KR20200132702A - 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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KR20200132702A
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 배기구 부근의 이상 방전을 억제한다.
(해결 수단) 플라즈마 처리 장치는, 처리 용기, 탑재대, 가스 공급 기구, 배기 기구, 플라즈마 생성 기구, 및 바이어스 전력 공급 기구를 구비한다. 처리 용기는, 기판을 수용한다. 탑재대는, 처리 용기 내에 마련되고, 기판을 탑재한다. 가스 공급 기구는, 처리 용기 내에 처리 가스를 공급한다. 배기 기구는, 배기관을 통해서 처리 용기 내의 가스를 배기한다. 플라즈마 생성 기구는, 처리 용기 내에 공급된 처리 가스를 플라즈마화하는 것에 의해 처리 용기 내에 있어서 플라즈마를 생성한다. 바이어스 전력 공급 기구는, 탑재대에 바이어스용의 고주파 전력을 공급한다. 처리 용기의 벽부에 접속된 배기관의 배기구에는, 도전성의 부재에 의해 구성되고, 접지 전위에 접속된 망 부재가 마련되어 있다. 망 부재에는, 망 부재의 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍이 형성되어 있다. 또한, 각각의 관통 구멍에 있어서, 개구의 폭에 대한 망 부재의 두께의 비는 0.67 이상이다.

Description

플라즈마 처리 장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 개시의 여러 가지의 측면 및 실시형태는, 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조 공정 중에는, 드라이 에칭 등의 플라즈마 처리의 공정이 포함되는 경우가 많다. 플라즈마 처리에서는, 처리 용기 내에 가스가 도입되고, 가스가 고주파 등에 의해 여기되어, 플라즈마화된다. 그리고, 플라즈마에 포함되는 이온이나 라디칼 등에 의해 기판에 에칭 등의 처리가 실시된다. 에칭 등의 처리에 있어서 발생한 반응 부생성물 등은, 휘발성 가스가 되어 처리 용기 내로부터 배기된다.
기판의 위쪽의 처리 공간 내에 있어서 생성된 플라즈마는, 가스의 흐름을 따라, 배기 경로에 침입하는 경우가 있다. 플라즈마가 배기 경로에 침입하면, 배기 경로에 마련되어 있는 배기 장치 등이 플라즈마에 의해 데미지를 받는다. 그 때문에, 배기 경로로의 플라즈마의 침입을 억제하기 위해, 처리 공간과 배기 경로의 사이에 복수의 관통 구멍이 마련된 배플판이 마련되는 경우가 있다. 배플판은, 금속 등으로 구성되고, 접지 전위에 접속된다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 2009-200184호 공보
본 개시는, 배기구 부근의 이상 방전을 억제할 수 있는 플라즈마 처리 장치를 제공한다.
본 개시의 일 측면은, 플라즈마 처리 장치로서, 처리 용기와, 탑재대와, 가스 공급 기구와, 배기 기구와, 플라즈마 생성 기구와, 바이어스 전력 공급 기구를 구비한다. 처리 용기는, 기판을 수용한다. 탑재대는, 처리 용기 내에 마련되고, 기판을 탑재한다. 가스 공급 기구는, 처리 용기 내에 처리 가스를 공급한다. 배기 기구는, 배기관을 통해서 처리 용기 내의 가스를 배기한다. 플라즈마 생성 기구는, 처리 용기 내에 공급된 처리 가스를 플라즈마화하는 것에 의해 처리 용기 내에 있어서 플라즈마를 생성한다. 바이어스 전력 공급 기구는, 탑재대에 바이어스용의 고주파 전력을 공급한다. 처리 용기의 벽부에 접속된 배기관의 배기구에는, 도전성의 부재에 의해 구성되고, 접지 전위에 접속된 망(網) 부재가 마련되어 있다. 망 부재에는, 망 부재의 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍이 형성되어 있다. 또한, 각각의 관통 구멍에 있어서, 개구의 폭에 대한 망 부재의 두께의 비는 0.67 이상이다.
본 개시의 여러 가지의 측면 및 실시형태에 따르면, 배기구 부근의 이상 방전을 억제할 수 있다.
도 1은 본 개시의 제 1 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치의 일례를 나타내는 종단면도이다.
도 2는 본 개시의 제 1 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치의 일례를 나타내는 횡단면도이다.
도 3은 본 개시의 제 1 실시형태에 있어서의 배기 기구의 일례를 나타내는 확대 단면도이다.
도 4는 본 개시의 제 1 실시형태에 있어서의 망 부재의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 5는 관통 구멍의 배치의 일례를 설명하기 위한 확대도이다.
도 6은 본 개시의 제 1 실시형태에 있어서의 망 부재의 일례를 나타내는 확대 단면도이다.
도 7은 관통 구멍의 개구의 형상의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 개시의 제 1 실시형태에 있어서의 실험 결과의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 개시의 제 1 실시형태에 있어서의 실험 결과의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 개시의 제 1 실시형태에 있어서의 실험 결과의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 개시의 제 1 실시형태에 있어서의 실험 결과의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는 관통 구멍과 플라즈마의 관계의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 13은 관통 구멍과 플라즈마의 관계의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 14는 비교예에 있어서의 망 부재의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 15는 비교예에 있어서의 배기 기구의 일례를 나타내는 확대 단면도이다.
도 16은 비교예에 있어서의 실험 결과의 일례를 나타내는 도면이다.
도 17은 망 부재의 깎임량의 일례를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 개시의 제 2 실시형태에 있어서의 배기 기구의 일례를 나타내는 확대 단면도이다.
도 19는 본 개시의 제 2 실시형태에 있어서의 실험 결과의 일례를 나타내는 도면이다.
도 20은 본 개시의 제 2 실시형태에 있어서의 실험 결과의 일례를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 개시의 다른 실시형태에 있어서의 실험 결과의 일례를 나타내는 도면이다.
이하에, 개시되는 플라즈마 처리 장치의 실시형태에 대하여, 도면에 근거하여 상세하게 설명한다. 또, 이하의 실시형태에 의해, 개시되는 플라즈마 처리 장치가 한정되는 것이 아니다.
그런데, 플라즈마 처리에 있어서, 처리 용기 내의 압력이 높아지거나, 기판이 탑재되는 탑재대에 공급되는 고주파 바이어스의 전력이 커지면, 배기구 부근에 있어서, 배플판의 관통 구멍에 플라즈마가 침입하는 이상 방전이 발생하기 쉬워진다. 이상 방전이 발생하면, 기판 근방에 있어서의 플라즈마의 상태가 변동하고, 기판에 대하여 안정적인 플라즈마 처리를 실시하는 것이 어려워진다.
그래서, 본 개시는, 배기구 부근의 이상 방전을 억제할 수 있는 기술을 제공한다.
(제 1 실시형태)
[플라즈마 처리 장치(1)의 구성]
도 1은 본 개시의 제 1 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치(1)의 일례를 나타내는 종단면도이다. 도 2는 본 개시의 제 1 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치(1)의 일례를 나타내는 횡단면도이다. 도 1에 예시된 플라즈마 처리 장치(1)의 A-A 단면이 도 2에 대응하고, 도 2에 예시된 플라즈마 처리 장치(1)의 B-B 단면이 도 1에 대응한다. 본 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치(1)는, 유도 결합 플라즈마(ICP)를 생성하고, 생성된 플라즈마를 이용하여, 직사각형 형상의 기판 G에 대하여, 에칭이나 애싱, 성막 등의 플라즈마 처리를 실시한다. 본 실시형태에 있어서, 기판 G는, 예컨대 FPD(Flat Panel Display)용의 유리 기판이다.
플라즈마 처리 장치(1)는, 본체(10) 및 제어 장치(20)를 갖는다. 본체(10)는, 예컨대, 내벽면이 양극 산화 처리된 알루미늄 등의 도전성 재료에 의해 형성된 각기둥 형상의 기밀의 처리 용기(101)를 갖는다. 처리 용기(101)는 접지되어 있다. 처리 용기(101)는, 유전체 벽(102)에 의해 상하로 구획되어 있고, 유전체 벽(102)의 상면 쪽이, 안테나가 수용되는 안테나실(103)로 되어 있고, 유전체 벽(102)의 하면 쪽이, 플라즈마가 생성되는 처리실(104)로 되어 있다. 유전체 벽(102)은 Al2O3 등의 세라믹스 또는 석영 등으로 구성되어 있고, 처리실(104)의 천정벽을 구성한다.
처리 용기(101)에 있어서의 안테나실(103)의 측벽(103a)과 처리실(104)의 측벽(104a)의 사이에는 안쪽으로 돌출하는 지지 선반(105)이 마련되어 있다. 유전체 벽(102)은, 지지 선반(105)에 의해 지지되어 있다.
유전체 벽(102)의 아래쪽 부분에는, 처리 가스를 처리실(104) 내에 공급하기 위한 샤워 하우징(111)이 끼워져 있다. 샤워 하우징(111)은, 예컨대, 빔 형상으로 구성되고, 복수의 서스펜더(도시하지 않음)에 의해 안테나실(103)의 천정으로부터 매달린 상태로 되어 있다.
샤워 하우징(111)은, 예컨대 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄 등의 도전성 재료로 구성되어 있다. 샤워 하우징(111)의 내부에는 수평 방향으로 연장되는 가스 확산실(112)이 형성되어 있다. 가스 확산실(112)에는, 아래쪽으로 향해 연장되는 복수의 가스 토출 구멍(112a)이 연통하고 있다.
유전체 벽(102)의 상면 대략 중앙에는, 샤워 하우징(111)의 가스 확산실(112)에 연통하도록 가스 공급관(121)이 마련되어 있다. 가스 공급관(121)은, 안테나실(103)의 천정으로부터 처리 용기(101)의 외부로 관통하고, 가스 공급 기구(120)에 접속되어 있다.
가스 공급 기구(120)는, 가스 공급원, MFC(Mass Flow Controller) 등의 유량 제어기, 및 밸브를 갖는다. 유량 제어기는, 밸브가 열린 상태에서, 가스 공급원으로부터 공급된 처리 가스의 유량을 제어하고, 유량이 제어된 처리 가스를 가스 공급관(121)에 공급한다. 처리 가스는, 예컨대, O2 가스나, O2 가스와 CF4 가스의 혼합 가스 등이다.
가스 공급 기구(120)로부터 공급된 처리 가스는, 가스 공급관(121)을 거쳐서, 샤워 하우징(111) 내의 가스 확산실(112)에 공급되고, 가스 확산실(112) 내에서 확산된다. 그리고, 가스 확산실(112) 내에서 확산된 처리 가스는, 샤워 하우징(111)의 하면의 가스 토출 구멍(112a)으로부터 처리실(104) 내의 공간에 토출된다.
안테나실(103) 내에는, 안테나(113)가 배치되어 있다. 안테나(113)는, 구리 등의 도전성이 높은 금속에 의해 형성된 안테나선(113a)을 갖는다. 안테나선(113a)은, 고리 형상이나 소용돌이 형상 등의 임의의 형상으로 형성된다. 안테나(113)는 절연 부재로 구성된 스페이서(117)에 의해 유전체 벽(102)으로부터 이간하고 있다.
안테나선(113a)의 단자(118)에는, 안테나실(103)의 위쪽으로 연장되는 급전 부재(116)의 일단이 접속되어 있다. 급전 부재(116)의 타단에는, 급전선(119)의 일단이 접속되어 있고, 급전선(119)의 타단에는, 정합기(114)를 거쳐서 고주파 전원(115)이 접속되어 있다. 고주파 전원(115)은, 정합기(114), 급전선(119), 급전 부재(116), 및 단자(118)를 거쳐서, 안테나(113)에, 예컨대 13.56㎒의 주파수의 고주파 전력을 공급한다. 이것에 의해, 안테나(113)의 아래쪽에 있는 처리실(104) 내에 유도 전계가 형성된다. 처리실(104) 내에 형성된 유도 전계에 의해, 샤워 하우징(111)으로부터 공급된 처리 가스가 플라즈마화되고, 처리실(104) 내에 유도 결합 플라즈마가 생성된다. 고주파 전원(115) 및 안테나(113)는, 플라즈마 생성 기구의 일례이다.
처리실(104) 내의 저벽(104b)에는, 절연성 부재에 의해 직사각형 형상으로 형성된 스페이서(126)를 사이에 두고, 기판 G를 탑재하는 탑재대(130)가 배치되어 있다. 탑재대(130)는, 스페이서(126)의 위에 마련된 기재(131)와, 절연성 부재로 형성되고, 기재(131)의 측벽을 덮는 보호 부재(132)를 갖는다. 기재(131)는 기판 G의 형상에 대응한 직사각형 형상을 이루고, 탑재대(130)의 전체가 사각판 형상 또는 사각기둥 형상으로 형성되어 있다. 스페이서(126) 및 보호 부재(132)는, 알루미나 등의 절연성 세라믹스로 구성되어 있다. 또한, 기재(131)의 상면에 있어서 기판 G를 탑재하는 탑재면에는 기판 G를 유지하기 위한 정전 척(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 플라즈마 처리가 행하여지고 있는 동안, 기판 G는 탑재대(130)에 고정된다.
기재(131)에는, 급전선(151)을 거쳐서 정합기(152) 및 고주파 전원(153)이 접속되어 있다. 고주파 전원(153)은, 정합기(152) 및 급전선(151)을 거쳐서 기재(131)에, 바이어스용의 고주파 전력을 공급한다. 고주파 전원(153)은, 바이어스 전력 공급 기구의 일례이다. 급전선(151) 및 정합기(152)를 거쳐서 기재(131)에 바이어스용의 고주파 전력이 공급되는 것에 의해, 기재(131)의 위쪽에 배치된 기판 G에 이온이 끌어들여진다. 고주파 전원(153)에 의해 기재(131)에 공급되는 고주파 전력의 주파수는, 예컨대 50㎑~10㎒의 범위의 주파수이고, 예컨대 6㎒이다.
기재(131)에는, 기판 G와 정전 척의 사이에 예컨대 He 가스 등의 전열 가스를 공급하기 위한 배관(133)이 마련되어 있다. 정전 척에 의해 기판 G가 유지되어 있기 때문에, 전열 가스에 의해 기판 G와 정전 척의 사이에 소정의 압력을 걸 수 있다. 배관(133)을 거쳐서 기판 G와 기재(131)의 사이에 공급되는 전열 가스의 압력이 제어되는 것에 의해, 기재(131)와 기판 G의 사이의 열의 전달량이 조절된다. 또, 탑재대(130)의 기재(131) 내에는, 기판 G의 온도를 제어하기 위한 온도 조절 기구 및 온도 센서(모두 도시하지 않음)가 마련되어 있다. 또한, 탑재대(130)에는, 기판 G의 수수를 행하기 위한 복수의 승강 핀(도시하지 않음)이 기재(131)의 상면에 대하여 돌출 가능하게 마련되어 있다.
처리실(104)의 측벽(104a)에는, 기판 G를 반입 및 반출하기 위한 개구(155)가 마련되어 있고, 개구(155)는 게이트 밸브 V에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 게이트 밸브 V가 열리는 것에 의해, 개구(155)를 거쳐서 기판 G의 반입 및 반출이 가능하게 된다.
처리실(104)의 측벽(104a)과 탑재대(130)의 사이에는, 예컨대 도 2에 나타내어지는 바와 같이, 처리실(104) 내를 처리 공간(106a)과 배기 공간(106b)으로 칸막이하는 4매의 칸막이 부재(158)가 마련되어 있다. 칸막이 부재(158)는, 개구부를 갖지 않는 직사각형의 판 형상의 부재이다. 칸막이 부재(158)는, 예컨대 금속 등의 도전성 재료에 의해 형성된다. 1개의 칸막이 부재(158)는, 탑재대(130)의 측면의 1개와 처리실(104)의 측벽(104a)의 사이에 마련되어 있다. 각각의 칸막이 부재(158)는, 처리실(104)의 측벽(104a)을 거쳐서 접지되어 있다.
인접하는 칸막이 부재(158)의 사이에는, 예컨대 도 2에 나타내어지는 바와 같이, 처리 공간(106a)으로부터 배기 공간(106b)으로 가스가 유통하는 개구(157)가 형성되어 있다. 도 2의 예에서는, 각각의 개구(157)는, 평면도로 볼 때 대략 직사각형 형상의 탑재대(130)의 네 모퉁이에 존재하고 있다.
처리실(104)의 벽부에는, 복수의 배기구(159)가 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 복수의 배기구(159)가 형성되는 벽부는, 처리실(104)의 저벽(104b)이다. 각각의 배기구(159)에는 배기 기구(160)가 마련되어 있다. 배기 기구(160)는, 배기구(159)에 접속된 배기관(161)과, 개방도를 조정하는 것에 의해 처리실(104) 내의 압력을 제어하는 APC(Auto Pressure Controller) 밸브(162)와, 처리실(104) 내를 배기하기 위한 진공 펌프(163)를 갖는다. 진공 펌프(163)에 의해 처리실(104) 내가 배기되고, APC 밸브(162)의 개방도가 조정되는 것에 의해, 처리실(104) 내의 압력이 소정의 압력으로 유지된다.
제어 장치(20)는, 메모리, 프로세서, 및 입출력 인터페이스를 갖는다. 제어 장치(20) 내의 프로세서는, 제어 장치(20) 내의 메모리에 저장된 프로그램을 읽어내어 실행하는 것에 의해, 제어 장치(20)의 입출력 인터페이스를 거쳐서 본체(10)의 각 부를 제어한다.
[배기 기구(160)의 상세]
도 3은 본 개시의 제 1 실시형태에 있어서의 배기 기구(160)의 일례를 나타내는 확대 단면도이다. 배기 기구(160)는, 배기관(161), APC 밸브(162), 진공 펌프(163), 이물 혼입 방지망(164), 및 망 부재(30)를 갖는다. 이물 혼입 방지망(164)은, 예컨대 스테인리스강을 주성분으로 하는 금속에 의해 구성되고, 진공 펌프(163) 내로의 이물의 침입을 방지한다.
망 부재(30)는, 처리실(104)의 저벽(104b)에 형성된 배기구(159) 부근에 배치된다. 망 부재(30)는, 알루미늄 또는 스테인리스강을 주성분으로 하는 금속에 의해 판 형상으로 형성되어 있다. 망 부재(30)는, 배기관(161)에 의해 지지되어 있다. 배기관(161)은, 금속에 의해 구성되어 있고, 저벽(104b)을 거쳐서 접지되어 있다. 따라서, 망 부재(30)는, 배기관(161) 및 저벽(104b)을 거쳐서 접지되어 있다.
도 4는 본 개시의 제 1 실시형태에 있어서의 망 부재(30)의 일례를 나타내는 평면도이다. 망 부재(30)에는, 망 부재(30)의 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍(31)이 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 각각의 관통 구멍(31)의 개구의 형상은, 원형이다. 이것에 의해, 관통 구멍(31)의 개구에 있어서, 전계의 집중을 억제할 수 있다. 또, 각각의 관통 구멍(31)의 개구의 형상은, 진원(true circle)형인 것이 이상적이기는 하지만, 진원형이 다소 편평하게 변형된 타원이나 긴원 등의 형상이더라도 좋다.
도 5는 관통 구멍(31)의 배치의 일례를 설명하기 위한 확대도이다. 본 실시형태에 있어서, 복수의 관통 구멍(31)은, 인접하는 3개의 관통 구멍(31)의 각각의 개구의 중심 O가, 예컨대 도 5에 나타내어지는 바와 같이, 정삼각형의 3개의 꼭짓점 중 어느 하나의 위치가 되도록 배치되어 있다. 이와 같은 관통 구멍(31)의 배치는, 60° 격자 배치라고도 불린다. 이것에 의해, 망 부재(30)에 관통 구멍(31)을 효율적으로 다수 배치할 수 있고, 배기 컨덕턴스를 올릴 수 있다. 또, 개구의 형상이 타원형이나 긴원인 경우에는, 인접하는 3개의 관통 구멍(31)의 중심 O는 정삼각형이 아닌 이등변삼각형을 형성하게 된다.
도 6은 본 개시의 제 1 실시형태에 있어서의 망 부재(30)의 일례를 나타내는 확대 단면도이다. 망 부재(30)의 두께를 Tn[㎜], 관통 구멍(31)의 개구의 폭을 W[㎜]로 한 경우, 관통 구멍(31)의 애스팩트 비(aspect ratio)를 R=Tn/W로 정의한다. 본 실시형태에 있어서의 관통 구멍(31)의 개구의 형상은 원형이기 때문에, 관통 구멍(31)의 개구의 폭 W는, 원형의 개구의 직경이다. 본 실시형태에 있어서의 관통 구멍(31)의 애스팩트 비 R은, 0.67 이상이다.
또, 관통 구멍(31)의 개구의 형상이 타원 또는 긴원 형상인 경우, 후술하는 관통 구멍과 플라즈마의 관계에 근거하여, 가장 좁은 부분의 폭을, 관통 구멍(31)의 개구의 폭 W로 정의한다. 예컨대, 관통 구멍(31)의 개구의 형상이 타원인 경우, 관통 구멍(31)의 개구의 폭 W는, 타원의 개구의 짧은 지름이다. 또한, 관통 구멍(31')의 개구의 형상이, 예컨대 도 7에 나타내어지는 바와 같은 긴원 형상인 경우, 관통 구멍(31')의 개구의 폭 W는, 개구의 폭 중 좁은 쪽의 폭이다. 도 7은 관통 구멍(31')의 개구의 형상의 다른 예를 나타내는 도면이다.
배기구(159)에, 소정의 애스팩트 비의 관통 구멍(31)이 형성된 망 부재(30)가 마련되는 것에 의해, 관통 구멍(31) 내로의 플라즈마의 침입이 억제되고, 관통 구멍(31) 내에서의 이상 방전이 억제된다. 이것에 의해, 처리 공간(106a) 내에서의 플라즈마 처리를 안정화할 수 있다.
[실험 결과]
도 8~도 11은 본 개시의 제 1 실시형태에 있어서의 실험 결과의 일례를 나타내는 도면이다. 도 8~도 10에 예시된 실험 결과에서는, 두께 Tn 및 관통 구멍(31)의 개구의 폭 W가 상이한 망 부재(30)를 이용한 경우의 이상 방전의 관측 결과가 나타나 있다. 도 8~도 10에 예시된 실험 결과에서는, 처리실(104) 내의 압력, 및, 기재(131)에 공급되는 고주파 바이어스의 전력의 조합마다, 처리 공간(106a) 내에서 O2 가스의 플라즈마가 생성된 경우의 배기구(159) 부근에서의 이상 방전의 유무가 관측되었다. 또, 이상 방전의 유무의 관측은, 관통 구멍(31)에 있어서의 발광의 유무에 의해 행하여진다. 즉, 관통 구멍(31)에 발광이 관측된 경우, 이상 방전이 발생했다고 판단된다.
도 8에서는, 두께 Tn이 5㎜, 관통 구멍(31)의 개구의 폭 W가 5㎜, 애스팩트 비 R이 1.0인 망 부재(30)가 이용되었다. 도 9에서는, 두께 Tn이 3㎜, 관통 구멍(31)의 개구의 폭 W가 4㎜, 애스팩트 비 R이 0.75인 망 부재(30)가 이용되었다. 도 10에서는, 두께 Tn이 2㎜, 관통 구멍(31)의 개구의 폭 W가 3㎜, 애스팩트 비 R이 약 0.67인 망 부재(30)가 이용되었다.
또한, 도 11에는, 두께 Tn이 5㎜, 관통 구멍(31)의 개구의 폭 W가 5㎜인 망 부재(30)를 이용하여, 처리 공간(106a) 내에서 CF4 가스 및 O2 가스를 포함하는 혼합 가스의 플라즈마가 생성된 경우의 이상 방전의 관측 결과가 나타나 있다. 도 8~도 11에 있어서, "○"는, 어떤 관통 구멍(31)에 있어서도 이상 방전이 관측되지 않은 것을 나타내고, "×"는, 적어도 어느 하나의 관통 구멍(31)에 있어서 이상 방전이 관측된 것을 나타낸다.
도 8~도 10을 참조하면, 압력 및 고주파 바이어스의 전력이 커질수록, 이상 방전이 발생하기 쉬워지는 경향을 볼 수 있다. 도 8~도 10에 예시된 어떤 경우에 있어서도, 압력 및 고주파 바이어스의 전력의 대부분의 조합에 있어서, 이상 방전이 관측되지 않았다.
또한, 예컨대 도 11에 나타내어지는 바와 같이, 압력 및 고주파 바이어스의 전력이 커질수록 이상 방전이 발생하기 쉬워지는 경향은, 가스 종류가 바뀌더라도 관측되었다. 또한, 도 11에 예시된 실험 결과에 있어서도, 압력 및 고주파 바이어스의 전력의 대부분의 조합에 있어서, 이상 방전이 관측되지 않았다.
도 12~도 13은 관통 구멍(31)과 플라즈마(51)의 관계의 일례를 설명하기 위한 모식도이다. 플라즈마가 생성된 경우, 접지된 금속인 망 부재(30)의 주위에는, 두께 Ts의 시스 영역(50)이 형성된다. 시스 영역(50)의 두께 Ts의 2배보다, 관통 구멍(31)의 개구의 폭 W가 큰 경우, 예컨대 도 12에 나타내어지는 바와 같이, 플라즈마(51)가 관통 구멍(31) 내에 침입하고, 이상 방전이 되어 플라즈마가 불안정하게 된다. 그 결과, 본래 플라즈마가 안정적으로 생성되어야 할 개소에서 충분한 플라즈마가 생성되지 않고, 기판 G의 처리에 나쁜 영향을 미친다.
한편, 예컨대 도 13에 나타내어지는 바와 같이, 관통 구멍(31)의 개구의 폭 W가, 시스 영역(50)의 두께 Ts의 2배 이하인 경우, 플라즈마(51)는 관통 구멍(31) 내에 침입하지 않고, 이상 방전은 발생하지 않는다.
또한, 관통 구멍(31)의 개구의 폭 W가 시스 영역(50)의 두께 Ts의 2배보다 조금 큰 경우이더라도, 가상의 양측의 시스 영역에 끼워진 공간이 데바이 길이(Debye length)와 동등 이하인 경우에는 플라즈마는 벌크의 상태를 유지하는 것이 어려워진다. 그 때문에, 플라즈마는 관통 구멍(31)에 침입하기 어려워진다. 또한, 망 부재(30)의 두께 Tn이 큰 경우에는, 플라즈마로부터의 하전 입자의 통과도 곤란해지기 때문에, 관통 구멍(31)의 아래쪽에 있어서도 플라즈마가 발생하기 어려워진다. 따라서, 망 부재(30)의 관통 구멍(31)의 애스팩트 비 R이 소정치 이상이면, 관통 구멍(31) 내에 플라즈마(51)가 침입하지 않고, 이상 방전은 발생하지 않는다고 생각된다.
[비교예]
다음으로 비교예에 대하여 설명한다. 도 14는 비교예에 있어서의 망 부재(40)의 일례를 나타내는 평면도이다. 망 부재(40)는, 알루미늄 등의 금속에 의해 판 형상으로 형성되어 있다. 망 부재(40)에는, 망 부재(40)의 두께 방향으로 관통하는 복수의 슬릿(41)이 형성되어 있다. 각각의 슬릿(41)은, 개구가 가늘고 긴 형상이다. 슬릿(41)의 개구의 긴 방향의 길이는 수 ㎜로부터 수십 ㎜이고, 예컨대 80㎜이다. 슬릿(41)의 개구의 짧은 방향의 길이는 3.6㎜이다. 따라서, 슬릿(41)의 폭 W는, 3.6㎜이다. 또한, 망 부재(40)의 두께 Tn은 2㎜이다. 따라서, 각각의 슬릿(41)의 애스팩트 비 R은, 짧은 방향에 있어서는 0.56, 긴 방향에 있어서는 0.025이다. 또, 이상 방전의 억제의 평가에는, 짧은 방향의 애스팩트 비가 슬릿의 애스팩트 비로서 채용된다.
도 15는 비교예에 있어서의 배기 기구(160')의 일례를 나타내는 확대 단면도이다. 비교예에 있어서의 배기 기구(160')에서는, 배기구(159) 부근에 망 부재(40) 및 망 부재(43)가 마련되어 있고, 종래 기술의 대표적인 구성이다. 망 부재(40)는, 배기관(161)의 개구부에 마련되어 있고, 배기관(161) 및 저벽(104b)을 거쳐서 접지되어 있다. 망 부재(43)는, 망 부재(40)와는 상이한 구조이고, 4.2㎜ 폭의 개구(44)가 0.8㎜ 간격으로 배치된, 두께 0.8㎜의 부재이다. 망 부재(43)는, 절연 부재(42)를 통해서 배기구(159) 내에 배치되어 있다. 망 부재(43)는, 전기적으로 플로팅 상태로 되어 있다. 그 외의 배기 기구(160)의 구조는, 도 3에 있어서 설명된 배기 기구(160)의 구조와 마찬가지이다.
도 16은 비교예에 있어서의 실험 결과의 일례를 나타내는 도면이다. 도 16에는, 처리실(104) 내의 압력, 및, 기재(131)에 공급되는 고주파 바이어스의 전력의 조합마다, 처리 공간(106a) 내에서 O2 가스의 플라즈마가 생성된 경우의 이상 방전의 관측 결과가 나타나 있다. 비교예에서는, 도 16에 예시되는 바와 같이, 실험에서 이용된 압력 및 고주파 바이어스의 전력의 거의 모든 조합에 있어서 이상 방전이 관측되었다.
이것에 비하여, 본 실시형태에 있어서의 망 부재(30)가 이용된 경우, 예컨대 도 8~도 11의 실험 결과로부터 분명하듯이, 실험에서 이용된 압력 및 고주파 바이어스의 전력의 조합에 있어서 이상 방전은 거의 관측되지 않았다. 따라서, 본 실시형태에 있어서의 망 부재(30)를 이용하는 것에 의해, 관통 구멍(31) 내에서의 이상 방전을 억제할 수 있고, 처리 공간(106a) 내에서의 플라즈마 처리를 안정화할 수 있다.
여기서, 망 부재(30)의 표면은, 부식성의 가스에 노출되는 경우가 있기 때문에, 망 부재(30)는, 부식성의 가스에 대하여 어느 정도의 내성을 갖는 금속에 의해 구성되는 것이 바람직하다. 부식성의 가스에 대하여 어느 정도의 내성을 갖는 금속은, 예컨대, 스테인리스강, 니켈, 또는 니켈 합금 등이다. 니켈 합금으로서는, 하스텔로이(등록상표)를 이용할 수 있다.
또한, 망 부재(30)는, 플라즈마로부터의 입열에 의해 온도가 상승하는 경우가 있다. 망 부재(30)의 열전도율이 낮으면, 망 부재(30) 내에서의 온도 구배가 커지고, 망 부재(30)가 열변형하는 경우가 있다. 망 부재(30)가 열변형에 의해 휘거나 하면, 망 부재(30)와 배기관(161)의 접촉 영역이 적어지고, 망 부재(30)의 전위와 접지 전위의 사이에 전위차가 생기는 경우가 있다. 망 부재(30)의 전위와 접지 전위의 사이에 전위차가 생기면, 플라즈마와 망 부재(30)의 전위차가 감소하기 때문에, 망 부재(30)의 주위에 발생하는 시스 영역(50)의 두께가 감소하고, 관통 구멍(31) 내에 플라즈마(51)가 침입하기 쉬워진다.
스테인리스강이나 니켈 합금의 열전도율은, 10~30W/mㆍK 정도이다. 열변형에 의한 이상 방전의 발생을 억제하기 위해서는, 열전도율이 200W/mㆍK 이상인 금속 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 알루미늄의 열전도율은, 236W/mㆍK이기 때문에, 망 부재(30)는, 예컨대 알루미늄을 주성분으로 하는 금속으로 형성되는 것이 바람직하다.
단, 알루미늄은, 할로겐계의 원소를 포함하는 부식성 가스에 의해 부식되기 쉽다. 그 때문에, 망 부재(30)가, 예컨대 알루미늄을 주성분으로 하는 금속으로 형성된 경우, 망 부재(30)의 표면은, 부식성 가스에 대하여 부식성이 낮은 내부식성 재료에 의해 코팅되는 것이 바람직하다.
도 17은 망 부재(30)의 깎임량의 일례를 나타내는 도면이다. 도 17의 실험에서는, Cl2 가스 및 BCl3 가스의 혼합 가스(Cl2 : BCl3 = 2 : 1)를 이용한 플라즈마가 생성된 경우의 망 부재(30)의 깎임량이 측정되었다. 알루미늄으로 구성된 망 부재(30)의 표면을 알루마이트 처리하는 것에 의해, 망 부재(30)의 표면에 40㎛의 두께의 Al2O3막이 형성된 경우, 망 부재(30)의 깎임량은 101Å/min이었다. 또한, 알루미늄으로 구성된 망 부재(30)의 표면에 세라믹스의 용사를 행하는 것에 의해, 망 부재(30)의 표면에 200㎛의 두께의 Y2O3막이 형성된 경우, 망 부재(30)의 깎임량은 70Å/min이었다. 또한, 알루미늄으로 구성된 망 부재(30)의 표면에 복합 산화물을 이용한 디핑을 행하는 것에 의해, 망 부재(30)의 표면에 50㎛의 두께의 Cr2O3/Al2O3/SiO2막이 형성된 경우, 망 부재(30)의 깎임량은 159Å/min이었다.
한편, 알루미늄으로 구성된 망 부재(30)에 대하여 표면 처리가 행하여지지 않은 경우, 망 부재(30)의 깎임량은 2347Å/min이었다. 또, 스테인리스강으로 구성된 망 부재(30)에 대하여 표면 처리가 행하여지지 않은 경우, 망 부재(30)의 깎임량은 26Å/min이었다.
도 17의 실험 결과로부터, 예컨대 알루미늄을 주성분으로 하는 금속 재료로 형성된 경우, 망 부재(30)의 표면은, 부식성 가스에 대하여 부식성이 낮은 내부식성 재료에 의해 코팅되는 것이 바람직하다. 망 부재(30)의 표면에 코팅되는 내부식성 재료는, 예컨대, Al2O3, Y2O3, 및 Cr2O3/Al2O3/SiO2 등을 들 수 있다.
이상, 제 1 실시형태에 대하여 설명했다. 상기한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치(1)는, 처리 용기(101)와, 탑재대(130)와, 가스 공급 기구(120)와, 배기 기구(160)와, 고주파 전원(115)과, 안테나(113)와, 고주파 전원(153)을 구비한다. 처리 용기(101)는, 기판 G를 수용한다. 탑재대(130)는, 처리 용기(101) 내에 마련되고, 기판 G를 탑재한다. 가스 공급 기구(120)는, 처리 용기(101) 내에 처리 가스를 공급한다. 배기 기구(160)는, 배기관(161)을 거쳐서 처리 용기(101) 내의 가스를 배기한다. 고주파 전원(115) 및 안테나(113)는, 처리 용기(101) 내에 공급된 처리 가스를 플라즈마화하는 것에 의해 처리 용기(101) 내에 있어서 플라즈마를 생성한다. 고주파 전원(153)은, 탑재대(130)에 바이어스용의 고주파 전력을 공급한다. 처리 용기(101)의 벽부에 접속된 배기관(161)의 배기구(159)에는, 도전성의 부재에 의해 구성되고, 접지 전위에 접속된 망 부재(30)가 마련되어 있다. 망 부재(30)에는, 망 부재(30)의 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍(31)이 형성되어 있다. 또한, 각각의 관통 구멍(31)에 있어서, 개구의 폭 W에 대한 망 부재(30)의 두께 Tn의 비는 0.67 이상이다. 이것에 의해, 배기구(159) 부근의 이상 방전을 억제할 수 있다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서, 각각의 관통 구멍(31)의 개구의 형상은, 원형이고, 관통 구멍(31)의 개구의 폭 W는, 개구의 직경이다. 각각의 관통 구멍(31)의 개구의 형상이 원형인 것에 의해, 관통 구멍(31)의 개구 부근에서의 전계의 집중을 억제할 수 있다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서, 각각의 관통 구멍(31)의 개구의 직경은, 플라즈마에 의해 망 부재(30)의 주위에 형성되는 시스의 두께의 2배 이하이다. 이것에 의해, 망 부재(30)의 관통 구멍(31) 내로의 플라즈마의 침입을 억제할 수 있고, 관통 구멍(31) 내에서의 이상 방전을 억제할 수 있다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서, 각각의 관통 구멍(31)의 개구의 직경은, 5㎜ 이하이다. 이것에 의해, 망 부재(30)의 관통 구멍(31) 내로의 플라즈마의 침입을 억제할 수 있고, 관통 구멍(31) 내에서의 이상 방전을 억제할 수 있다.
또한, 상기한 실시형태의 망 부재(30)에 있어서, 인접하는 3개의 관통 구멍(31)은, 각각의 관통 구멍(31)의 개구의 중심이, 정삼각형의 3개의 꼭짓점 중 어느 하나의 위치가 되도록 배치되어 있다. 이것에 의해, 망 부재(30)에 관통 구멍(31)을 다수 배치할 수 있고, 배기 컨덕턴스를 올릴 수 있다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서, 망 부재(30)는, 스테인리스강, 니켈, 또는 니켈 합금이다. 이것에 의해, 부식성 가스를 이용한 플라즈마 처리가 행하여진 경우에도, 부식성 가스에 의한 망 부재(30)로의 데미지를 저감할 수 있다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서, 망 부재(30)는, 열전도율이 200W/mㆍK 이상인 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 예컨대, 망 부재(30)는, 알루미늄을 주성분으로 하는 금속으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 망 부재(30)의 열변형을 억제할 수 있고, 관통 구멍(31) 내로의 플라즈마(51)의 침입을 억제할 수 있다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서, 망 부재(30)의 표면은, 망 부재(30)를 구성하는 금속보다 부식성 가스에 대하여 부식성이 낮은 내부식성 재료에 의해 코팅되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 부식성 가스를 이용한 플라즈마 처리가 행하여진 경우에도, 부식성 가스에 의한 망 부재(30)로의 데미지를 저감할 수 있다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서, 배기구(159)가 형성된 벽부는, 처리 용기(101)의 저벽(104b)이다. 이것에 의해, 처리 용기(101) 내의 가스를 효율적으로 배기할 수 있다.
(제 2 실시형태)
제 1 실시형태에 있어서의 배기 기구(160)에서는, 배기구(159) 부근에 1개의 망 부재(30)가 마련되었다. 이것에 비하여, 제 2 실시형태에 있어서의 배기 기구(160)에서는, 배기구(159) 부근에, 한쪽이 접지되고, 다른 쪽이 전기적으로 플로팅 상태가 된 2개의 망 부재(30) 및 망 부재(33)가 마련되는 점이, 제 1 실시형태에 있어서의 배기 기구(160)와는 상이하다. 또, 제 2 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치(1)의 그 외의 구성에 대해서는, 이하에 설명하는 점을 제외하고, 제 1 실시형태에 있어서의 배기 기구(160)와 마찬가지이기 때문에, 중복하는 설명을 생략한다.
도 18은 본 개시의 제 2 실시형태에 있어서의 배기 기구(160)의 일례를 나타내는 확대 단면도이다. 본 실시형태에 있어서의 배기 기구(160)에서는, 배기구(159) 부근에 망 부재(30) 및 망 부재(33)가 마련되어 있다. 망 부재(30)는, 배기관(161)의 개구부에 마련되어 있고, 배기관(161) 및 저벽(104b)을 거쳐서 접지되어 있다. 망 부재(33)는, 망 부재(30)와는 상이한 구조이고, 망 부재(43)와 동일하게, 4.2㎜ 폭의 개구가 0.8㎜ 간격으로 배치된, 두께 0.8㎜의 부재이다. 망 부재(33)는, 망 부재(30)의 근방에 망 부재(30)를 사이에 두고 배기관(161)의 반대쪽에 마련되어 있다. 망 부재(33)는, 절연 부재(32)를 통해서 배기구(159) 내에 배치되어 있고, 전기적으로 플로팅 상태로 되어 있다. 망 부재(33)는, 플로팅 망 부재의 일례이다. 그 외의 배기 기구(160)의 구조는, 도 3에 있어서 설명된 배기 기구(160)의 구조와 마찬가지이다.
[실험 결과]
도 19 및 도 20은 본 개시의 제 2 실시형태에 있어서의 실험 결과의 일례를 나타내는 도면이다. 도 19 및 도 20에 예시된 실험 결과에서는, 두께 Tn 및 관통 구멍의 개구의 폭 W가 상이한 망 부재(30)를 이용한 경우의 이상 방전의 관측 결과가 나타나 있다. 도 19 및 도 20에 예시된 실험 결과에서는, 처리실(104) 내의 압력, 및, 기재(131)에 공급되는 고주파 바이어스의 전력의 조합마다, 처리 공간(106a) 내에서 O2 가스의 플라즈마가 생성된 경우의 배기구(159) 부근에서의 이상 방전의 유무가 관측되었다.
도 19에서는, 두께 Tn이 5㎜, 관통 구멍(31)의 개구의 폭 W가 5㎜, 애스팩트 비 R이 1.0인 망 부재(30)와, 관통 구멍(34)의 개구의 폭 W가 4.2㎜, 애스팩트 비 R이 0.19인 망 부재(33)가 이용되었다. 도 20에서는, 두께 Tn이 7㎜, 관통 구멍(31)의 개구의 폭 W가 7.5㎜, 애스팩트 비 R이 약 0.93인 망 부재(30)와, 관통 구멍(34)의 개구의 폭 W가 4.2㎜, 애스팩트 비 R이 0.19인 망 부재(33)가 이용되었다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 압력 및 고주파 바이어스의 전력이 커질수록, 이상 방전이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다. 도 19 및 도 20에 예시된 실험 결과에서는, 슬릿(41)의 애스팩트 비가 0.56인 비교예의 실험 결과(도 16 참조)에 비하여, 이상 방전이 관측되는 압력 및 고주파 바이어스의 전력의 조합이 적다. 따라서, 제 2 실시형태에 있어서의 배기 기구(160)에 있어서도, 비교예에 있어서의 배기 기구(160')보다 배기구(159) 부근에서의 이상 방전을 억제할 수 있다.
또, 망 부재(30) 대신에, 두께 Tn 이외에는 비교예에 이용된 망 부재(40)와 마찬가지의 구조인 망 부재와, 망 부재(33) 또는 망 부재(43)와 동일한 구조의 망 부재의 2개의 망 부재를 이용한 경우에 있어서도, 배기구(159) 부근에서의 이상 방전의 유무가 관측되었다. 도 21은 본 개시의 다른 실시형태에 있어서의 실험 결과의 일례를 나타내는 도면이다. 도 21의 실험 결과에 있어서, 망 부재의 두께 Tn은 7㎜, 슬릿의 개구의 폭 W는 3.6㎜, 슬릿의 애스팩트 비 R은 1.94이다.
도 21에서는, 개구가 원형인 관통 구멍(31)을 갖는 망 부재(30)가 이용된 경우보다 이상 방전이 관측되는 압력 및 고주파 바이어스의 전력의 조합이 많게 되어 있다. 그러나, 도 21에서는, 슬릿(41)의 애스팩트 비가 0.55인 비교예의 실험 결과(도 16 참조)에 비하여, 이상 방전이 관측되는 압력 및 고주파 바이어스의 전력의 조합이 적다. 따라서, 개구의 형상이 슬릿인 경우에는, 개구의 형상이 원형인 경우만큼 이상 방전 억제의 효과는 기대할 수 없지만, 애스팩트 비가 0.67 이상이면, 비교예보다 배기구(159) 부근에서의 이상 방전을 억제할 수 있다. 그 때문에, 종래 기술보다는 어느 정도의 이상 방전 억제의 효과는 기대할 수 있다. 또, 슬릿(41)의 길이에 대해서는 특단의 제약은 없지만, 예컨대 도 14에 도시되어 있는 바와 같은 개구 형성 영역의 1/2~1/4 정도의 길이로 하는 구성이 바람직하다.
이상, 제 2 실시형태에 대하여 설명했다. 상기한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 플라즈마 처리 장치(1)에서는, 망 부재(30)의 근방에 망 부재(30)를 사이에 두고 배기관(161)의 반대쪽에 마련되고, 전기적으로 플로팅 상태로 되어 있는 망 부재(33)가 더 마련되더라도 좋다. 이 경우에도, 배기구(159) 부근에서의 이상 방전을 억제할 수 있다.
[그 외]
또, 본원에 개시된 기술은, 상기한 실시형태로 한정되는 것이 아니고, 그 요지의 범위 내에서 수많은 변형이 가능하다.
예컨대, 상기한 각 실시형태에서는, 플라즈마원의 일례로서, 유전체 창을 구비한 유도 결합형의 플라즈마 처리 장치로서 설명했지만, 유전체 창 대신에 금속 창을 구비한 유도 결합형의 플라즈마 처리 장치이더라도 좋다. 또한, 유도 결합 플라즈마 이외의 플라즈마원으로서는, 예컨대, 용량 결합형 플라즈마(CCP), 마이크로파 여기 표면파 플라즈마(SWP), 전자 사이클로톤 공명 플라즈마(ECP), 및 헬리콘파 여기 플라즈마(HWP) 등을 들 수 있다.
또, 이번 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이고 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 실제로, 상기한 실시형태는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 상기의 실시형태는, 첨부된 특허 청구의 범위 및 그 취지를 일탈하는 일 없이, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되더라도 좋다.
V : 게이트 밸브
G : 기판
1 : 플라즈마 처리 장치
10 : 본체
101 : 처리 용기
102 : 유전체 벽
103 : 안테나실
103a : 측벽
104 : 처리실
104a : 측벽
104b : 저벽
105 : 지지 선반
106a : 처리 공간
106b : 배기 공간
111 : 샤워 하우징
112 : 가스 확산실
112a : 가스 토출 구멍
113 : 안테나
113a : 안테나선
114 : 정합기
115 : 고주파 전원
116 : 급전 부재
117 : 스페이서
118 : 단자
119 : 급전선
120 : 가스 공급 기구
121 : 가스 공급관
126 : 스페이서
130 : 탑재대
131 : 기재
132 : 보호 부재
133 : 배관
151 : 급전선
152 : 정합기
153 : 고주파 전원
155 : 개구
157 : 개구
158 : 칸막이 부재
159 : 배기구
160 : 배기 기구
161 : 배기관
162 : APC 밸브
163 : 진공 펌프
164 : 이물 혼입 방지망
20 : 제어 장치
30 : 망 부재
31 : 관통 구멍
32 : 절연 부재
33 : 망 부재
34 : 관통 구멍
40 : 망 부재
41 : 슬릿
42 : 절연 부재
43 : 망 부재
44 : 개구
50 : 시스 영역
51 : 플라즈마

Claims (10)

  1. 기판을 수용하는 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 마련되고, 상기 기판이 탑재되는 탑재대와,
    상기 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급 기구와,
    배기관을 통해서 상기 처리 용기 내의 가스를 배기하는 배기 기구와,
    상기 처리 용기 내에 공급된 상기 처리 가스를 플라즈마화하는 것에 의해, 상기 처리 용기 내에 있어서 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성 기구와,
    상기 탑재대에 바이어스용의 고주파 전력을 공급하는 바이어스 전력 공급 기구
    를 구비하고,
    상기 처리 용기의 벽부에 접속된 상기 배기관의 배기구에는, 도전성의 부재에 의해 구성되고, 접지 전위에 접속된 망(網) 부재가 마련되어 있고,
    상기 망 부재에는, 상기 망 부재의 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍이 형성되어 있고,
    각각의 상기 관통 구멍에 있어서, 개구의 폭에 대한 상기 망 부재의 두께의 비가 0.67 이상인
    플라즈마 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각각의 상기 관통 구멍의 개구의 형상은, 원형이고,
    상기 개구의 폭은, 상기 개구의 직경인
    플라즈마 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    각각의 상기 관통 구멍의 개구의 직경은, 5㎜ 이하인 플라즈마 처리 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    인접하는 3개의 상기 관통 구멍은, 각각의 상기 관통 구멍의 개구의 중심이, 정삼각형의 3개의 꼭짓점 중 어느 하나의 위치가 되도록 배치되어 있는 플라즈마 처리 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 망 부재는, 스테인리스강, 니켈, 또는 니켈 합금인 플라즈마 처리 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 망 부재는, 열전도율이 200W/mㆍK 이상인 재료로 형성되어 있는 플라즈마 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 망 부재는, 알루미늄을 주성분으로 하는 금속으로 형성되어 있는 플라즈마 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 망 부재의 표면은, 상기 금속보다 부식성 가스에 대하여 부식성이 낮은 내부식성 재료에 의해 코팅되어 있는 플라즈마 처리 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배기구가 형성된 상기 벽부는, 상기 처리 용기의 저벽인 플라즈마 처리 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 망 부재의 근방에 상기 망 부재를 사이에 두고 상기 배기관의 반대쪽에 마련되고, 전기적으로 플로팅 상태로 되어 있는 플로팅 망 부재를 더 구비하는 플라즈마 처리 장치.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023002250A (ja) 2021-06-22 2023-01-10 東京エレクトロン株式会社 排気網の製造方法、プラズマ処理装置および排気網

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090012921A (ko) * 2007-07-31 2009-02-04 삼성에스디아이 주식회사 광투과율이 우수한 전자기파 차폐 필름, 및 이를 구비한직부착 필름 필터와 플라즈마 디스플레이 모듈
JP2009200184A (ja) 2008-02-20 2009-09-03 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理装置のバッフル板
KR20110040806A (ko) * 2008-03-31 2011-04-20 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치
KR101503254B1 (ko) * 2014-10-10 2015-03-18 (주) 일하하이텍 기판 처리 장치 및 방법
KR20170004888A (ko) * 2015-07-01 2017-01-11 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치 및 이에 이용되는 배기 구조
KR20170119319A (ko) * 2014-05-12 2017-10-26 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치 및 그것에 이용하는 배기 구조

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3208008B2 (ja) * 1994-05-24 2001-09-10 東京エレクトロン株式会社 処理装置
JP4592856B2 (ja) * 1999-12-24 2010-12-08 東京エレクトロン株式会社 バッフル板及びガス処理装置
JP2003249487A (ja) 2002-02-25 2003-09-05 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置のプラズマ漏洩防止板
JP4286576B2 (ja) 2003-04-25 2009-07-01 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP5086192B2 (ja) 2008-07-01 2012-11-28 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP2009087949A (ja) 2008-12-19 2009-04-23 Tokyo Electron Ltd マイクロ波プラズマ装置
JP5597463B2 (ja) 2010-07-05 2014-10-01 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
US9028765B2 (en) * 2013-08-23 2015-05-12 Lam Research Corporation Exhaust flow spreading baffle-riser to optimize remote plasma window clean
JP2015142016A (ja) 2014-01-29 2015-08-03 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
JP6423706B2 (ja) * 2014-12-16 2018-11-14 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US9735069B2 (en) * 2015-09-23 2017-08-15 Lam Research Corporation Method and apparatus for determining process rate

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090012921A (ko) * 2007-07-31 2009-02-04 삼성에스디아이 주식회사 광투과율이 우수한 전자기파 차폐 필름, 및 이를 구비한직부착 필름 필터와 플라즈마 디스플레이 모듈
JP2009200184A (ja) 2008-02-20 2009-09-03 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置及びプラズマ処理装置のバッフル板
KR20110040806A (ko) * 2008-03-31 2011-04-20 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치
KR20170119319A (ko) * 2014-05-12 2017-10-26 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치 및 그것에 이용하는 배기 구조
KR101503254B1 (ko) * 2014-10-10 2015-03-18 (주) 일하하이텍 기판 처리 장치 및 방법
KR20170004888A (ko) * 2015-07-01 2017-01-11 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치 및 이에 이용되는 배기 구조

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