.

Description

플라즈마 처리 장치 및 처리 시스템{PLASMA PROCESSING APPARATUS AND PROCESSING SYSTEM}

본 발명은, 플라즈마 처리 장치 및 처리 시스템에 관한 것이다.

평행 평판형 플라즈마 처리 장치에서는, 통상, 기판을 1매씩 처리하는 매엽 처리가 행해진다.

이와 같은 평행 평판형 플라즈마 처리 장치의 생산성을 높이기 위해, 처리 챔버를 적층시킨 다단 뱃치 방식이 채용되는 경우가 있다. 다단 뱃치 방식의 평행 평판형 플라즈마 처리 장치는, 예를 들어, 특허 문헌 1에 기재되어 있다.

등록 실용신안 제3010443호 공보

다단 뱃치 방식에서는 처리 챔버를 적층하기 위해, 급전부를 전극 중앙부에 설치하는 것이 어렵다. 이로 인해, 특허 문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 급전부는 전극 측면에 설치된다. 그러나, 이 급전 방식에서는, 처리되는 기판이 대형으로 되고, 또한, 13.56㎒ 이상의 주파수가 인가된 경우, 전극 상의 전위차가 커져, 균일한 플라즈마 처리가 곤란해진다고 하는 사정이 있다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 피처리체가 대형이라도, 이 피처리체의 복수에 대하여 균일한 플라즈마 처리를 동시에 실시하는 것이 가능해지는 다단 뱃치 방식의 플라즈마 처리 장치 및 이 플라즈마 처리 장치를 구비한 처리 시스템을 제공한다.

본 발명의 제1 형태에 관한 플라즈마 처리 장치는, 2이상의 피처리체를, 플라즈마를 사용하여 동시에 처리하는 플라즈마 처리 장치이며, 처리 챔버와, 상기 처리 챔버의 내부에 설치되고, 상기 피처리체를 적재하는 적재면을 갖는 2이상의 하부 전극과, 상기 처리 챔버의 내부에 설치되고, 상기 적재면에 대향하는 대향면을 갖고, 대향하는 상기 하부 전극과 전극쌍을 이루는 상기 하부 전극과 동일 수의 상부 전극과, 상기 하부 전극 각각의 상기 적재면과는 반대측의 면의 중앙부, 또는 상기 상부 전극 각각의 상기 대향면과는 반대측의 면의 중앙부 중 어느 한쪽에 접속된 접지선과, 상기 하부 전극 각각의 상기 적재면과는 반대측의 면의 중앙부, 또는 상기 상부 전극 각각의 상기 대향면과는 반대측의 면의 중앙부 중, 상기 접지선이 접속되어 있지 않은 다른 쪽에 접속된 고주파 공급선과, 상기 처리 챔버의 내부에 설치되고, 이 처리 챔버의 내부에 있어서 상기 접지선 및 상기 고주파 공급선을 수용하는 실드 부재와, 상기 접지선 각각에 설치되고, 상기 전극쌍 각각에 대하여 개별로 임피던스 조정을 행하는 임피던스 조정 기구를 구비한다.

본 발명의 제2 형태에 관한 처리 시스템은, 2이상의 피처리체에 대해, 적어도 1회의 플라즈마 처리를 포함하여 처리를 실시하는 처리 시스템이며, 각각 처리 챔버를 구비한 2이상의 처리 장치와, 상기 처리 챔버 각각에 접속되고, 내부에, 상기 2이상의 피처리체를 동시에 반송하는 반송 기구가 설치된 공통 반송 챔버를 구비한 공통 반송 장치를 구비하고, 상기 2이상의 처리 장치 중 적어도 하나의 처리 장치에, 상기 제1 형태에 관한 플라즈마 처리 장치가 사용되고 있다.

본 발명에 따르면, 피처리체가 대형이라도, 이 피처리체의 복수에 대하여 균일한 플라즈마 처리를 동시에 실시하는 것이 가능해지는 다단 뱃치 방식의 플라즈마 처리 장치 및 이 플라즈마 처리 장치를 구비한 처리 시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 처리 시스템의 일례를 개략적으로 도시하는 평면도.
도 2는 도 1에 도시하는 처리 장치(3a)를 개략적으로 도시하는 사시도.
도 3은 도 2에 도시하는 3-3선을 따르는 종단면도.
도 4a는 상부 전극의 일부를 확대하여 도시하는 확대 단면도.
도 4b는 도 3에 도시하는 4A-4A선을 따르는 수평 단면도.
도 4c는 도 3에 도시하는 4B-4B선을 따르는 수평 단면도.
도 5는 피처리체면 내의 전위차 분포를 나타내는 도면.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 대해서 설명한다. 이 설명에 있어서, 참조하는 도면 모두에 걸쳐, 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 플라즈마 처리 장치를 구비한 처리 시스템의 일례를 나타내는 수평 단면도이다. 도 1에 도시하는 처리 시스템은, 피처리체(G)로서 태양 전지 모듈이나 FPD의 제조에 사용되는 글래스 기판을 사용하고, 이 글래스 기판의 2매 이상에 대해, 에칭이나 성막 등의 적어도 1회의 플라즈마 처리를 포함하여 처리를 실시하는 처리 시스템이다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 처리 시스템(1)은, 로드 로크 장치(2), 처리 장치(3a, 3b), 및 공통 반송 장치(4)를 포함하여 구성된다. 로드 로크 장치(2)에서는, 대기측과 감압측 사이에서 압력 변환이 행해진다. 처리 장치(3a, 3b)에서는, 피처리체(G), 예를 들어, 글래스 기판에 대하여 가열, 에칭, 성막 및 애싱 등의 처리가 실시된다.

로드 로크 장치(2), 처리 장치(3a 및 3b)와 공통 반송 장치(4)는 진공 장치이며, 각각 피처리체(G)를 소정의 감압 상태 하에 두는 것이 가능한, 기밀하게 구성된 로드 로크 챔버(21), 처리 챔버(31a 및 31b)와 공통 반송 챔버(41)를 구비하고 있다. 이들 챔버(21, 31a, 31b 및 41)에는, 내부를 감압 상태로 하기 위해, 도시하지 않은 배기구를 통하여 진공 펌프 등의 배기 장치가 접속된다. 또한, 이들 챔버(21, 31a, 31b 및 41)에는, 개구부(23a, 23b, 33a, 33b, 43a, 43b 및 43c)가 설치되어 있다. 피처리체(G)는, 이들 개구부를 통하여 반입출된다.

로드 로크 챔버(21)는, 개구부(23a) 및 이 개구부(23a)를 개폐하는 게이트 밸브가 수용된 게이트 밸브실(6a)을 통하여 처리 시스템(1)의 외부에 연통된다. 또한, 로드 로크 챔버(21)는, 개구부(23b), 이 개구부(23b)를 개폐하는 게이트 밸브가 수용된 게이트 밸브실(6b) 및 개구부(43a)를 통하여 공통 반송 챔버(41)에 연통된다.

처리 챔버(31a)는, 개구부(33a), 이 개구부(33a)를 개폐하는 게이트 밸브가 수용된 게이트 밸브실(6c) 및 개구부(43b)를 통하여 공통 반송 챔버(41)에 연통된다. 마찬가지로, 처리 챔버(31b)는, 개구부(33b), 이 개구부(33b)를 개폐하는 게이트 밸브가 수용된 게이트 밸브실(6d) 및 개구부(43c)를 통하여 공통 반송 챔버(41)에 연통된다.

공통 반송 챔버(41)의 평면 형상은, 본 예에서는 직사각형 형상이다. 상기 개구부(43a 내지 43c)는, 직사각형 형상의 4변 중 3변에 형성되어 있다. 공통 반송 챔버(41)의 내부에는, 반송 기구(7)가 설치되어 있다. 반송 기구(7)는, 2이상의 피처리체(G)를, 로드 로크 챔버(21)로부터 처리 챔버(31a 또는 31b)에, 처리 챔버(31a 또는 31b)로부터 처리 챔버(31b, 31a)로, 처리 챔버(31a, 31b)로부터 로드 로크 챔버(21)로 반송한다. 이로 인해, 반송 기구(7)는, 2이상의 피처리체(G)를 동시에 보유 지지 가능하게 구성되는 동시에, 2이상의 피처리체(G)를 동시에 승강시키는 승강 동작 및 2이상의 피처리체(G)를 동시에 선회시키는 선회 동작과 로드 로크 챔버(21), 처리 챔버(31a 및 31b) 내부에의 진출 퇴피 동작이 가능하게 구성되어 있다.

이와 같은 처리 시스템(1)의 각 부의 제어 및 반송 기구(7)의 제어는, 제어부(100)에 의해 행해진다. 제어부(100)는, 예를 들어, 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 프로세스 컨트롤러(101)를 갖는다. 프로세스 컨트롤러(101)에는, 오퍼레이터가 처리 시스템(1)을 관리하기 위해, 코맨드의 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 처리 시스템(1)의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스(102)가 접속되어 있다.

프로세스 컨트롤러(101)에는 기억부(103)가 접속되어 있다. 기억부(103)는, 처리 시스템(1)에서 실행되는 각종 처리를, 프로세스 컨트롤러(101)의 제어에 의해 실현하기 위한 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라서 처리 시스템(1)의 각 부에 처리를 실행시키기 위한 레시피가 저장된다. 레시피는, 예를 들어, 기억부(103) 중의 기억 매체에 기억된다. 기억 매체는, 하드 디스크나 반도체 메모리이어도 되고, CD-ROM, DVD, 플래시 메모리 등의 가반성의 것이어도 된다. 또한, 다른 장치로부터, 예를 들어 전용 회선을 통하여 레시피를 적절하게 전송시키도록 해도 된다. 레시피는, 필요에 따라서, 유저 인터페이스(102)로부터의 지시 등에 의해 기억부(103)로부터 판독되고, 판독된 레시피에 따른 처리를 프로세스 컨트롤러(101)가 실행됨으로써, 처리 시스템(1) 및 반송 장치(7)가, 프로세스 컨트롤러(101)의 제어 하에, 원하는 처리, 제어가 실시된다.

도 2는 도 1에 도시하는 처리 장치(3a)를 개략적으로 도시하는 사시도, 도 3은 도 2에 도시하는 3-3선을 따르는 종단면도이다.

도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 본 예에서는 처리 장치(3a)가 플라즈마 처리 장치이다. 처리 장치(3a)에서는, 피처리체(G)에 플라즈마를 사용한 에칭, 또는 성막, 또는 애싱 등의 처리가 실시된다. 본 예의 처리 장치(3a)는, 다단 뱃치 방식의 평행 평판형 플라즈마 처리 장치이며, 2매 이상의 피처리체(G)를 동시에 처리하는 것이 가능하다. 본 예에서는, 5매의 피처리체(G)를 동시에 처리하는 것이 가능하다. 이로 인해, 처리 챔버(31a)에는, 피처리체(G)를 출입시키는 개구부(33a)가 참조 부호 33a1 내지 33a5로 나타내는 바와 같이, 5개 설치되어 있다. 이들 개구부(33a1 내지 33a5)는, 각각 게이트 밸브(GV1 내지 GV5)를 사용하여 개폐된다.

처리 챔버(31a)의 내부에는, 본 예에서는 5개의 하부 전극(10a 내지 10e) 및 이들 하부 전극(10a 내지 10e)의 각각과 전극쌍을 이루는 5개의 상부 전극(11a 내지 11e)가 설치되어 있다. 하부 전극(10a 내지 10e)은 피처리체(G)를 적재하는 적재면을 갖고 있고, 상부 전극(11a 내지 11e)은 상기 적재면에 대향하는 대향면을 갖고 있다. 도 4a에 상부 전극의 일부를 확대한 확대 단면도를 도시한다. 도 4a에는, 특히, 상부 전극(11a)의 일부를 확대하여 도시하지만, 다른 상부 전극(11b 내지 11e)도 마찬가지의 구성이다.

도 4a에 도시하는 바와 같이, 상부 전극(11a)은, 예를 들어, 샤워 헤드이다. 샤워 헤드는, 내부에 가스 확산 공간(82)을 구비하고, 상기 대향면에 가스 확산 공간(82) 내의 가스를 피처리체(G)를 향하여 토출하는 복수의 토출 구멍(83)이 형성되어 있다. 상부 전극(11a)의, 예를 들어 대향면과 반대측의 면에는 가스 도입구(84)가 설치되어 있다. 가스 도입구(84)에는 가스 공급관(81a)이 접속되어 있다. 가스 공급관(81a)은 가스 공급원인 가스 박스(8)에 접속되고, 가스 박스(8)로부터의 처리 가스나 퍼지 가스 등의 가스(85)는, 가스 공급관(81a)을 통하여 가스 확산 공간(82)에 공급된다. 본 예에서는 도 2에 도시하는 바와 같이, 5개의 가스 공급관(81a 내지 81e)을 갖고, 각각 상부 전극(11a 내지 11e) 내부의 가스 확산 공간(82)에, 가스 박스(8)로부터의 처리 가스나 퍼지 가스 등의 가스(85)를 공급한다. 가스(85)의 공급ㆍ정지, 및 공급량의 조절은, 예를 들어, 가스 공급관(81a 내지 81e)의 경로 중에 각각 설치된 밸브(V1 내지 V5)로 행해진다. 또한, 처리 챔버(31a)에는, 처리 챔버(31a) 내를 배기하는 배기 기구(9)가 접속되어 있고, 상기 전극쌍의 각각에 있어서의 하부 전극(10a 내지 10e)과 상부 전극(11a 내지 11e)의 사이의 공간은 공통되어 상기 배기 기구에 의해 배기된다.

또한, 처리 챔버(31a)의 내부에는, 예를 들어, 처리 챔버(31a)의 내부를 가로지르는 막대 형상의 중공 부재를 사용하여 구성된 실드 부재(12a 내지 12f)가 설치되어 있다. 이들 실드 부재(12a 내지 12f) 중, 최상층 및 최하층을 제외한 제2 층 실드 부재(12b) 내지 제5 층 실드 부재(12e)는, 서로 인접하는 전극쌍간의 각각에 배치된다. 또한, 최상층의 제1 층 실드 부재(12a)는 처리 챔버(31a)의 천장벽과 최상층의 상부 전극(11a) 사이에 배치되고, 최하층의 제6 층 실드 부재(12f)는 최하층의 하부 전극(10e)과 처리 챔버(31a)의 저벽 사이에 배치된다. 실드 부재(12a 내지 12f)의 각각의 내부에는, 접지선(13a 내지 13e) 및 고주파 공급선(14a 내지 14e)이 각각의 전극쌍간에 있어서 같이 수용된다. 또한, 실드 부재는, 반드시 막대 형상일 필요는 없고, 후술하는 하부 전극을 지지하기 위한 안정성을 증가시키기 위해 두께 방향에 대해 폭이 넓은 판 형상의 부재로 해도 된다. 나아가서는, 이 판 형상 부재의 강도를 증가시키기 위해 라이너 등의 보강 부재를 설치해도 된다.

접지선(13a 내지 13e)은, 하부 전극(10a 내지 10e) 및 상부 전극(11a 내지 11e)의 한쪽에 접속되고, 한쪽의 전극군을, 임피던스 조정 기구(15a 내지 15e)를 통하여 접지 전위(GND)에 접지한다. 또한, 고주파 공급선(14a 내지 14e)은, 상기 접지선에 접속되어 있지 않은 다른 쪽의 전극군에 접속되고, 상기 고주파 공급선을 통하여 상기 다른 쪽의 전극군에 접속된 고주파 전원(RF)은, 상기 다른 쪽의 전극군에 고주파 전력을 공급한다. 본 예에서는, 접지선(13a 내지 13e)이, 제2 층 실드 부재(12b) 내지 제6 층 실드 부재(12f)에 수용되어 하부 전극(10a 내지 10e)으로 이루어지는 하부 전극군을 임피던스 조정 기구(15a 내지 15e)를 통하여 접지 전위(GND)에 접지하고, 고주파 공급선(14a 내지 14e)이, 제1 층 실드 부재(12a) 내지 제5 층 실드 부재(12e)에 접지선(13a 내지 13e)과 함께 수용되어 상부 전극(11a 내지 11e)으로 이루어지는 상부 전극군을 고주파 전원(RF)에 접속하여 상부 전극군에 고주파를 공급하는 경우에 대해서 설명하지만, 상부 전극에 접지선, 하부 전극에 고주파 공급선을 접속한 경우에 대해서도, 접지선(13a 내지 13e)이 제1 층 실드 부재(12a) 내지 제5 층 실드 부재(12e)에 수용되고, 고주파 공급선(14a 내지 14e)이 제2 층 실드 부재(12b) 내지 제6 층 실드 부재(12f)에 수용되는 것 외에는 마찬가지이다.

또한, 본 예에 있어서 최상층의 제1 층 실드 부재(12a) 내에 수용된 접지선(13x)은, 처리 챔버(31a)를 접지하는 접지선이지만, 반드시 실드 부재를 통하여 처리 챔버의 접지선을 설치할 필요는 없으며, 별도의 다른 경로에 의해 접지선을 설치해도 된다.

고주파 전원(RF)의 주파수는, 13.56㎒ 이상이다. 구체적인 주파수의 예로서는, 예를 들어, 27.12㎒이다. 또한, 높은 생산성을 얻기 위해서는 고밀도 플라즈마의 생성이 바람직하고, 평행 평판형 플라즈마 처리 장치에서는, 보다 높은 주파수를 인가함으로써 고밀도 플라즈마를 생성할 수 있다. 주파수의 예로서는, 27.12㎒를 초과한 주파수, 예를 들어, 40.68㎒, 60㎒, 100㎒ 외에, 100㎒를 초과한 VHF대 및 UHF대를 들 수 있다. 주파수의 상한은 한정되는 일은 없지만, 실용상의 관점에서 말하면 950㎒일 것이다.

본 예의 실드 부재(12a 내지 12f)는, 처리 챔버(31a)의 내부에 있어서, 상부 전극(11a 내지 11e)의 중앙부 상방 및 하부 전극(10a 내지 10e)의 중앙부 하방을 통과하도록 배치된다.

도 4b는 도 3에 도시하는 4A-4A선을 따르는 수평 단면도, 도 4c는 도 3에 도시하는 4B-4B선을 따르는 수평 단면도이다. 도 4b에는 제2단 상부 전극(11b)의 상면이 도시되고, 도 4c에는 제1단 하부 전극(10a)의 이면이 도시되어 있다.

도 4b 및 도 4c에 도시하는 바와 같이, 실드 부재(12b)는, 처리 챔버(31) 내에 있어서의 하부 전극(10a)과 상부 전극(11b) 사이에 있어서, 하부 전극(10a)의 중앙부 하방 및 상부 전극(11b)의 중앙부 상방을 통과한다. 실드 부재(12b)의, 상부 전극(11b)의 중앙부 상방에 대응하는 부분에는 개구부(16L)가 설치되고, 하부 전극(10a)의 중앙부 하방에 대응하는 부분에는 개구부(16U)가 설치되어 있다. 접지선(13a)은 개구부(16U)를 통하여 하부 전극(10a)의 중앙부에 접속되고, 고주파 공급선(14b)은 개구부(16L)를 통하여 상부 전극(11b)의 중앙부에 접속된다.

또한, 접지선(13a)의 상방에의 절곡 위치와 고주파 공급선(14b)의 하방에의 절곡 위치는, 예를 들어, 개구부(16L, 16U)의 부분에 있어서 서로 어긋나게 되어 있다. 절곡 위치를 어긋나게 함으로써, 접지선(13a)과 고주파 공급선(14b)을, 실드 부재(12b) 내에 있어서 서로 간섭하지 않도록 배치할 수 있다(특히, 도 3 참조).

본 예에 있어서는, 상부 전극(11b)은, 이 상부 전극(11b)의 중앙 부분과 개구부(16L) 사이에 설치된, 고주파 공급선(14b)이 통과하는 중공 형상의 제1 절연 부재(17U)를 통하여 실드 부재(12b)에 고정되어 있다.

또한, 하부 전극(10a)은, 이 하부 전극(10a)의 중앙 부분과 개구부(16U) 사이에 설치된, 접지선(13a)이 통과하는 중공 형상의 제2 절연 부재(17L)와, 동일하게 내부를 접지선(13a)이 통과하는 중공 형상의 신축 부재(18), 예를 들어 벨로즈를 통하여 실드 부재(12b)에 신축 가능하게 설치되어 있다. 하부 전극(10a)을, 하방에 존재하는 실드 부재(12b)에 신축 가능하게 설치하는 이유는, 피처리체(G)의 출입시에 있어서의 반송 기구(7)의 진출 공간의 확보, 및 플라즈마 처리시에 있어서의 하부 전극(10a)과 상부 전극(11a)의 갭 조정을 위해서이다. 즉, 하부 전극(10a)은, 실드 부재(12b)에 승강 가능하게 설치된다. 이로 인해, 실드 부재(12b)의 하부 전극(10a)의 이면에 대향하는 면 상에는 제3 절연 부재(19)로 덮이고, 이 제3 절연 부재(19) 상에, 도시하지 않은 하부 전극(10a)을 승강시키는 승강 장치가 설치 가능하게 구성되어 있다. 본 예에서는 절연 부재(19)를, 실드 부재(12b)의 하부 전극(10a)의 이면에 대향하는 면 상에만 형성하는 예를 나타내고 있지만, 실드 부재(12b)의 전체 둘레를 덮도록 형성되어 있어도 된다.

또한, 하부 전극(10a)이 승강하므로, 하부 전극(10a)에 접지선(13a)이 접속되는 본 예에 있어서는, 접지선(13a)이 하부 전극(10a)의 상승에 의해 끊어지게 되는 것을 방지하기 위해, 접지선(13a)과 하부 전극(10a) 중앙부의 접속점을, 굽힘 가능한 도전 부재(20), 예를 들어 동축 케이블로 접속하도록 하고 있다. 접지선(13a)과 하부 전극(10a) 중앙부의 접속점을, 굽힘 가능한 도전 부재(20)를 사용하여 접속함으로써, 하부 전극(10a)이 상승하였을 때에, 접지선(13a)이 끊어지게 되는 문제를 해소할 수 있다. 또한, 접지선(13a) 대신에, 고주파 공급선(14b)을 하부 전극(10a)에 접속하는 경우에는, 고주파 공급선(14b)과 하부 전극(10a) 중앙부의 접속점을, 굽힘 가능한 도전 부재(20)를 사용하여 접속하면 된다.

본 예에 있어서는, 하부 전극(10a)에 접지선(13a), 상부 전극(11b)에 고주파 공급선(14b)을 접속한 경우에 대해서 설명하였지만, 하부 전극(10a)에 고주파 공급선(14b)을 접속한 경우에는 당연히 고주파 공급선(14b)이 굽힘 가능한 도전 부재(20)로 접속되고 절연 부재(17L)와 중공 형상의 신축 부재(18)의 내부를 통과하는 것은 물론이다.

또한, 실드 부재(12b)의 내부는 처리 챔버(31a)의 내부로부터 기밀하게 차폐되어 있다. 이로 인해, 실드 부재(12b)의 내부는, 처리 챔버(31a)의 분위기와는 다른 분위기, 예를 들어, 대기 분위기인 상태로 해 두는 것이 가능하다.

또한, 실드 부재(12a, 12c 내지 12f)의 구성, 접지선(13b 내지 13e), 고주파 공급선(14a, 14c 내지 14e)에 대해서도, 도 4b 및 도 4c에 도시한 실드 부재(12b), 접지선(13a), 고주파 공급선(14b)과 마찬가지의 구성이다.

이와 같이 본 발명의 일 실시 형태에 관한 플라즈마 처리 장치(3a) 및 이 플라즈마 처리 장치(3a)를 구비한 처리 시스템(1)에 따르면, 처리 챔버(31)의 전극쌍간에, 예를 들어, 막대 형상의 중공 부재로 구성된 실드 부재(12a 내지 12f)를 통과시킨다(단, 최상층은 상부 전극 상방을, 최하층은 하부 전극 하방을 통과시킨다). 이 구성을 구비함으로써, 실드 부재(12a 내지 12f) 내에, 접지선(13a 내지 13e) 및 고주파 공급선(14a 내지 14e)을 수용할 수 있다. 이로 인해, 접지선(13a 내지 13e) 및 고주파 공급선(14a 내지 14e)을, 상부 전극(11a 내지 11e)의 중앙부 상방 및 하부 전극(10a 내지 10e)의 중앙부 하방까지 수용하여 인입할 수 있다. 특히 전극쌍간에 존재하는 실드 부재(12b 내지 12e)에 대해서는, 각 실드 부재의 상하에 존재하는 각각의 전극에 접속되어 있는 고주파 공급선 및 접지선을 공통의 일체의 실드 부재로 처리 챔버 외부로부터 인입할 수 있으므로, 전극쌍간의 거리를 짧게 할 수 있고, 이에 의해 처리 챔버가 거대화되는 것을 방지할 수 있다. 인입된 접지선(13a 내지 13e)을 하부 전극(10a 내지 10e)의 중앙부에, 동일하게 인입된 고주파 공급선(14a 내지 14e)을 상부 전극(11a 내지 11e)의 중앙부에 접속한다. 혹은 반대로 인입된 접지선(13a 내지 13e)을 상부 전극(11a 내지 11e)의 중앙부에, 동일하게 인입된 고주파 공급선(14a 내지 14e)을 하부 전극(10a 내지 10e)의 중앙부에 접속한다. 여기서 말하는 중앙부란, 전극의 중심점을 포함하는 영역이다.

이와 같이, 전극의 중심점을 포함하는 영역에, 접지선(13a 내지 13e), 또는 고주파 공급선(14a 내지 14e)을 접속하고, 접지점 및 급전점을 각각 전극 중앙으로 함으로써, 급전점 및 접지점이 전극 단부에 있는 경우에 비교하여 전극면 내에 발생하는 전위차를 작게 할 수 있다. 도 5에, 급전점이 전극 중앙에 있는 경우와, 급전점이 전극 단부에 있는 경우의 전극면 내에 발생하는 전위차의 일례를 나타낸다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 급전점이 전극 중앙에 있는 경우의 전위차(A)는, 급전점이 전극 단부에 있는 경우의 전위차(B)에 비교하여 작아진다.

이로 인해, 일 실시 형태에 관한 플라즈마 처리 장치에 따르면, 균일한 플라즈마 처리가 가능해지는 다단 뱃치 방식의 플라즈마 처리 장치를 얻을 수 있다.

또한, 상기 일 실시 형태에서는, 접지선(13a 내지 13e) 각각에, 임피던스 조정 기구(15a 내지 15e)를 설치하고 있다. 이들 임피던스 조정 기구(15a 내지 15e)는, 각 전극쌍[하부 전극(10a)과 상부 전극(11a) 내지 하부 전극(10e)과 상부 전극(11e)]의 각각에 대하여 개별로 임피던스 조정을 행한다. 이로 인해, 전극면 내에 발생하는 전위차를 작게 할 수 있는 동시에, 전극쌍 각각에서 개별로 임피던스 조정을 함으로써, 예를 들어, 전극끼리의 개체차, 혹은 오염의 진행 형태의 차이 등에 기인한 임피던스의 미묘한 차도, 조정할 수 있다. 이로 인해, 상기 균일한 플라즈마 처리가 가능해진다고 하는 이점을 보다 잘 살릴 수 있다.

그리고, 상기 일 실시 형태에 관한 플라즈마 처리 장치에 따르면, 상기의 이점을, 처리 챔버(31) 내에 있어서의 처리 챔버(31)의 전극쌍간에, 예를 들어, 막대 형상의 중공 부재로 구성된 실드 부재(12a 내지 12f)를 통과시킨다고 하는 간이한 구성으로 실현할 수 있다.

또한, 실드 부재(12a 내지 12f)에는, 예를 들어, 하부 전극(10a 내지 10e)을 승강시키는 승강 장치를 설치하는 것도 가능하다. 이로 인해, 처리 챔버(31) 내에 있어서의 처리 챔버(31)의 전극쌍간에 실드 부재(12a 내지 12f)를 설치하는 것은, 처리 챔버(31)의 한정된 스페이스를 유효하게 활용할 수 있다고 하는 이점도 얻을 수 있다.

이상, 본 발명을 일 실시 형태에 따라서 설명하였지만, 본 발명은, 상기 일 실시 형태에 한정되는 일은 없으며, 다양하게 변형 가능하다. 또한, 본 발명의 실시 형태는, 상기 일 실시 형태가 유일한 실시 형태가 아니다.

예를 들어, 상기 일 실시 형태에 있어서는, 한번에 처리하는 피처리체의 매수를 5매로 하였지만, 5매에 한정되는 것이 아니라, 2매 이상이면 된다.

또한, 상기 일 실시 형태에 있어서는, 처리 장치(3a)에, 상기 일 실시 형태에 관한 플라즈마 처리 장치를 적용한 예를 나타냈지만, 처리 장치(3a, 3b)의 양쪽에, 상기 일 실시 형태에 관한 플라즈마 처리 장치를 적용해도 된다. 또한, 처리 시스템에 있어서의 처리 장치의 수도 2개로 한정되는 것은 아니다.

그 밖에, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형할 수 있다.

31a : 처리 챔버
10a 내지 10e : 하부 전극
11a 내지 11e : 상부 전극
12a 내지 12f : 실드 부재
13a 내지 13e : 접지선
14a 내지 14e : 고주파 공급선
15a 내지 15e : 임피던스 조정 기구
16U, 16L : 개구부
17U : 제1 절연 부재
17L : 제2 절연 부재
18 : 신축 부재
19 : 제3 절연 부재
20 : 신축 가능한 도전 부재

Claims

2이상의 피처리체를, 플라즈마를 사용하여 동시에 처리하는 플라즈마 처리 장치이며,
처리 챔버와,
상기 처리 챔버의 내부에 설치되고, 상기 피처리체를 적재하는 적재면을 갖는 2이상의 하부 전극과,
상기 처리 챔버의 내부에 설치되고, 상기 적재면에 대향하는 대향면을 갖고, 대향하는 상기 하부 전극과 전극쌍을 이루는 상기 하부 전극과 동일 수의 상부 전극과,
상기 하부 전극 각각의 상기 적재면과는 반대측의 면의 중앙부, 또는 상기 상부 전극 각각의 상기 대향면과는 반대측의 면의 중앙부 중 어느 한쪽에 접속된 접지선과,
상기 하부 전극 각각의 상기 적재면과는 반대측의 면의 중앙부, 또는 상기 상부 전극 각각의 상기 대향면과는 반대측의 면의 중앙부 중, 상기 접지선이 접속되어 있지 않은 다른 쪽에 접속된 고주파 공급선과,
상기 처리 챔버의 내부에 설치되고, 이 처리 챔버의 내부에 있어서 상기 접지선 및 상기 고주파 공급선을 수용하는 실드 부재와,
상기 접지선 각각에 설치되고, 상기 전극쌍 각각에 대하여 개별로 임피던스 조정을 행하는 임피던스 조정 기구
를 구비하는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 실드 부재는 서로 인접하는 상기 전극쌍의 사이에 형성되는 전극쌍간의 각각에 배치되고, 상기 전극쌍간에 설치된 상기 접지선 및 상기 고주파 공급선을, 상기 전극쌍간의 각각에 있어서 일체의 상기 실드 부재에 수용하는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.
제2항에 있어서,
상기 실드 부재는, 상기 처리 챔버의 내부를 가로지르는 막대 형상의 중공 부재인 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.
제3항에 있어서,
상기 실드 부재는, 상기 처리 챔버의 내부에 있어서, 상기 상부 전극의 중앙부 상방 및 상기 하부 전극의 중앙부 하방을 통과하고,
상기 실드 부재의 상기 상부 전극의 중앙부 상방 및 상기 하부 전극의 중앙부 하방에 대응하는 부분 각각에 개구부가 설치되고,
상기 접지선 및 상기 고주파 공급선 각각이, 상기 개구부 각각을 통하여 상기 상부 전극의 중앙부, 또는 상기 하부 전극의 중앙부에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.
제4항에 있어서,
상기 상부 전극은, 이 상부 전극의 중앙 부분과, 이 상부 전극의 중앙부 상방에 대응하는 상기 개구부 사이에 설치된, 내부를 상기 접지선, 또는 상기 고주파 공급선이 통과하는 중공 형상의 제1 절연 부재를 통하여 상기 실드 부재에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 하부 전극은, 이 하부 전극의 중앙 부분과, 이 하부 전극의 중앙부 하방에 대응하는 상기 개구부 사이에 설치된, 내부를 상기 접지선, 또는 상기 고주파 공급선이 통과하는 중공 형상의 제2 절연 부재와, 내부를 상기 접지선, 또는 상기 고주파 공급선이 통과하는 중공 형상의 신축 부재를 통하여 상기 실드 부재에 신축 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실드 부재는 상기 처리 챔버의 내부로부터 기밀하게 차폐되고, 상기 실드 부재의 내부가 대기 분위기인 것을 특징으로 하는, 플라즈마 처리 장치.
2이상의 피처리체에 대해, 적어도 1회의 플라즈마 처리를 포함하여 처리를 실시하는 처리 시스템이며,
각각 처리 챔버를 구비한 2이상의 처리 장치와,
상기 처리 챔버 각각에 접속되고, 내부에, 상기 2이상의 피처리체를 동시에 반송하는 반송 기구가 설치된 공통 반송 챔버를 구비한 공통 반송 장치를 구비하고,
상기 2이상의 처리 장치 중 적어도 하나의 처리 장치에, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 플라즈마 처리 장치가 사용되고 있는 것을 특징으로 하는, 처리 시스템.