KR20120120071A - 유도 결합 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피처리 기판의 대형화에 대응할 수 있고, 또한, 처리실내에 있어서의 플라즈마 분포의 제어성을 양호하게 하는 것이 가능한 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 제공한다. 본 발명의 유도 결합 플라즈마 처리 장치는 처리실내의 플라즈마 생성 영역에 유도 결합 플라즈마를 발생시키는 고주파 안테나와, 플라즈마 생성 영역과 고주파 안테나의 사이에 배치되는 금속창을 구비하고, 금속창이, 이 금속창의 둘레 방향을 따른 선에 의해 2 이상으로 서로 전기적으로 절연되어 분할되고, 또한, 이와 같이 분할된 금속창이, 또한 둘레 방향과 교차하는 방향을 따른 선에 의해 서로 전기적으로 절연되어 분할 되어 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 제조공정에 있어서는 유리 기판에 소정의 처리를 실시하기 위해, 플라즈마 에칭 장치나 플라즈마 CVD 성막 장치 등의 각종 플라즈마 처리 장치가 이용된다. 이러한 플라즈마 처리 장치로서는 종래, 용량 결합 플라즈마 처리 장치가 많이 이용되고 있었지만, 최근, 고밀도의 플라즈마를 얻을 수 있는 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma: ICP) 처리 장치가 주목받고 있다.
유도 결합 플라즈마 처리 장치는 피처리 기판을 수용하는 처리실의 유전체창의 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 많이 이용되고 있다. 공지예로서는 특허문헌 1이 있다.
최근, 피처리 기판의 사이즈가 대형화되고 있다. 예를 들면, LCD용의 직사각형형상 유리 기판을 예로 들면, 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 처리실내의 플라즈마 생성 영역의 사이에 유전체창을 개재시킨다. 피처리 기판이 대형화되면, 유전체창도 대형화된다. 유전체창은 특허문헌 1에도 기재되어 있는 바와 같이, 일반적으로 석영 유리, 혹은 세라믹이 이용된다.
그러나, 석영 유리나 세라믹은 무르며, 대형화에는 적합하지 않다. 이 때문에, 예를 들면, 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같이, 석영 유리를 분할함으로써 유전체창의 대형화에 대처하고 있다.
그러나, 피처리 기판의 대형화는 더욱 현저하다. 이 때문에, 특허문헌 2에 기재되어 있는 유전체창을 분할하는 방법으로, 대형화에의 대응이 곤란해지고 있다.
그래서, 유전체창을 금속창으로 치환해서 강도를 늘림으로써, 피처리 기판의 대형화에 대응하는 기술이 특허문헌 3에 기재되어 있다.
(특허문헌 1) 일본 특허 공보 제 3077009 호
(특허문헌 2) 일본 특허 공보 제 3609985 호
(특허문헌 3) 일본 특허 공개 공보 제 2011-29584 호
특허문헌 3에 있어서는 피처리 기판의 대형화에 대응할 수 있다. 그러나, 금속창에 있어서의 플라즈마 발생의 메커니즘이 유전창의 경우와 다르기 때문에, 금속창의 대형화에 따라 별도의 문제가 존재한다. 예를 들면, 금속창을 흐르는 와전류가 전류의 흐르는 방향에 대해 수직 방향으로 확산(이하, 단지「와전류의 확산」이라 함)하여, 처리실내에 있어서의 플라즈마 분포의 제어성이 곤란하게 된다고 하는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안해서 이루어진 것으로써, 피처리 기판의 대형화에 대응할 수 있고, 또한, 처리실내에 있어서의 플라즈마 분포의 제어성을 양호하게 하는 것이 가능한 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제 1 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치는 처리실내의 플라즈마 생성 영역에 유도 결합 플라즈마를 발생시키고, 기판을 플라즈마 처리하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치로서, 상기 플라즈마 생성 영역에 상기 유도 결합 플라즈마를 발생시키는 고주파 안테나와, 상기 플라즈마 생성 영역과 상기 고주파 안테나의 사이에 배치되는 금속창을 구비하고, 상기 금속창이, 이 금속창의 둘레 방향을 따른 선에 의해 2이상으로 서로 전기적으로 절연되어 분할되는 제 1 분할이 되고, 또한 상기 제 1 분할이 된 금속창이, 또한 상기 둘레 방향과 교차하는 방향을 따른 선에 의해 서로 전기적으로 절연되어 분할되는 제 2 분할이 된다.
또한, 본 발명의 제 2 형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치는 처리실내의 플라즈마 생성 영역에 유도 결합 플라즈마를 발생시키고, 기판을 플라즈마 처리하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치로서, 상기 플라즈마 생성 영역에 상기 유도 결합 플라즈마를 발생시키는 고주파 안테나와, 상기 플라즈마 생성 영역과 상기 고주파 안테나의 사이에 배치되는 금속창을 구비하고, 상기 금속창이, 이 금속창의 둘레 방향과 교차하는 방향을 따른 선에 의해 분할되고, 또한 상기 둘레 방향과 교차하는 방향을 따른 선에 의해 분할된 금속창이, 이 금속창에 마련된 슬릿에 의해서 상기 둘레 방향을 따라 2이상의 영역으로 구분되는 제 1 구분이 되어 있다.
본 발명에 따르면, 피처리 기판의 대형화에 대응할 수 있고, 또한 처리실내에 있어서의 플라즈마 분포의 제어성을 양호하게 하는 것이 가능한 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 플라즈마 생성 원리를 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 금속창의 제 1 예를 도시하는 평면도이다.
도 4는 금속창의 분할 방법 및 고주파 안테나의 배치 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5의 (a)는 금속창을 둘레 방향을 따른 선에 의해 분할하지 않았던 경우의 와전류 ILOOP를 도시하는 도면이고, (b)는 금속창을 둘레 방향을 따른 선에 의해 분할한 경우의 와전류 ILOOP를 도시하는 도면이다.
도 6은 처리실의 내부에 발생하는 종전계 EV를 설명하기 위한 모식도이다.
도 7은 처리실의 내부에 발생하는 종전계 EV를 설명하기 위한 모식도이다.
도 8의 (a)는 금속창의 제 2 예(제 1 실시형태)를 도시하는 평면도이고, 도 8의 (b)는 도 8의 (a)에서 고주파 안테나를 생략한 평면도이다.
도 9의 (a)는 금속창의 제 3 예(제 1 실시형태)를 도시하는 평면도이고, 도 9의(b) 및 (c)는 도 9의(a)에서 고주파 안테나를 생략한 평면도이다.
도 10의 (a)는 금속창의 제 4 예(제 1 실시형태)를 도시하는 평면도이고, 도 10의 (b)는 도 10의 (a)에서 고주파 안테나를 생략한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 금속창의 제 1 예를 도시하는 평면도이다.
도 12는 금속창의 분할 및 구분 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 13은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 안테나실의 부분을 도시하는 단면도이다.
도 14의 (a)는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 금속창의 제 2 예를 도시하는 평면도이고, 도 14의 (b)는 도 14의 (a)에서 고주파 안테나를 생략한 평면도이다.
도 15의 (a)는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 금속창의 제 3 예를 도시하는 평면도이고, 도 15의 (b)는 도 15의 (a)에서 고주파 안테나를 생략한 평면도이다.
도 16의 (a)는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 금속창의 제 4 예를 도시하는 평면도이고, 도 16의 (b)는 도 16의 (a)에서 고주파 안테나를 생략한 평면도이다.
도 17은 고주파 안테나의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다.
(제 1 실시형태)
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 1에 도시하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치는 예를 들면, FPD용 유리 기판상에 박막 트랜지스터를 형성할 때의 금속막, ITO막, 산화막 등의 에칭이나, 레지스트막의 애싱 처리 등의 플라즈마 처리에 이용할 수 있다. 여기서, FPD로서는 액정 디스플레이(LCD), 전계 발광(Electro Luminescence; EL) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등이 예시된다. 또한, FPD용 유리 기판에 한정되지 않고, 태양 전지 패널용 유리 기판에 대한 상기 마찬가지의 플라즈마 처리에도 이용할 수 있다.
플라즈마 처리 장치는 도전성 재료, 예를 들면, 내벽면이 양극 산화 처리(알루마이트 처리)된 알루미늄으로 이루어지는 각통형상의 기밀한 본체용기(1)를 갖는다. 본체용기(1)는 접지선(2)에 의해 접지되어 있다. 본체용기(1)는 본체용기(1)와 절연되어 형성된 금속창(3)에 의해 상하에 안테나실(4) 및 처리실(5)로 구획되어 있다. 금속창(3)은 본 예에서는 처리실(5)의 천장벽을 구성한다. 금속창(3)은 예를 들면, 비자성체이고 도전성의 금속으로 구성된다. 비자성체이고 도전성의 금속의 예는 알루미늄, 또는 알루미늄을 포함하는 합금이다.
안테나실(4)의 측벽(4a)과 처리실(5)의 측벽(5a)의 사이에는 본체용기(1)의 내측으로 돌출된 지지 선반(6) 및 지지 빔(7)이 마련되어 있다. 지지 선반(6) 및 지지 빔(7)은 도전성 재료, 바람직하게는, 금속으로 구성된다. 금속의 예로서는 알루미늄이 있다. 지지 빔(7)은 본 예에서는 처리 가스 공급용의 샤워 하우징체를 겸한다. 지지 빔(7)이 샤워 하우징체를 겸하는 경우에는 지지 빔(7)의 내부에, 피처리 기판 G의 피처리면에 대해 평행하게 신장하는 가스 유로(8)가 형성된다. 가스 유로(8)에는 처리실(5)내에 처리 가스를 분출하는 복수의 가스 토출 구멍(8a)이 형성된다. 가스 유로(8)에는 처리 가스 공급 기구(9)로부터 가스 공급관(10)을 거쳐 처리 가스가 공급되고, 가스 토출 구멍(8a)으로부터 처리실(5)의 내부에 처리 가스가 토출된다. 또, 처리 가스는 지지 빔(7)으로부터 공급될 뿐만 아니라, 금속창(3)을 샤워헤드로서 구성하면, 금속창(3)으로부터 공급할 수도 있다.
금속창(3)의 위의 안테나실(4)내에는 금속창(3)에 면하도록 고주파 안테나(11)가 배치되어 있다. 고주파 안테나(11)는 절연 부재로 이루어지는 스페이서(12)에 의해 금속창(3)으로부터 이간되어 배치되어 있다. 플라즈마 처리의 동안, 고주파 안테나(11)에는 유도 전계 형성용의 고주파 전력이, 제 1 고주파 전원(13)으로부터 정합기(14) 및 급전 부재(15)를 거쳐서 공급된다. 고주파 전력의 주파수는, 예를 들면, 13.56㎒이다. 고주파 전력이 고주파 안테나(11)에 공급됨으로써, 후술하는 금속창에 유기되는 루프 전류를 거쳐서, 처리실(5)내의 플라즈마 생성 영역에 유도 전계가 형성된다. 이 유도 전계에 의해 복수의 가스 토출 구멍(8a)으로부터 공급된 처리 가스가, 처리실(5)내의 플라즈마 생성 영역에 있어서 플라즈마화된다.
처리실(5)내의 아래쪽에는 금속창(3)을 거쳐서 고주파 안테나(11)와 대향하는 탑재대(16)가, 본체용기(1)로부터 절연 부재(17)에 의해서 절연된 상태로 배치되어 있다. 탑재대(16)는 도전성 재료, 예를 들면, 알루미늄으로 구성되고, 그 표면은 양극 산화 처리되어 있다. 탑재대(16)에는 피처리 기판 G, 예를 들면, LCD 유리 기판이 탑재된다. 탑재대(16)에는 정전 척(도시하지 않음)이 마련되어 있다. 피처리 기판 G는 정전 척에 의해서 탑재대(16)에 흡착 유지된다. 탑재대(16)에는 제 2 고주파 전원(18)이 정합기(19) 및 급전선(20)을 거쳐서 접속되어 있다. 본 예에서는 플라즈마 처리의 동안, 탑재대(16)에 바이어스용의 고주파 전력을, 제 2 고주파 전원(18)으로부터 정합기(19) 및 급전선(20)을 거쳐서 공급한다. 바이어스용의 고주파 전력의 주파수는, 예를 들면, 3.2㎒이다. 바이어스용의 고주파 전력을 탑재대(16)에 인가함으로써, 처리실(5)내에 생성된 플라즈마중의 이온은 효과적으로 피처리 기판 G에 인입된다. 또한, 특히 도시하지 않지만, 탑재대(16)내에는 피처리 기판 G의 온도를 제어하기 위해 세라믹 히터 등의 가열 수단이나, 냉매 유로 등으로 이루어지는 온도 제어 기구 및 온도 센서 등이 마련된다.
또, 본 실시형태에 있어서는 기판을 지지하는 최적의 수단으로서 탑재대를 기재했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 바이어스용 고주파 전력의 공급이나 온도 조절 기구가 불필요하면, 하부 혹은 측부로부터 돌출된 핀 혹은 봉형상 부재로 지지해도 좋고, 혹은 반송 기구의 픽 등으로 지지하고 있어도 좋다.
처리실(5)의 측벽(5a)에는 처리실(5)의 내부에 피처리 기판 G를 반입 반출하는 반입출구(21)가 마련되어 있다. 반입출구(21)는 게이트밸브(22)에 의해서 개폐된다.
처리실(5)의 저벽(5b)에는 처리실(5)의 내부를 배기하는 배기구(23)가 마련되어 있다. 배기구(23)에는 진공 펌프 등을 포함하는 배기 장치(24)가 접속된다. 배기 장치(24)에 의해, 처리실(5)의 내부가 배기되고, 플라즈마 처리의 동안, 처리실(5)의 내부의 압력이 소정의 진공 분위기(예를 들면, 1.33Pa)로 설정되어 유지된다.
유도 결합 플라즈마 처리 장치는 컴퓨터를 포함하는 제어부(25)에 의해 제어된다. 제어부(25)에는 유저 인터페이스(26) 및 기억부(27)가 접속되어 있다. 유저 인터페이스(26)에는 공정 관리자가, 유도 결합 플라즈마 처리 장치를 관리하기 위한 커맨드 입력 조작 등을 실행하는 키보드나, 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등이 포함되어 있다. 기억부(27)에는 유도 플라즈마 처리 장치에서 실행되는 각종 처리를 제어부(25)의 제어로 실현하는 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 각 부에 처리를 실행시키는 프로그램(프로세스 레시피)이 저장된다. 프로세스 레시피는 하드 디스크나 반도체 메모리에 기억되어 있어도 좋고, CD-ROM, DVD 등의 휴대가능한 기억 매체에 수용된 상태에서 기억부(27)에 세트하도록 되어 있어도 좋다. 또한, 프로세스 레시피는, 예를 들면, 전용 회선을 거쳐서 별도의 장치로부터 적절히 전송시키도록 해도 좋다. 플라즈마 처리는 유저 인터페이스(26)로부터의 지시 등으로 임의의 프로세스 레시피를 기억부(27)로부터 호출하고, 프로세스 레시피에 따른 처리를 제어부(25)에 실행시킴으로써, 제어부(25)의 제어하에 실행된다.
다음에, 도 1에 도시하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 있어서의 플라즈마 생성 원리에 대해 설명한다.
도 2는 플라즈마 생성 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 도 1에 도시하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 있어서는 고주파 안테나(11)에 전류 IRF가 흐르면, 금속창(3)의 상면(고주파 안테나(11)측 표면)에 와전류 ILOOP가 발생한다. 금속창(3)은 지지 선반(6), 지지 빔(7) 및 본체용기(1)로부터 절연되어 있다. 이 때문에, 금속창(3)의 상면에 흐른 와전류 ILOOP는 지지 선반(6), 지지 빔(7) 또는 본체용기(1)에 흐르지 않고, 금속창(3)의 측면에 흐른다. 또한, 금속창(3)의 측면에 흐른 와전류 ILOOP는 금속창(3)의 하면(처리실(5)측 표면)에 흐르고, 또한, 금속창(3)의 측면을 거쳐서, 재차 금속창(3)의 상면으로 되돌아온다. 이와 같이 해서, 금속창(3)의 상면(고주파 안테나(11)측 표면)에서 하면(처리실(5)측 표면)에 루프하는 와전류 ILOOP가 생성된다. 루프하는 와전류 ILOOP 중, 금속창(3)의 하면을 흐른 전류가 처리실(5)내의 플라즈마 생성 영역에 유도 전계 E를 형성한다. 처리실(5)내에 유도 전계 E가 형성됨으로써, 처리실(5)의 내부의 가스가 여기되고, 처리실(5)내의 플라즈마 생성 영역에 플라즈마가 생성된다.
(제 1 실시형태: 금속창(3)의 제 1 예)
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 금속창의 제 1 예를 도시하는 평면도이다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 제 1 예에 따른 금속창(3)의 평면형상은 직사각형형상이다. 직사각형형상의 금속창(3)은 ‘3a1?3a4, 3b1?3b4’로 8분할되어 있다. 이들 금속창(3a1?3a4, 3b1?3b4)은 각각, 지지 선반(6) 및 지지 빔(7)상에, 절연체(28)를 거쳐서 탑재되고, 서로 전기적으로 절연되어 있다. 절연체(28)는 전기적 절연체이며, 예를 들면, 세라믹이나 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 구성된다. 본 예에 있어서의 금속창(3)의 분할 방법 및 고주파 안테나의 배치 방법은 다음과 같다.
우선, 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이, 금속창(3)은 금속창(3)의 둘레 방향 θ를 따른 선에 의해, 본 예에서는 2개로 분할되고, 각각 내측 금속창(3a), 외측 금속창(3b)을 구성한다. 금속창(3)의 분할수는 필요에 따라 3이상이여도 좋다.
또, 본원에 있어서 「둘레 방향 θ」는 직사각형의 금속창(3)의 네 변을 그리는 닫힌 선을 따른 순환 방향을 의미하는 것으로 한다.
또한, 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이, 둘레 방향 θ를 따른 선에 의해 2개로 분할된 내측 금속창(3a) 및 외측 금속창(3b)이, 둘레 방향 θ와 교차하는 방향 r1, r2를 따른 선에 의해 또한 분할된다. 둘레 방향 θ와 교차하는 방향 r1, r2는 본 예에서는 직사각형형상의 금속창(3)의 대각선이다. 이에 따라 내측 금속창(3a)은 또한 내측 금속창(3a1?3a4)으로 4분할되고, 마찬가지로 금속창(3b)은 또한 외측 금속창(3b1?3b4)으로 4분할된다.
또한, 고주파 안테나(11)는 본 예에서는 환상의 내측 고주파 안테나(11a)와, 환상의 외측 고주파 안테나(11b)를 구비하고 있다. 본 예에서는 도 4의 (c)에 도시하는 바와 같이, 내측 고주파 안테나(11a)는 내측 금속창(3a) (즉, 내측 금속창(3a1?3a4)의 집합체)의 위쪽에 배치되고, 외측 고주파 안테나(11b)는 외측 금속창(3b)(즉, 내측 금속창(3b1?3b4)의 집합체)의 위쪽에 배치된다.
이러한 금속창(3)을 구비한 유도 결합 플라즈마 처리 장치이면, 다음과 같은 이점을 얻을 수 있다.
(1) 금속창(3)을, 금속창(3)의 둘레 방향 θ를 따른 선에 의해 2이상으로 분할한다. 이 구성을 구비함으로써, 도 2에 도시된 루프하는 와전류 ILOOP의 확산을 억제할 수 있고, 처리실(5)의 내부에 발생하는 플라즈마 분포의 제어성을 더욱 양호하게 할 수 있다. 또한, 루프하는 와전류 ILOOP의 확산이 억제되므로, 루프하는 와전류 ILOOP를, 더욱 강하게 금속창(3)의 표면에 발생시킬 수 있다. 더욱 강한 루프하는 와전류 ILOOP가 금속창(3)에 발생하면, 처리실(5)의 내부에, 더욱 강한 유도 전계 E를 발생시킬 수 있다.
(2) 둘레 방향 θ를 따른 선에 의해 2이상으로 분할된 금속창(3)을, 또한 둘레 방향 θ와 교차하는 방향 r1, r2를 따른 선에 의해 분할한다. 이 구성을 구비함으로써, 금속창(3)의 표면에, 도 2에 도시된 바와 같은, 금속창(3)의 상면?측면?하면?측면?상면을 경유하면서 루프하는 와전류 ILOOP를 발생시킬 수 있다. 따라서, 도 2를 참조해서 설명한 바와 같은 원리로, 처리실(5)의 내부에 유도 전계 E를 발생시킬 수 있다.
(3) 본 예와 같이 고주파 안테나(11)를, 내측 고주파 안테나(11a)와 외측 고주파 안테나(11b)로 나눈 경우, 내측 고주파 안테나(11a)를 내측 금속창(3a)의 위쪽, 외측 고주파 안테나(11b)를 외측 금속창(3b)의 위쪽에 배치한다. 이 구성을 구비함으로써, 내측 고주파 안테나(11a) 아래의 내측 금속창(3a)에 발생하는 루프하는 와전류 ILOOP와, 외측 고주파 안테나(11b) 아래의 외측 금속창(3b)에 발생하는 루프하는 와전류 ILOOP의 간섭을 억제할 수 있다. 따라서, 처리실(5)의 내부에 발생하는 유도 전계 E의 강도의 편차를 억제할 수 있고, 처리실(5)의 내부의 플라즈마 분포의 제어성이 양호하게 된다.
상기 이점을, 비교예를 참조하면서 설명한다.
도 5의 (a)는 금속창(3)을 둘레 방향 θ를 따른 선에 의해 분할하지 않았던 경우의 와전류 ILOOP를 도시하는 도면이고, 도 5의 (b)는 금속창(3)을 둘레 방향 θ를 따른 선에 의해 분할한 경우의 와전류 ILOOP를 도시하는 도면이다.
도 5의 (a)에 도시하는 바와 같이, 금속창(3)을 둘레 방향 θ를 따른 선에 의해 분할하지 않은 경우에는 와전류 ILOOP가 확산해서 서로 간섭하고, 처리실(5)의 내부에 발생하는 유도 전계 E의 강도가 흩어져 불균일하게 되거나 한다.
이에 대해, 제 1 실시형태와 같이, 금속창(3)을 둘레 방향 θ를 따른 선에 의해 분할한 경우에는, 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 와전류 ILOOP가 확산하지 않으므로, 처리실(5)의 내부에 발생하는 유도 전계 E의 강도의 편차가 억제된다. 이에 따라, 처리실(5)의 내부의 플라즈마 분포의 제어성이 양호하게 된다.
제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 금속창(3)에 의하면, 또한 다음과 같은 이점도 얻을 수 있다.
금속창(3)의 전위 V는 금속창(3)의 인덕턴스 L과 와전류 ILOOP에 높아진다(Ｖ=ωＬILOOP). 금속창(3)의 전위가 높아지면, 도 6에 도시하는 바와 같이, 금속창(3)을 향하는 종전계 EV가 처리실(5)의 내부의 금속창(3)의 근방에 발생한다. 종전계 EV가 처리실(5)의 내부에 생기면, 처리실(5)내 이온이 금속창(3)에 충돌하고, 금속창(3)을 소모시킨다. 또한, 종전계 EV가 발생하기 때문에, 전자나 이온이 금속창에 충돌해서 비활성화되고, 플라즈마 소스의 발생 효율도 저하한다고 하는 문제가 있다.
금속창(3)이 종전계 EV의 영향을 받은 사정은 금속창(3)의 사이즈가 큰 경우에 발생하기 쉽다. 또한, 도 7에 도시하는 바와 같이, 금속창(3)의 처리실(5)측 표면에, 금속창(3)의 내플라즈마성을 향상시키기 위해 유전체막(30)을 형성한 경우에도, 마찬가지로 종전계 EV의 영향을 받기 쉽다. 이것은 유전체막(30)이 캐패시터의 유전체로 되어, 금속창(3)과 처리실(5)이 용량 결합을 일으키기 때문이다. 유전체막(30)의 예는 알루미늄, 또는 알루미늄을 포함한 합금제의 금속창(3)의 표면을 양극 산화한 양극 산화막이나, 용사 세라믹막을 들 수 있다.
또한, 유전체막(30) 대신에, 금속창(3)의 처리실(5)측 표면에 유전체 커버를 마련한 경우에도, 마찬가지로 종전계 EV의 영향을 받기 쉽다. 유전체 커버의 예는 석영제의 커버, 또는 세라믹제의 커버이다. 세라믹의 예로는, 알루미나 세라믹이 있다.
제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 금속창(3)은 상기 금속창(3)이 종전계 EV의 영향을 받는다고 하는 사정에 대해서도 개선할 수 있다.
이것은 제 1 실시형태에서는 금속창(3)을, 금속창(3)의 둘레 방향 θ와 교차하는 방향을 따른 선에 의해 분할하는 동시에, 또한, 금속창(3)의 둘레 방향 θ를 따른 선에 의해 2이상으로 분할하는 것에 의해, 분할된 금속창(3)의 하나하나의 사이즈를 더욱 작게 할 수 있기 때문이다.
이것은 제 1 실시형태에서는 금속창(3)을, 금속창(3)의 둘레 방향 θ와 교차하는 방향을 따른 선에 의해서 분할할 뿐만 아니라, 또한, 금속창(3)의 둘레 방향 θ를 따른 선에 의해 2 이상으로 분할하기 때문이다. 즉, 금속창(3)을, 금속창(3)의 둘레 방향 θ와 교차하는 방향을 따른 선에 의해 분할하는 경우에 비해, 또한, 금속창(3)의 둘레 방향 θ를 따른 선에 의해 2 이상으로 분할하므로, 분할된 금속창(3)의 개개의 사이즈를 더욱 작게 할 수 있다.
따라서, 제 1 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 금속창(3)에 의하면, 처리실(5)의 내부에 발생하는 종전계 EV의 영향을 받기 어려워지고, 금속창(3)의 소모나, 플라즈마 소스의 발생 효율의 저하를 억제할 수 있다고 하는 이점에 대해서도 얻을 수 있다.
또한, 분할된 금속창(3)의 평면 사이즈의 가장 긴 곳은 고주파 안테나(11)에 공급되는 고주파 전력의 주파수의 파장 λ의 4분의 1보다도 작게 되는 것이 좋다. 이에 따라, 처리실(5)의 내부에 정재파가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
예를 들면, 고주파 전력의 주파수 f가 13.56㎒인 경우, 파장 λ는 약 22.1m이다(λ=300/f[㎒]). λ/4의 값은 약 5.5m이다. 따라서, 예를 들면, 고주파 안테나(11)에 공급되는 고주파 전력의 주파수 f가 13.56㎒인 경우는 분할된 금속창(3)의 평면 사이즈의 가장 긴 곳은 5.5m 미만으로 하는 것이 좋다.
다음에, 금속창(3)의 다른 예의 몇 개를 설명한다.
(제 1 실시형태: 금속창(3)의 제 2 예)
도 8의 (a)는 금속창(3)의 제 2 예를 도시하는 평면도, 도 8의 (b)는 도 8의 (a)에서 고주파 안테나(11)를 생략한 평면도이다.
도 8의 (a) 및 도 8의 (b)에 도시하는 바와 같이, 제 2 예는 금속창(3)의 둘레 가장자리 부분을 향함에 따라, 금속창(3)의 둘레 방향 θ와 교차하는 방향을 따른 선에 의해 분할되는 분할수를 많게 한 예이다. 본 예에서는 내측 금속창(3a)을, 금속창(3)의 대각선을 따라 내측 금속창(3a1?3a4)으로 4분할한다. 외측 금속창(3b)에 대해서는 금속창(3)의 대각선을 따라 4분할한 후에, 또한 십자형으로 분할한다. 예를 들면, 금속창(3)의 4개의 변에, 시계방향으로 제 1 변? 제 4 변으로 했을 때, 제 1 변의 중심 o1과 제 1 변에 대향하는 제 3 변의 중심 o3을 연결하는 선, 제 2 변의 중심 o2와 제 2 변에 대향하는 제 4 변의 중심 o4를 연결하는 선에 의해 구성되는 십자를 따라, 외측 금속창(3b)을 또한 분할한다. 이렇게 하여, 제 2 예에 따른 외측 금속창(3b)은 외측 금속창(3b1?3b8)으로 8분할되어 있다.
이러한 제 2 예에 의하면, 금속창(3)의 둘레 가장자리 부분을 향함에 따라, 금속창(3)의 둘레 방향 θ와 교차하는 방향을 따른 선에 의해 분할되는 분할수를 많게 하므로, 특히, 외측 금속창(3b)을 더욱 작게 분할할 수 있다고 하는 이점을 얻을 수 있다.
(제 1 실시형태: 금속창(3)의 제 3 예)
도 9의 (a)는 금속창(3)의 제 3 예를 도시하는 평면도, 도 9의 (b) 및 도 9의 (c)는 도 9의 (a)에서 고주파 안테나를 생략한 평면도이다.
제 1, 제 2 예에 따른 금속창(3)에서는 고주파 안테나(11a, 11b)의 평면형상이 환상으로써, 둘레 방향 θ를 따른 선에 의해 2 이상으로 분할된 금속창(3a, 3b)이, 환상의 고주파 안테나(11a, 11b)의 중심에서 금속창(3)의 둘레 가장자리 부분으로 방사상으로 연장하는 선을 따라 분할되는 예를 나타내었다. 그러나, 금속창(3)은, 예를 들면, 환상의 고주파 안테나(11a, 11b)의 중심에서 금속창(3)의 둘레 가장자리 부분으로 방사상으로 연장하는 선을 따라 분할되는 것에 한정되는 것은 아니다.
도 9의 (a)?도 9의 (c)에 도시하는 바와 같이, 제 3 예에 있어서는 외측 금속창(3b)을, 제 1 변의 중심 o1과 제 1 변에 시계방향으로 인접하는 제 2 변의 중심 o2를 연결하는 선, 제 2 변의 중심 o2와 제 2 변에 시계방향으로 인접하는 제 3 변의 중심 o3을 연결하는 선, 제 3 변의 중심 o3과 제 3 변에 시계방향으로 인접하는 제 4 변의 중심 o4를 연결하는 선, 제 4 변의 중심 o4와 제 4 변에 시계방향으로 인접하는 제 1 변의 중심 o1을 연결하는 선을 따라, 또한 분할한다. 이들 선은 도 9의 (c)에 도시하는 바와 같이, 둘레 방향 θ와 교차하는 방향 r3?r6을 따른 선이다. 이와 같이, 제 3 예에 따른 외측 금속창(3b)은 둘레 방향 θ와 교차하는 방향 r3?r6을 따른 선에 의해, 외측 금속창(3b1?3b12)에 12분할되어 있다.
이러한 제 3 예에 있어서도, 상기 제 2 예와 마찬가지의 이점을 얻을 수 있다.
(제 1 실시형태: 금속창(3)의 제 4 예)
도 10의 (a)는 금속창(3)의 제 4 예를 도시하는 평면도, 도 10의 (b)는 도 10의 (a)에서 고주파 안테나를 생략한 평면도이다.
제 1 예?제 3 예에서는 금속창(3)을, 둘레 방향 θ를 따른 선에 의해 2개로 분할하였다. 그러나, 금속창(3)은 둘레 방향 θ를 따른 선에 의해 3 이상으로 분할할 수도 있다.
도 10의 (a), (b)에 도시하는 바와 같이, 제 4 예에 있어서는 금속창(3)을, 둘레 방향 θ를 따른 선에 의해 내측 금속창(3a), 중간 금속창(3b), 외측 금속창(3c)의 3개로 분할되어 있다.
또한, 고주파 안테나(11)는 본 예에서는 환상의 내측 고주파 안테나(11a)와, 환상의 중간 고주파 안테나(11b)와, 환상의 외측 고주파 안테나(11c)를 구비하고 있다. 본 예에서는, 도 10의 (a)에 도시하는 바와 같이, 내측 고주파 안테나(11a)는 내측 금속창(3a)의 위쪽에, 중간 고주파 안테나(11b)는 중간 금속창(3b)의 위쪽에, 외측 고주파 안테나(11c)는 외측 금속창(3c)의 위쪽에 배치된다.
이와 같이 둘레 방향 θ를 따른 선에 의해 3개로 분할된 내측 금속창(3a), 중간 금속창(3b), 외측 금속창(3c)은, 예를 들면, 금속창(3)의 대각선을 따라 우선 4분할된다. 또한, 4 분할된 중간 금속창(3b)은 상기 제 2 예와 마찬가지로 이등분되도록 분할되고, 합계 8 분할된다. 또한, 4 분할된 외측 금속창(3c)은 4 분할된 금속창(3c)의 각각이 또한 3 등분되도록 분할되고, 합계 12 분할된다.
이렇게 하여, 제 4 예에 따른 금속창(3)은 4분할된 내측 금속창(3a1?3a4), 8분할된 중간 금속창(3b1?3b8), 12분할된 외측 금속창(3c1?3c12)을 구비하게 된다.
이러한 제 4 예에 있어서도, 상기 제 1 예?제 3 예과 마찬가지의 이점을 얻을 수 있다.
또한, 금속창(3)의 둘레 방향 θ를 따른 분할수는 금속창(3)의 크기, 고주파 안테나(11)의 수에 따라, 4개, 5개, 6개, …로, 더욱 늘려 가는 것이 가능하다.
(제 2 실시형태)
제 1 실시형태에서는 금속창(3)을, 금속창(3)의 둘레 방향과 교차하는 방향을 따른 선에 의해 분할하고, 이 둘레 방향과 교차하는 방향을 따른 선에 의해 분할된 금속창(3)을, 또한 둘레 방향을 따른 선에 의해 2 이상으로 분할한 예를 나타내었다.
이에 대해, 제 2 실시형태는 금속창(3)을, 금속창(3)의 둘레 방향과 교차하는 방향을 따른 선에 의해 분할하고, 이 둘레 방향과 교차하는 방향을 따른 선에 의해 분할된 금속창(3)을, 이 금속창(3)에 마련된 슬릿에 의해서 2 이상의 영역으로 구분한 예이다.
(제 2 실시형태: 금속창(3)의 제 1 예)
도 11은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치가 구비하는 금속창(3)의 일예를 도시하는 평면도, 도 12의 (a) 및 (b)는 금속창의 분할 및 구분의 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 11?도 12에 도시하는 바와 같이, 제 1 예에 따른 금속창(3)의 평면형상은 직사각형형상이다. 직사각형형상의 금속창(3d?3g)은 금속창(3)의 둘레 방향 θ와 교차하는 방향 r1, r2를 따른 선에 의해 분할되어 있다. 둘레 방향 θ와 교차하는 방향 r1, r2는 본 예에서는 직사각형형상의 금속창(3)의 대각선이다. 이에 따라 금속창(3)은 금속창(3d?3g)으로 4분할된다(특히, 도 12의 (a) 참조).
또한, 금속창(3d?3g)은 각각 금속창(3)에 마련된 슬릿(31)에 의해서 2개의 영역으로 구분되어 있다. 본 예에서는 금속창(3d?3g)에 둘레 방향 θ를 따라 마련되고, 금속창(3d?3g)을 관통하는 슬릿(31)에 의해서, 내측 영역(3d1?3g1)과, 외측 영역(3d2?3g2)으로 구분되어 있다(특히, 도 12의 (b) 참조).
또한, 고주파 안테나(11)는 본 예에서는 환상의 내측 고주파 안테나(11a)와, 환상의 외측 고주파 안테나(11b)를 구비하고 있다. 본 예에서는 내측 고주파 안테나(11a)는 내측 영역(3d1?3g1)의 위쪽에 배치되고, 외측 고주파 안테나(11b)는 외측 영역(3d2?3g2)의 위쪽에 배치된다(특히, 도 11 참조). 구분하는 영역의 수는 필요에 따라 슬릿(31)의 수를 늘리는 것에 의해 3 이상으로 해도 좋다.
이러한 슬릿(31)에 의해서 구분된 금속창(3d1?3g1, 3d2?3g2)에 있어서도, 처리실(5)내에의 정재파 발생을 억제하는 관점에서, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 평면 사이즈의 가장 긴 곳은 고주파 안테나(11)에 공급되는 고주파 전력의 주파수의 파장 λ의 4분의 1보다도 작게 되는 것이 좋다.
도 13은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 안테나실(4)의 부분을 도시하는 단면도이다.
도 13에 도시하는 바와 같이, 슬릿(31)내에 절연체(32)를 마련하고, 슬릿(31)내를 절연체(32)에 의해서, 예를 들면, 매립하도록 해도 좋다.
또한, 제 2 실시형태는 제 1 실시형태에 비해, 분할된 금속창(3) 각각의 사이즈가 커지기 쉽다. 만일, 금속창(3) 사이즈가 크고, 금속창(3)의 변형이 우려되는 경우에는 도 13에 도시하는 바와 같이, 금속창(3)을. 예를 들면, 나사(33)에 의한 나사 고정에 의해, 안테나실(4)의 천벽(4b)으로부터, 이 천벽(4b)과 절연된 상태에서 매달도록 해도 좋다. 본 예에서는 천벽(4b)에, 천벽(4b)을 관통하는 관통 구멍(34)을 형성하고, 이 관통 구멍(34)을 막는 절연체(35)를 천벽(4b)의 상부 외측에 마련한다. 그리고, 관통 구멍(34)의 직경보다도 작은 나사(33)를, 절연체(35)를 거쳐서 관통 구멍(34)에, 천벽(4b)에 접촉하지 않도록 삽입하고, 나사(33)의 선단 부분을 금속창(3)에 나사 고정한다. 이러한 방법으로, 금속창(3)을, 천벽(4b)과 절연된 상태에서 천벽(4b)에 매달고 있다.
이러한 금속창(3)의 둘레 방향 θ를 따라 마련된 슬릿(31)을 가진 금속창(3)을 구비한 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 있어서도, 상기 제 1 실시형태와 마찬가지의 이점을 얻을 수 있다.
또한, 제 2 실시형태에 의하면, 둘레 방향 θ와 교차하는 방향을 따른 선에 의해 분할된 금속창(3d?3g)을 2 이상의 영역으로 구분한다. 이 때문에, 제 1 실시형태에 비해, 금속창(3)의 분할수를 적게 할 수 있다고 하는 이점을 얻을 수 있다. 이 때문에, 제 2 실시형태는 예를 들면, 제 1 실시형태에 비해, 처리하는 피처리 기판 G의 사이즈가 비교적 작은 경우에 유효하다.
(제 2 실시형태: 금속창(3)의 제 2 예)
도 14의 (a)는 금속창(3)의 제 2 예를 도시하는 평면도, 도 14의 (b)는 도 14의 (a)에서 고주파 안테나(11)를 생략한 평면도이다.
제 2 예는 상기 제 1 실시형태의 금속창(3)의 제 2 예에 대응한 예이다.
도 14의 (a), (b)에 도시하는 바와 같이, 제 2 예에 있어서는 금속창(3)의 둘레 방향 θ를 따른 선에 의해 구분된 2이상의 영역이, 둘레 방향 θ와 교차하는 방향을 따라 금속창(3)에 마련된 슬릿(36)에 의해서, 또한 구분되어 있다.
또한, 본 예에서는 둘레 방향 θ와 교차하는 방향을 따라 구분되는 구분수가 금속창(3)의 둘레 가장자리 부분의 영역을 향함에 따라 많아진다. 본 예에서는 외측 영역(3d2?3g2)이, 제 1 변의 중심 o1과 제 1 변에 대향하는 제 3 변의 중심 o3을 연결하는 선, 제 2 변의 중심 o2와 제 2 변에 대향하는 제 4 변의 중심 o4를 연결하는 선을 따라, 금속창(3)에 마련된 슬릿(36)에 의해서, 외측 영역(3d2?3g2)이, 외측 영역(3d21, 3d22, …, 3g21, 3g22)으로 또한 구분되어 있다.
이와 같이, 금속창(3)의 둘레 방향 θ에 교차하는 방향을 따라 마련된 슬릿(36)을 더 가진 금속창(3)을 구비한 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 있어서도, 상기 제 1 실시형태와 마찬가지의 이점을 얻을 수 있다.
또한, 제 2 예에 의하면, 금속창(3)의 둘레 가장자리 부분을 향함에 따라, 금속창(3)의 둘레 방향 θ와 교차하는 방향을 따라 구분되는 구분수를 많게 하므로, 특히, 사이즈가 커져 버리는 외측 영역(3d2?3g2)을, 더욱 작게 구분할 수 있다고 하는 이점을 얻을 수 있다.
(제 2 실시형태: 금속창(3)의 제 3 예)
도 15의 (a)는 금속창(3)의 제 3 예를 도시하는 평면도이고, 도 15의 (b)는 도 15의 (a)에서 고주파 안테나(11)를 생략한 평면도이다.
제 3 예는 상기 제 1 실시형태의 금속창(3)의 제 3 예에 대응한 예이다.
도 15의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 제 3 예에 있어서는 외측 영역(3d2?3g2)이, 제 1 변의 중심 o1과 제 2 변의 중심 o2를 연결하는 선, 제 2 변의 중심 o2와 제 3 변의 중심 o3을 연결하는 선, 제 3 변의 중심 o3과 제 4 변의 중심 o4를 연결하는 선, 제 4 변의 중심 o4와 제 1 변의 중심 o1을 연결하는 선을 따라, 금속창(3)에 마련된 슬릿(37)에 의해서, 외측 영역(3d2?3g2)이, 외측 영역(3d21?3d23, …, 3g21?3g23)으로 더욱 구분되어 있다.
이와 같이 금속창(3)의 둘레 방향 θ에 교차하는 방향은 금속창(3)의 중심에서 방사상으로 연장하는 방향에 한정되는 것은 아니다.
이러한 제 2 실시형태의 제 3 예에 따른 금속창(3)을 구비한 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 있어서도, 상기 제 1 실시형태와 마찬가지의 이점을 얻을 수 있다.
(제 2 실시형태: 금속창(3)의 제 4 예)
도 16의 (a)는 금속창(3)의 제 4 예를 도시하는 평면도, 도 16의 (b)는 도 16의 (a)에서 고주파 안테나(11)를 생략한 평면도이다.
제 4 예는 상기 제 1 실시형태의 금속창(3)의 제 4 예에 대응한 예이다.
제 1 예?제 3 예에서는 금속창(3)을, 슬릿(31)에 의해서 둘레 방향 θ를 따라 2개의 영역으로 구분하였다. 그러나, 금속창(3)은 슬릿(31)에 의해서 둘레 방향 θ를 따라 3 이상의 영역으로 구분할 수도 있다.
도 16의 (a) 및 도 16의 (b)에 도시하는 바와 같이, 제 4 예에 있어서는 금속창(3)을, 내측 영역(3d1?3g1), 중간 영역(3d2?3g2), 외측 영역(3d3?3g3)의 3개의 영역으로 구분되어 있다.
또한, 내측 고주파 안테나(11a)는 내측 영역(3d1?3g1)의 위쪽에, 중간 고주파 안테나(11b)는 중간 영역(3d2?3g2)의 위쪽에, 외측 고주파 안테나(11c)는 외측 영역(3d3?3g3)의 위쪽에 배치된다.
이와 같이 둘레 방향 θ에 따른 선에 의해 3개의 영역으로 구분되고, 또한 둘레 방향 θ에 교차하는 방향에 따른 선에 의해 분할된 금속창(3)을, 금속창(3)에 마련된 슬릿(36)에 의해서 또한 둘레 방향 θ에 교차하는 방향을 따라 2이상의 영역으로 구분한다.
본 예에서는 중간 영역(3d2?3g2)을, 둘레 방향 θ에 교차하는 방향을 따른, 금속창(3)에 마련된 슬릿(36)에 의해서 이등분되도록, 중간 영역(3d21, 3d22)의 두개의 영역으로 구분한다. 또한, 외측 영역(3d3?3g3)을, 둘레 방향 θ에 교차하는 방향을 따라, 금속창(3)에 마련된 슬릿(36)에 의해서 3등분되도록, 외측 영역(3d31?3d33)을 3개의 영역으로 구분한다.
이러한 제 4 예에 있어서도, 상기 제 1 예?제 3 예와 마찬가지의 이점을 얻을 수 있다.
또한, 금속창(3)의 둘레 방향 θ를 따른 구분 수는 금속창(3)의 크기, 고주파 안테나(11)의 수에 따라, 4개, 5개, 6개, …로 더욱 늘려 가는 것이 가능하다.
이러한 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 따른 유도 결합 플라즈마 처리 장치에 의하면, 피처리 기판의 대형화에 대응할 수 있고, 또한, 처리실내에 있어서의 플라즈마 분포의 제어성을 양호하게 하는 것이 가능해진다고 하는 이점을 얻을 수 있다.
또, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고 각종 변형 가능하다.
예를 들면, 고주파 안테나(11)의 구조는 상기 실시형태에 개시한 구조에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 17에 도시하는 바와 같은 소용돌이형상의 고주파 안테나(40)도 이용할 수 있다.
도 17에 도시하는 바와 같이, 소용돌이형상의 고주파 안테나(40)는 그 중심부의 주위에, 중심으로부터 대략 동일 반경위치에서 90°씩 어긋난 위치에 도 1에 도시된 급전 부재(15)에 접속되는 4개의 급전부(41, 42, 43, 44)를 갖고, 이들 각 급전부(41, 42, 43, 44)로부터 2개씩의 안테나선이 외측으로 연장해서 구성된다. 각 안테나선의 종단에는 콘덴서(45)가 접속되고, 각 안테나선은 콘덴서(45)를 거쳐서 접지된다.
이러한 소용돌이형상의 고주파 안테나(40)에 있어서는 안테나선이 밀하게 배치된 개소를 갖는다. 본 예에서는 안테나선이 밀하게 배치된 개소를 내측과 외측에 2개소 갖고 있다. 안테나선이 밀하게 배치된 내측 부분(46a)은 상기 제 1, 제 2 실시형태의 내측 고주파 안테나(11a)에 대응한다. 또한, 안테나선이 밀하게 배치된 외측 개소(46b)는 상기 제 1, 제 2 실시형태의 외측 고주파 안테나(11b)에 대응한다.
또, 고주파 안테나의 구조는 환상, 또는 소용돌이형상에 한정되지 않고, 본체용기내에 유도 전계를 형성할 수 있으면, 어떠한 구조라도 채용할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는 유도 결합 플라즈마 처리 장치의 일예로서 애싱 장치를 예시했지만, 애싱 장치에 한정되지 않고, 에칭이나, CVD 성막 등의 다른 플라즈마 처리 장치에 적용할 수 있다.
또한, 피처리 기판으로서 FPD 기판을 이용했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고 반도체 웨이퍼 등 다른 기판을 처리하는 경우에도 적용 가능하다.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
1; 본체용기, 3; 금속창, 4; 안테나실, 5; 처리실, 6; 지지 선반, 7; 지지 빔, 11; 고주파 안테나, 16; 탑재대, 28; 절연체

Claims (19)

  1. 처리실내의 플라즈마 생성 영역에 유도 결합 플라즈마를 발생시키고, 기판을 플라즈마 처리하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치로서,
    상기 플라즈마 생성 영역에 상기 유도 결합 플라즈마를 발생시키는 고주파 안테나와,
    상기 플라즈마 생성 영역과 상기 고주파 안테나의 사이에 배치되는 금속창을 구비하고,
    상기 금속창이, 이 금속창의 둘레 방향을 따른 선에 의해 2이상으로 서로 전기적으로 절연되어 분할되는 제 1 분할이 되고, 또한 상기 제 1 분할이 된 금속창이, 또한 상기 둘레 방향과 교차하는 방향을 따른 선에 의해 서로 전기적으로 절연되어 분할되는 제 2 분할이 되어 있는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 분할의 분할수는, 상기 제 1 분할이 된 금속창마다 정해지고, 상기 금속창의 둘레 가장자리 부분을 향함에 따라 분할된 금속창의 수가 많아지는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 분할 및 상기 제 2 분할이 된 상기 금속창의 사이즈가, 상기 고주파 안테나에 공급되는 고주파 전력의 파장의 4분의 1보다 작게 되어 있는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 고주파 안테나가, 상기 제 1 분할이 된 금속창 각각에 대응해서 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 고주파 안테나의 평면형상이 소용돌이형상 혹은 환상이며, 상기 둘레 방향과 교차하는 방향에 따른 선에 의한 분할이, 상기 소용돌이형상 혹은 환상의 고주파 안테나의 중심에서 상기 금속창의 둘레 가장자리 부분으로 방사상으로 연장하는 선을 따른 분할인 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 금속창의 평면형상의 외형이 직사각형형상이며, 상기 금속창의 둘레 가장자리 부분으로 방사상으로 연장하는 선이, 상기 금속창의 평면형상의 외형의 대각선인 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  7. 처리실내의 플라즈마 생성 영역에 유도 결합 플라즈마를 발생시키고, 기판을 플라즈마 처리하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치로서,
    상기 플라즈마 생성 영역에 상기 유도 결합 플라즈마를 발생시키는 고주파 안테나와,
    상기 플라즈마 생성 영역과 상기 고주파 안테나의 사이에 배치되는 금속창을 구비하고,
    상기 금속창이, 이 금속창의 둘레 방향과 교차하는 방향을 따른 선에 의해 분할되고, 또한 상기 둘레 방향과 교차하는 방향을 따른 선에 의해 분할된 금속창이, 이 금속창에 마련된 슬릿에 의해서 상기 둘레 방향을 따른 선에 의해 2이상의 영역으로 구분되는 제 1 구분이 되어 있는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 구분이 된 영역이, 또한 상기 둘레 방향과 교차하는 방향을 따른 선에 의해 상기 금속창에 마련된 슬릿에 의해서 구분되는 제 2 구분이 되어 있는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 구분의 구분수는, 상기 제 1 구분이 된 금속창마다 정해지고, 상기 금속창의 둘레 가장자리 부분의 영역을 향함에 따라 구분된 금속창의 수가 많게 되어 있는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 고주파 안테나가, 상기 제 1 구분이 된 영역 각각에 대응해서 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 구분 및 상기 제 2 구분이 된 영역의 사이즈가, 상기 고주파 안테나에 공급되는 고주파 전력의 파장의 4분의 1보다 작게 되어 있는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  12. 제 7 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬릿내에, 절연체가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  13. 제 7 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 고주파 안테나의 평면형상이 소용돌이형상 혹은 환상이며, 상기 둘레 방향과 교차하는 방향을 따른 상기 금속창의 분할이, 상기 소용돌이형상 혹은 환상의 고주파 안테나의 중심에서 상기 금속창의 둘레 가장자리 부분으로 방사상으로 연장하는 선을 따른 분할인 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 금속창의 평면형상이 직사각형형상이고, 상기 금속창의 둘레 가장자리 부분으로 방사상으로 연장하는 선이, 상기 금속창의 대각선인 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  15. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 금속창이, 비자성체이고 도전성인 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  16. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 금속창의 처리실측 표면에, 유전체막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 유전체막이, 양극 산화막 또는 용사 세라믹제인 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  18. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 금속창의 처리실측 표면에, 유전체 커버가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 유전체 커버가, 석영제 또는 세라믹제인 것을 특징으로 하는 유도 결합 플라즈마 처리 장치.
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