KR20220120675A - Plasma generator and substrate processing device - Google Patents
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Abstract
플라스마 발생 장치는 전극군과 유전체를 구비한다. 유전체는 제1 주면과, 제1 주면과 반대 측의 제2 주면을 갖는다. 전극군은, 유전체에 의해서 봉지(封止)되고, 제1 주면과 평행한 배열면 내에서 번갈아 배열된 적어도 하나의 제1 전극 및 적어도 하나의 제2 전극을 포함하고, 제1 전극(21a)과 제2 전극(21b) 사이의 고주파 전압의 인가에 의해 발생한 전계를 제1 주면(3a)보다 외측에 작용시킨다.The plasma generating device includes an electrode group and a dielectric. The dielectric has a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface. The electrode group is sealed by a dielectric and includes at least one first electrode and at least one second electrode alternately arranged in an arrangement plane parallel to the first main surface, the first electrode 21a An electric field generated by application of a high-frequency voltage between the and the second electrode 21b is made to act outside the first main surface 3a.
Description
본원은, 플라스마 발생 장치 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.This application relates to a plasma generating apparatus and a substrate processing apparatus.
종래부터, 한 쌍의 전극 사이에 고주파 전압을 인가함으로써 당해 전극의 주위에 전계를 발생시켜, 당해 전계에 의해 기체를 플라스마화시키는 기술이 제안되어 있다(예를 들면 특허 문헌 1).Conventionally, a technique has been proposed in which an electric field is generated around the electrode by applying a high-frequency voltage between a pair of electrodes, and a gas is converted into a plasma by the electric field (for example, Patent Document 1).
특허 문헌 1에서는, 플라스마 발생 장치는, 제1 전극과, 복수의 제2 전극과, 절연체와, 절연층을 포함하고 있다. 절연체는 직방체 형상을 갖는다. 제1 전극은 절연체의 내부에 매설된다. 이 제1 전극은 평판 형상을 가지고 있으며, 절연체의 일 주면과 평행한 자세로, 절연체의 내부에 매설된다. 복수의 제2 전극은 절연체의 당해 일 주면의 위에, 서로 간격을 두고 배열된다. 이 구조에서는, 제2 전극 각각은 절연체의 일 주면에 수직인 대향 방향에 있어서, 제1 전극과 마주 본다. 절연층은 절연체의 당해 일 주면에 설치되어 있으며, 복수의 제2 전극을 덮는다. 절연체 및 절연층을 일체의 절연부로 간주하면, 제1 전극 및 제2 전극은 절연부에 매설된다.In
절연층의 한쪽의 주면은 절연체 및 제2 전극에 밀착해 있다. 절연층의 다른 쪽의 주면은 기체에 면하고 있다. 이하에서는, 이 다른 쪽의 주면을 플라스마 발생면이라고도 부른다. 플라스마 발생면은 제1 전극과 평행이다. 환언하면, 플라스마 발생면은, 제1 전극 및 각 제2 전극이 마주 보는 대향 방향에 직교하고 있다.One main surface of the insulating layer is in close contact with the insulator and the second electrode. The main surface of the other side of the insulating layer faces the substrate. Hereinafter, this other main surface is also called a plasma generating surface. The plasma generating surface is parallel to the first electrode. In other words, the plasma generating surface is orthogonal to the opposite direction in which the first electrode and each second electrode face each other.
제1 전극 및 제2 전극에는, 고주파 전압이 인가된다. 당해 전압의 인가에 의해, 제1 전극 및 제2 전극의 주위에는 전계가 발생한다. 당해 전계는 제1 전극과 제2 전극의 사이 내에서 강하게 발생하지만, 제1 전극과 제2 전극의 주위에도 발생한다. 전계는 플라스마 발생면보다 외측에도 발생하므로, 당해 전계가 기체에 작용하여, 기체가 플라스마화된다. 이렇게 하여, 플라스마 발생 장치는 플라스마를 발생시킬 수 있다.A high-frequency voltage is applied to the first electrode and the second electrode. By application of the voltage, an electric field is generated around the first electrode and the second electrode. The electric field is strongly generated between the first electrode and the second electrode, but is also generated around the first electrode and the second electrode. Since the electric field is generated outside the plasma generating surface, the electric field acts on the gas, and the gas is converted into a plasma. In this way, the plasma generating device can generate plasma.
특허 문헌 1의 기술에서는, 플라스마 발생면은 제1 전극 및 제2 전극의 대향 방향에 직교하고 있으며, 제2 전극에 대해서 제1 전극과는 반대 측에 위치하고 있다. 이 구조에서는, 플라스마 발생면 측의 전계의 강도는 비교적 작게 된다. 왜냐하면, 플라스마 발생면보다 외측의 공간을 통과하는 전기력선의 경로가 길어지기 때문이다. 구체적으로는, 전기력선은 제2 전극으로부터 일단, 제1 전극과는 반대 측으로 연장되어 플라스마 발생면보다 외측을 지나고, U자 형상으로 구부러져 제1 전극에 도달한다. 이러한 전기력선의 경로는 길어, 플라스마 발생면 측의 전계의 강도는 낮아진다. 따라서, 플라스마 발생면 측의 전계의 강도를 높게 하려면, 제1 전극과 제2 전극 사이의 고주파 전압의 진폭을 크게 할 필요가 있었다. 즉, 보다 고가의 고주파 전원이 필요했다.In the technique of
그래서, 본원은, 보다 작은 전압으로 플라스마를 발생시킬 수 있는 플라스마 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Then, this application aims at providing the plasma generating apparatus which can generate|occur|produce a plasma with a smaller voltage.
플라스마 발생 장치의 제1의 양태는, 플라스마를 발생시키는 플라스마 발생 장치로서, 제1 주면, 및, 상기 제1 주면과 반대 측의 제2 주면을 갖는 유전체와, 상기 유전체에 의해서 봉지(封止)되고, 상기 제1 주면과 평행한 배열면 내에서 번갈아 배열된 적어도 하나의 제1 전극 및 적어도 하나의 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 고주파 전압의 인가에 의해 발생한 전계를 상기 제1 주면보다 외측에 작용시키는 전극군을 구비한다.A first aspect of the plasma generating device is a plasma generating device for generating plasma, the dielectric having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, and the dielectric is sealed with the dielectric. and at least one first electrode and at least one second electrode alternately arranged in an arrangement plane parallel to the first main surface, and by application of a high-frequency voltage between the first electrode and the second electrode and an electrode group for applying the generated electric field to the outside of the first main surface.
플라스마 발생 장치의 제2의 양태는, 제1의 양태에 따른 플라스마 발생 장치로서, 상기 전극군과 상기 제1 주면 사이의 간격은, 상기 전극군과 상기 제2 주면 사이의 간격보다 좁다.A second aspect of the plasma generating device is the plasma generating device according to the first aspect, wherein the interval between the electrode group and the first main surface is narrower than the interval between the electrode group and the second main surface.
플라스마 발생 장치의 제3의 양태는, 제1 또는 제2의 양태에 따른 플라스마 발생 장치로서, 상기 유전체는, 상기 제1 주면을 갖는 제1 유전 부재와, 상기 제2 주면을 갖는 제2 유전 부재를 포함하고, 상기 제1 유전 부재의 유전율은 상기 제2 유전 부재의 유전율보다 낮다.A third aspect of the plasma generating device is the plasma generating device according to the first or second aspect, wherein the dielectric includes a first dielectric member having the first main surface and a second dielectric member having the second main surface. and a dielectric constant of the first dielectric member is lower than that of the second dielectric member.
플라스마 발생 장치의 제4의 양태는, 제1 내지 제3 중 어느 하나의 양태에 따른 플라스마 발생 장치로서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 원기둥 형상이다.A fourth aspect of the plasma generating device is the plasma generating device according to any one of the first to third aspects, wherein the first electrode and the second electrode have a cylindrical shape.
기판 처리 장치의 제1의 양태는, 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서, 상기 기판을 유지하는 유지 기구와, 제1 내지 제4 중 하나의 양태에 따른 플라스마 발생 장치를 구비한다.A first aspect of a substrate processing apparatus is a substrate processing apparatus for processing a substrate, comprising: a holding mechanism for holding the substrate; and the plasma generating apparatus according to any one of the first to fourth aspects.
기판 처리 장치의 제2의 양태는, 제1의 양태에 따른 기판 처리 장치로서, 상기 유지 기구에 유지된 상기 기판의 주면에, 황산, 황산염, 퍼옥소 황산 및 퍼옥소 황산염 중 적어도 어느 하나를 포함하는 처리액을 공급하는 제1 노즐을 추가로 구비하고, 상기 플라스마 발생 장치에 의해서 발생한 플라스마를 상기 처리액에 작용시킨다.A second aspect of the substrate processing apparatus is the substrate processing apparatus according to the first aspect, comprising at least any one of sulfuric acid, sulfate, peroxosulfate and peroxosulfate on the main surface of the substrate held by the holding mechanism. and a first nozzle for supplying the processing liquid to be treated, and causing the plasma generated by the plasma generating device to act on the processing liquid.
기판 처리 장치의 제3의 양태는, 제1 또는 제2의 양태에 따른 기판 처리 장치로서, 상기 플라스마 발생 장치와, 상기 유지 기구에 의해서 유지된 기판 사이에 플라스마용의 기체를 공급하는 제2 노즐을 추가로 구비한다.A third aspect of the substrate processing apparatus is the substrate processing apparatus according to the first or second aspect, wherein a second nozzle for supplying a gas for plasma between the plasma generator and the substrate held by the holding mechanism is additionally provided.
플라스마 발생 장치의 제1의 양태에 의하면, 제1 전극 및 제2 전극이 제1 주면과 평행한 배열면 내에서 배열된다. 따라서, 제1 전극과 제2 전극을 이어 유전체의 제1 주면으로부터 외측의 공간을 지나는 전기력선의 길이를 비교적 짧게 할 수 있다. 따라서, 당해 공간 내의 전계의 강도를 높게 할 수 있어, 당해 공간의 기체를 용이하게 플라스마화할 수 있다. 즉, 보다 작은 고주파 전압으로도 적절한 강도로 공간 내의 전계를 발생시킬 수 있어, 당해 공간 내에서 플라스마를 발생시킬 수 있다.According to a first aspect of the plasma generating device, the first electrode and the second electrode are arranged in an arrangement plane parallel to the first main surface. Accordingly, it is possible to relatively shorten the length of the electric force line passing through the space outside the first main surface of the dielectric by connecting the first electrode and the second electrode. Therefore, the intensity of the electric field in the space can be increased, and the gas in the space can be easily converted into a plasma. That is, even with a smaller high-frequency voltage, an electric field in the space can be generated with an appropriate intensity, and a plasma can be generated in the space.
플라스마 발생 장치의 제2의 양태에 의하면, 유전체의 제1 주면과 전극군 사이의 간격이 좁으므로, 전계가 제1 주면보다 외측에 발생하기 쉬워, 제1 주면보다 외측의 공간의 기체를 플라스마화하기 쉽다.According to the second aspect of the plasma generating device, since the gap between the first main surface of the dielectric and the electrode group is narrow, an electric field is more likely to be generated outside the first main surface, and the gas in the space outside the first main surface is converted into plasma. easy to do.
플라스마 발생 장치의 제3의 양태에 의하면, 유전체의 제1 주면과 전극군 사이의 부재의 유전율이 작으므로, 전계가 제1 주면보다 외측에 발생하기 쉬워, 제1 주면보다 외측의 공간의 기체를 플라스마화하기 쉽다.According to the third aspect of the plasma generating device, since the dielectric constant of the member between the first main surface of the dielectric and the electrode group is small, the electric field is more likely to be generated outside the first main surface, so that the gas in the space outside the first main surface is absorbed. easy to plasma.
플라스마 발생 장치의 제4의 양태에 의하면, 전기력선이 만곡하기 쉬워, 제1 주면보다 외측의 공간에서 전계가 넓게 형성된다. 따라서, 플라스마의 점등 범위(플라스마가 형성되는 범위)를 넓힐 수 있다.According to the fourth aspect of the plasma generating device, the electric field of force is easily curved, and the electric field is formed widely in the space outside the first main surface. Accordingly, the lighting range of the plasma (the range in which the plasma is formed) can be widened.
기판 처리 장치의 제1의 양태에 의하면, 저소비 전력으로 플라스마를 이용한 기판 처리를 행할 수 있다.According to the first aspect of the substrate processing apparatus, substrate processing using plasma can be performed with low power consumption.
기판 처리 장치의 제2의 양태에 의하면, 처리액에, 강한 산화력을 갖는 라디칼이 생성된다. 따라서, 처리액의 산화력을 이용한 기판 처리를 효율적으로 행할 수 있다.According to the second aspect of the substrate processing apparatus, radicals having strong oxidizing power are generated in the processing liquid. Therefore, substrate processing using the oxidizing power of the processing liquid can be efficiently performed.
기판 처리 장치의 제3의 양태에 의하면, 플라스마를 발생시키기 쉽다.According to the 3rd aspect of a substrate processing apparatus, it is easy to generate|occur|produce a plasma.
도 1은, 플라스마 발생 장치의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는, 플라스마 발생 장치의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은, 플라스마 발생 장치의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는, 비교예에 따른 플라스마 발생 장치의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는, 플라스마 발생 장치의 구성의 다른 일례를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 6은, 전극군의 구성의 다른 일례를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 7은, 기판 처리 시스템의 구성의 다른 일례를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은, 제어부의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 9는, 기판 처리 장치의 구성의 다른 일례를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a plan view schematically showing an example of the configuration of a plasma generator.
Fig. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of the configuration of a plasma generating device.
3 : is sectional drawing which showed schematically an example of the structure of a plasma generating apparatus.
4 is a diagram schematically showing an example of the configuration of a plasma generating device according to a comparative example.
5 is a plan view schematically showing another example of the configuration of the plasma generator.
6 is a plan view schematically showing another example of the configuration of the electrode group.
7 is a diagram schematically showing another example of the configuration of the substrate processing system.
Fig. 8 is a plan view schematically showing an example of the configuration of the control unit.
9 is a diagram schematically showing another example of the configuration of the substrate processing apparatus.
이하, 첨부한 도면을 참조하면서, 실시형태에 대해 설명한다. 또한, 이 실시형태에 기재되어 있는 구성 요소는 어디까지나 예시이며, 본 개시의 범위를 그들만으로 한정하는 취지의 것은 아니다. 도면에 있어서는, 이해 용이를 위해, 필요에 따라 각 부의 치수 및 수가 과장 또는 간략화되어 도시되어 있는 경우가 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment is described, referring an accompanying drawing. In addition, the component described in this embodiment is an illustration to the last, and is not the meaning of limiting the scope of the present disclosure only to them. In the drawings, in some cases, the dimensions and numbers of each part are exaggerated or simplified as necessary for ease of understanding.
상대적 또는 절대적인 위치 관계를 나타내는 표현(예를 들면, 「일방향으로」, 「일방향을 따라서」, 「평행」, 「직교」, 「중심」, 「동심」, 「동축」 등)은, 특별히 언급하지 않는 한, 그 위치 관계를 엄밀하게 나타낼 뿐만 아니라, 공차 혹은 같은 정도의 기능을 얻을 수 있는 범위에서 상대적으로 각도 또는 거리에 관해서 변위된 상태도 나타내는 것으로 한다. 동일한 상태인 것을 나타내는 표현(예를 들면, 「동일」, 「동일하다」, 「균질」 등)은, 특별히 언급하지 않는 한, 정량적으로 엄밀하게 동일한 상태를 나타낼 뿐만 아니라, 공차 혹은 같은 정도의 기능을 얻을 수 있는 차가 존재하는 상태도 나타내는 것으로 한다. 형상을 나타내는 표현(예를 들면, 「사각 형상」 또는 「원통 형상」 등)은, 특별히 언급하지 않는 한, 기하학적으로 엄밀하게 그 형상을 나타낼 뿐만 아니라, 같은 정도의 효과를 얻을 수 있는 범위에서, 예를 들면 요철이나 면취 등을 갖는 형상도 나타내는 것으로 한다. 한 구성 요소를 「갖추다」, 「지니다」, 「구비하다」, 「포함하다」 또는 「갖는다」라고 하는 표현은, 다른 구성 요소의 존재를 제외하는 배타적 표현은 아니다. 부재끼리를 물리적으로 결합하는 표현(예를 들면, 「연결하다」)은, 양 부재가 직접 결합되는 것 외에, 다른 부재를 개재하여 결합된 양태를 포함한다. 「A, B 및 C 중 적어도 어느 하나」라는 표현은, A만, B만, C만, A, B 및 C 중 임의의 2개, 그리고, A, B 및 C 모두를 포함한다.Expressions expressing relative or absolute positional relationships (for example, "in one direction", "along one direction", "parallel", "orthogonal", "center", "concentric", "coaxial", etc.) are not specifically mentioned. Unless otherwise specified, not only the positional relationship is strictly expressed, but also the state displaced relative to the angle or distance within the range in which tolerances or functions of the same degree can be obtained. Expressions indicating that they are in the same state (e.g., "same", "same", "homogeneous", etc.), unless otherwise specified, not only quantitatively and strictly express the same state, but also tolerances or functions of the same degree It is also assumed that the state in which there exists a difference in which , is obtained. Expressions representing shapes (e.g., "square shape" or "cylindrical shape", etc.), unless otherwise specified, not only represent the shape strictly geometrically, but also within the range where the same effect can be obtained, For example, it is assumed that a shape having irregularities, chamfers, or the like is also shown. Expressions of "having", "having", "having", "including" or "having" a component are not exclusive expressions excluding the existence of other components. The expression (for example, "connect") for physically coupling members to each other includes aspects in which both members are directly coupled, but also coupled via another member. The expression "at least any one of A, B and C" includes only A, only B, only C, any two of A, B and C, and all of A, B and C.
<제1의 실시형태><First embodiment>
도 1은, 플라스마 발생 장치(1)의 구성의 일례를 개략적으로 나타내는 평면도이며, 도 2는, 플라스마 발생 장치(1)의 구성의 일례를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 2는, 도 1의 플라스마 발생 장치(1)의 I-I단면을 나타내고 있다. 도 1 및 도 2에는, 적절히 XYZ 직교좌표계가 나타내어져 있다. 이하에서는, X방향의 한쪽 측을 +X 측이라고 부르고, X방향의 다른 쪽 측을 -X 측이라고 부르는 경우가 있다. Y축 및 Z축도 마찬가지이다.FIG. 1 is a plan view schematically showing an example of the configuration of the
플라스마 발생 장치(1)는, 전극군(2)과, 유전체(3)를 포함하고 있다. 전극군(2)은 복수의 전극(21)을 포함하고 있다. 전극(21)은 예를 들면 금속 등의 도전성 재료에 의해서 구성된다. 도 1 및 도 2의 예에서는, 복수의 전극(21)으로서 3개의 전극(21)이 나타내어져 있다.The
도 1의 예에서는, 복수의 전극(21) 각각은 X방향으로 긴 장척 형상의 원기둥 형상을 가지고 있다. 즉, 도 1의 예에서는, 전극(21)의 X방향의 길이는 전극(21)의 Y방향의 길이(폭)보다 길다. 또, 전극(21)의 축은 X방향과 평행이다. 도 2의 예에서는, 전극(21)의 단면(YZ단면)의 형상은 원 형상을 가지고 있다. 또한, 전극(21)의 형상은 반드시 이에 한정되지 않으며, 적절히 변경할 수 있다.In the example of FIG. 1, each of the some
복수의 전극(21)은 소정의 배열면 내에 있어서 간격을 두고 배열되어 있다. 여기에서는 일례로서, 배열면은 XY평면과 평행한 평면이다. 도 1의 예에서는, 복수의 전극(21)은 Y방향에 있어서 간격을 두고 늘어서서 배열되어 있다. 즉, 복수의 전극(21)은 서로 평행으로 배열되어 있다. 전극(21)의 상호간의 간격은, 후술하는 바와 같이, 전극(21)의 주위에 발생한 전계가 기체를 플라스마화할 수 있는 정도의 값으로 설정된다. 이하에서는, 3개의 전극(21) 중, 양측의 전극(21)을 전극(21a)이라고 부르는 경우가 있으며, 중앙의 전극(21)을 전극(21b)이라고 부르는 경우가 있다. 전극(21a, 21b)은 Y방향에 있어서 번갈아 배열된다.The plurality of
도 1의 예에서는, 전극(21a)은 전극(21b)의 +X 측의 단부보다 +X 측으로 연장되어 있고, 전극(21b)은 전극(21a)의 -X 측의 단부보다 -X 측으로 연장되어 있다. 따라서, 전극(21a) 및 전극(21b)은 빗살 형상으로 배열되어 있다.In the example of FIG. 1 , the
유전체(3)는 복수의 전극(21)을 봉지한다. 유전체(3)는, 예를 들면 절연성 수지, 유리 및 세라믹 등의 절연 재료에 의해서 구성된다. 도 2의 예에서는, 유전체(3)는 유전 부재(31)와 유전 부재(32)를 포함하고 있다. 유전 부재(31, 32)는 서로 상이한 재료로 구성되어도 되고, 동일한 재료로 구성되어도 된다.The dielectric 3 encapsulates the plurality of
도 1의 예에서는, 유전 부재(31)는 판형 형상을 가지고 있고, 그 두께 방향이 Z방향을 따르는 자세로 배치되어 있다. 예를 들면 유전 부재(31)는, Z방향을 따라서 보면, 직사각형 형상을 갖고, 그 한 변이 X방향과 평행이다. 유전 부재(31)의 주면(31a)의 위에는 복수의 전극(21)이 설치된다. 이 경우, 주면(31a)은, 복수의 전극(21)이 배열되는 배열면이라고도 할 수 있다. 유전 부재(31)의 +Z 측의 주면(31a)은 XY평면과 평행이다.In the example of FIG. 1, the
유전 부재(32)는 유전 부재(31)의 주면(31a)의 위에 설치되어 있으며, 복수의 전극(21)을 덮는다. 유전 부재(31, 32)는 둘 다 전극(21)에 밀착해 있으며, 유전체(3)는 복수의 전극(21)을 봉지한다. 이와 같이 복수의 전극(21)은 유전체(3)에 매설된다. 유전 부재(32)의 +Z 측의 주면, 즉, 유전체(3)의 주면(3a)은 전극군(2)의 배열면과 평행이다. 환언하면, 유전체(3)의 주면(3a)과 각 전극(21) 사이의 거리는 서로 동일하다.The
이러한 유전 부재(32)는 예를 들면 다음과 같이 하여 형성된다. 예를 들면, 액상의 경화성 수지를 유전 부재(31)의 주면(31a) 및 복수의 전극(21)의 위에 도포하고, 이것을 열 또는 광 등으로 경화시킴으로써 형성될 수 있다. 혹은, 유전 부재(32)가 접착 테이프(예를 들면 테플론(등록상표) 테이프)로 구성되고, 유전 부재(31)의 주면(31a) 및 전극(21)에 접착되어도 된다.The
복수의 전극(21)은, 유전체(3)의 외부에 설치된 고주파 전원(4)과 전기적으로 접속된다. 도 1의 예에서는, 각 전극(21)은 인출 배선(41)을 통해 고주파 전원(4)에 접속된다. 도 1의 예에서는, 인출 배선(41)으로서, 전극(21a, 21b)에 각각 대응한 인출 배선(41a, 41b)이 나타내어져 있다. 인출 배선(41a)은 전극(21a)과 접속되고, 유전체(3)의 +X 측의 단부로부터 인출되어 있다. 인출 배선(41b)은 전극(21b)과 접속되고, 유전체(3)의 -X 측의 단부로부터 인출되어 있다. 즉, 인출 배선(41a, 41b)은 유전체(3)의 서로 반대 측의 단부로부터 각각 인출되어 있다. 인출 배선(41a)은 고주파 전원(4)의 한쪽의 출력단(4a)에 접속되고, 인출 배선(41b)은 고주파 전원(4)의 다른 쪽의 출력단(4b)에 접속된다.The plurality of
전극(21)과 인출 배선(41)의 일부는 서로 일체로 구성되어도 된다. 예를 들면 금속제의 봉형 부재의 선단 측의 부분이 유전체(3)에 의해서 봉지되고, 기단 측의 부분이 유전체(3)의 단부로부터 외측으로 연장되어도 된다. 이 경우, 당해 봉형 부재의 선단 측의 부분이 전극(21)이 되고, 당해 봉형 부재의 기단 측의 부분이 인출 배선(41)의 일부가 된다. 인출 배선(41)은 봉형 부재의 기단 측의 부분 외에, 도선 및 커넥터 등에 의해서 구성된다. 인출 배선(41)도 절연 피막 등에 의해서 보호된다.A part of the
고주파 전원(4)은 전극(21a)과 전극(21b) 사이에 고주파 전압을 인가한다. 이에 의해, 전극(21a) 및 전극(21b)의 주위에 전계가 발생한다. 당해 전계의 일부는, 후술하는 바와 같이, 유전체(3)의 주면(31a)보다 외측에 작용하고, 기체를 플라스마화시킨다. 환언하면, 고주파 전원(4)이 출력하는 고주파 전압의 실효치 및 주파수는, 예를 들면, 전압은 9kV~15kV, 주파수는 12kHz~30kHz여도 되고, 전극(21)의 주위에 발생한 전계가 기체를 플라스마화할 수 있는 정도의 값으로 설정된다. 고주파 전원(4)은 예를 들면 인버터 회로(도시 생략)를 포함하고 있어도 된다. 이에 의해, 전극(21a, 21b)의 사이에 인가하는 고주파 전압의 실효치 및 주파수를 조정할 수 있다.The high
도 2에 예시하는 바와 같이, 유전 부재(32)의 두께(Z방향의 두께)는 유전 부재(31)의 두께보다 얇아도 된다. 환언하면, 유전체(3)의 +Z 측의 주면(3a)과 전극군(2) 사이의 간격(Z방향의 간격)(D1)은, 유전체(3)의 -Z 측의 주면(3b)과 전극군(2) 사이의 간격(D2)보다 좁아도 된다.As illustrated in FIG. 2 , the thickness (thickness in the Z direction) of the
<플라스마 발생 장치의 동작><Operation of plasma generator>
플라스마 발생 장치(1)는 기체 중에 배치된다. 유전체(3)의 주면(3a)에 면하는 공간(R1)(도 3 참조)에는, 그 반대 측의 주면(3b)에 면하는 기체보다 플라스마화하기 쉬운 플라스마용의 기체가 도입되어도 된다. 플라스마화하기 쉬운 기체로서는, 예를 들면, 아르곤 등의 희가스, 질소 혹은 산소 등을 채용할 수 있다.The
고주파 전원(4)이 전극(21a)과 전극(21b) 사이에 고주파 전압을 인가하면, 전극(21a, 21b) 사이에 전계가 발생한다. 도 3은, 전극(21a, 21b) 사이에 발생하는 전계의 전기력선의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 3에 예시하는 바와 같이, 전극(21a, 21b) 사이의 공간(R2)을 지나는 전기력선은 Y방향과 평행이지만, 당해 공간(R2)보다 +Z 측 및 -Z 측 각각에서는, 전기력선은 공간(R2)과는 반대 측으로 불룩한 만곡 형상을 갖는다.When the high
도 3에 예시하는 바와 같이, 일부의 전기력선은 유전체(3)의 주면(3a)보다 +Z 측의 공간(R1)을 통과한다. 즉, 전극(21a, 21b)의 주위에 발생하는 전계의 일부는 공간(R1)에 작용한다. 환언하면, 유전체(3)의 주면(3a)과 전극군(2) 사이의 간격(D1)은, 당해 전계가 공간(R1)에 작용하는 정도로 설정된다. 전계가 공간(R1) 내의 기체에 작용함으로써, 당해 기체가 플라스마화된다.As illustrated in FIG. 3 , some lines of electric force pass through the space R1 on the +Z side rather than the
플라스마 발생 장치(1)에 의해서 발생한 플라스마를 작용시키는 대상은 특별히 제한되지 않는데, 예를 들면 플라스마를 식물에 작용시켜도 된다. 이에 의해, 식물의 성장을 촉진시킬 수 있다.Although the object in particular on which the plasma generated by the
이 플라스마 발생 장치(1)에서는, 복수의 전극(21)은 유전체(3)에 의해서 봉지되므로, 플라스마 분위기에 노출되지 않는다. 즉, 복수의 전극(21)은 공간(R1)에 노출되어 있지 않다. 따라서, 플라스마에 기인한 전극(21)의 열화를 회피할 수 있다. 따라서, 플라스마 발생 장치(1)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In this
또한, 도 3의 예에서는, 이웃하는 전극(21)끼리의 대향 방향(여기에서는 Y방향)은 유전체(3)의 주면(3a)과 평행이므로, 전기력선은 보다 짧은 경로로 공간(R1) 내를 지난다. 이에 의하면, 공간(R1) 내에 있어서 비교적 높은 강도로 전계를 발생시킬 수 있다.In addition, in the example of FIG. 3 , the opposite direction (the Y direction in this case) of the
도 4는, 비교예에 따른 플라스마 발생 장치(1A)의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 플라스마 발생 장치(1A)는 전극(210a)과 복수의 전극(210b)과 유전체(300)를 포함하고 있다. 전극(210a)은 평판 형상을 가지고 있으며, 그 두께 방향이 Z방향을 따르는 자세로 배치된다. 전극(210a)의 +Z 측의 주면은 XY평면과 평행이다. 복수의 전극(210b)은 전극(210a)보다 +Z 측에 설치되어 있다. 복수의 전극(210b)은 전극(210a)에 대해서 간격을 두고서 배치된다. 도 4의 예에서는, 복수의 전극(210b)은 XY평면 내에서 서로 간격을 두고 배열된다. 구체적으로는, 3개의 전극(210b)이 Y방향에 있어서 간격을 두고 늘어서 있다.4 : is a figure which shows an example of the structure of 1 A of plasma generators which concern on a comparative example. The plasma generating apparatus 1A includes an
유전체(300)는 전극(210a, 210b)을 덮고 있으며, 이들을 봉지한다. 환언하면, 전극(210a, 210b)은 유전체(300)에 매설된다. 유전체(300)의 +Z 측의 주면(300a)과 전극(210b) 사이의 간격은 좁다. 유전체(300)의 주면(300a)은 XY평면과 평행이다.The dielectric 300 covers the
전극(210a)은 고주파 전원의 한쪽의 출력단에 접속되고, 복수의 전극(210b)은 고주파 전원의 다른 쪽의 출력단에 공통적으로 접속된다. 고주파 전원이 전극(210a, 210b) 사이에 고주파 전압을 인가하면, 전극(210a, 210b)의 주위에 전계가 발생한다. 도 4에서는, 당해 전계의 전기력선이 파선으로 모식적으로 나타내어져 있다. 도 4에 예시하는 바와 같이, 유전체(3)의 주면(300a)에 면하는 공간(R100)에는, 전극(210b)으로부터 +Z 측으로 연장되는 전기력선이 통과한다. 구체적으로는, 당해 전기력선은 전극(210b)으로부터 +Z 측으로 연장되어 공간(R100)을 지나면서, 그 진행 방향을 U자 형상으로 굽혀 -Z 측으로 연장되어, 이웃하는 전극(210b)의 사이를 지나 전극(210a)에 도달한다.The
이 플라스마 발생 장치(1A)여도, 유전체(300)의 주면(300a)보다 +Z 측의 공간(R100)에 전계가 작용하므로, 공간(R100) 내의 기체를 플라스마화하는 것은 가능하다. 그러나, 플라스마 발생 장치(1A)에서는, 전극(210a, 210b)의 대향 방향(Z방향)이 유전체(300)의 주면(300a)에 직교한다. 따라서, 도 4에 나타내는 바와 같이, 공간(R100)을 통과하는 전기력선은, 전극(210b)으로부터 일단, 전극(210a)과는 반대 측의 방향으로 연장되고 나서 진로를 굽히면서 전극(210a)에 이른다. 이에 의하면, 전기력선의 길이는 전극(210a, 210b) 간의 거리에 대해서 큰 폭으로 길어져, 공간(R100)에는 비교적 낮은 강도로 전계가 발생하게 된다. 플라스마 발생 장치(1A)에 있어서 공간(R100)의 전계의 강도를 증가시키려면, 보다 큰 전압을 출력 가능한 고주파 전원이 필요하다.Even with this plasma generator 1A, since an electric field acts on the space R100 on the +Z side of the
이에 비해서, 본 실시형태에서는, 도 3에 예시하는 바와 같이, 전극(21a, 21b)의 대향 방향(Y방향)은 유전체(3)의 주면(3a)과 평행이다. 이에 의하면, 유전체(3)의 주면(3a) 측의 공간(R1)을 통과하는 전기력선은 도 4와는 상이하게 U턴 하고 있지 않다. 따라서, 도 4의 전기력선의 길이는, 전극(21a, 21b) 사이의 거리보다 약간 큰 정도이다. 따라서, 높은 강도로 공간(R1)에 전계를 발생시킬 수 있어, 공간(R1) 내에 있어서 기체를 용이하게 플라스마화시킬 수 있다. 환언하면, 저출력의 염가의 고주파 전원(4)을 채용해도, 공간(R1)에 플라스마를 발생시킬 수 있다. 예를 들면 고주파 전원(4)으로서 염가의 네온 트랜스를 채용하는 것이 가능하다. 또, 낮은 출력으로 플라스마를 발생시킬 수 있으므로, 플라스마 발생 장치(1)의 소비 전력도 저감할 수 있다.In contrast, in the present embodiment, as illustrated in FIG. 3 , the opposite direction (Y direction) of the
또한, 상술한 예에서는, 전극(21a, 21b)의 단면 형상은 원 형상이다. 이에 의해, 전기력선이 만곡하기 쉬워, 공간(R1)에 있어서 전계가 넓게 형성된다. 따라서, 플라스마의 점등 범위(플라스마가 형성되는 범위)를 넓게 할 수 있다.In addition, in the above-mentioned example, the cross-sectional shape of the
또한, 상술한 예에서는, 3개의 전극(21)이 설치되어 있지만, 전극(21)의 개수는 이에 한정되지 않는다. 도 5는, 플라스마 발생 장치(1)의 구성의 다른 일례를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도 5의 예에서는, 복수의 전극(21)으로서 5개의 전극(21)이 나타내어져 있다. 5개의 전극(21)은 Y방향으로 간격을 두고 배열된다. 5개의 전극(21)은 도 1과 동일하게 빗살 형상으로 배열되어 있고, 전극(21a) 및 전극(21b)이 Y방향에 있어서 번갈아 배열되어 있다. 전극(21a)은 인출 배선(41a)을 통해 고주파 전원(4)의 출력단(4a)에 접속되고, 전극(21b)은 인출 배선(41b)을 통해 고주파 전원(4)의 출력단(4b)에 접속된다.In addition, although the three
이에 의하면, 도 1과 같은 정도의 간격으로 전극(21)을 배열하는 경우에는, 보다 넓은 공간(R1) 내에 플라스마를 발생시킬 수 있다. 한편, 도 1보다 좁은 간격으로 전극(21)을 배열하는 경우에는, 보다 높은 강도로 공간(R1) 내에 전계를 발생시킬 수 있어, 플라스마의 생성량을 증가시킬 수 있다.According to this configuration, when the
또, 상술한 예에서는, 유전체(3)의 주면(3a)과 전극군(2) 사이의 간격(D1)이, 유전체(3)의 주면(3b)과 전극군(2) 사이의 간격(D2)보다 좁다. 이에 의해, 주면(3a) 측의 공간(R1)에 전계가 발생하기 쉬워져, 공간(R1)의 기체를 플라스마화하기 쉽다. 한편, 주면(3b)에 면하는 공간에는 전계가 작용하기 어려워지므로, 당해 공간에는 플라스마가 발생하기 어렵다. 따라서, 의도하지 않은 부재에 플라스마가 작용할 가능성을 저감할 수 있다.In addition, in the above example, the distance D1 between the
<유전율><Permittivity>
주면(3a)을 형성하는 유전 부재(31)의 유전율은, 주면(3b)을 형성하는 유전 부재(31)의 유전율보다 작아도 된다. 이에 의해서, 주면(3a) 측의 공간(R1)에 전계가 발생하기 쉬워져, 공간(R1)의 기체를 플라스마화하기 쉽다. 한편, 주면(3b) 측의 공간에는 전계가 작용하기 어려워지므로, 당해 공간에는 플라스마가 발생하기 어렵다. 따라서, 의도하지 않은 부재에 플라스마가 작용할 가능성을 저감할 수 있다.The dielectric constant of the
또한, 도 1 및 도 5의 예에서는, 홀수 개의 전극(21)이 설치되어 있지만, 짝수 개의 전극이 설치되어도 된다.In addition, although the odd number of
또, 상술한 예에서는, 복수의 전극(21)이 배열되는 배열면은 유전체(3)의 주면(3a)과 평행이다. 그러나, 반드시 이에 한정되지 않는다. 전극(21)의 배열면은 유전체(3)의 주면(3a)에 대해서 경사져 있어도 된다. 또, 유전체(3)의 주면(3a)은 반드시 평면에 한정되지 않는다. 주면(3a)에는 적절히 요철이 형성되어 있어도 되고, 혹은, 주면(3a)은 만곡되어 있어도 된다.In addition, in the above-described example, the arrangement surface on which the plurality of
또, 상술한 예에서는, 전극(21)은 평면(XY평면)에서 볼 때 직선적으로 연장되어 있지만, 반드시 이에 한정되지 않는다. 배열면에 있어서의 전극(21)의 배열 양태는 적절히 변경할 수 있다. 도 6은, 전극군(2)의 구성의 일례를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도 6의 예에서는, 2개의 전극(21)이 나타내어져 있다. 각 전극(21)은 소용돌이 형상으로 연장되어 있다. 전극(21)은 서로 간격을 두고 평행으로 연장되어 있다. 이에 의해서, 플라스마를 생성할 수 있다. 또, 전극(21)의 단면(YZ단면)의 형상은 원 형상에 한정되지 않으며, 예를 들면, 단면이 직사각형 형상이고, X방향으로 긴 장척형의 형상이어도 된다.In addition, in the above-mentioned example, although the
혹은, 다른 구체적인 예로서, 복수의 전극(21)이 링형 또는 원호형의 형상을 갖고, 이들이 동심 형상으로 배열되어도 된다. 혹은, 복수의 전극(21)이 방사 형상으로 배열되어도 된다. 혹은, 복수의 전극(21)이 도트형(예를 들면 원형 또는 사각형)의 형상을 갖고, 배열면 내에서 2차원적으로 배열되어도 된다.Alternatively, as another specific example, the plurality of
<제2의 실시형태><Second embodiment>
제2의 실시형태에서는, 플라스마 발생 장치(1)를 기판의 처리에 이용하는 양태에 대해 기술한다. 도 7은, 기판 처리 시스템(100)의 구성의 일례를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 기판 처리 시스템(100)은, 로드 포트(LP)와, 인덱서 로봇(IR)과, 센터 로봇(CR)과, 제어부(90)와, 적어도 1개의 처리 유닛(UT)(도 7에 있어서는 4개의 처리 유닛)을 포함한다. 복수의 처리 유닛(UT)은, 기판(W)(웨이퍼)을 처리하기 위한의 것이며, 그 중 적어도 1개가, 상세하게는 후술하는 기판 처리 장치(110)에 대응한다. 기판 처리 장치(110)는, 기판 처리에 이용할 수 있는 매엽식의 장치이며, 구체적으로는, 기판(W)에 부착된 유기물을 제거하는 처리에 이용할 수 있는 매엽식의 장치이다. 이 유기물은, 전형적으로는, 사용 완료된 레지스트막이다. 이 레지스트막은, 예를 들면, 이온 주입 공정용의 주입 마스크로서 이용된 것이다. 기판 처리 장치(110)는, 챔버(111)를 가지고 있어도 된다. 그 경우, 챔버(111) 내의 분위기를 제어함으로써, 원하는 분위기 중에서의 기판 처리를 행할 수 있다.In 2nd Embodiment, the aspect which uses the
제어부(90)는, 기판 처리 시스템(100)에 구비된 각 부의 동작을 제어할 수 있다. 캐리어(C) 각각은, 기판(W)을 수용하는 수용기이다. 로드 포트(LP)는, 복수의 캐리어(C)를 유지하는 수용기 유지 기구이다. 인덱서 로봇(IR)은, 로드 포트(LP)와 기판 재치부(載置部)(PS)의 사이에서 기판(W)을 반송할 수 있다. 센터 로봇(CR)은, 기판 재치부(PS) 및 적어도 1개의 처리 유닛(UT) 중 어느 하나로부터 다른 하나로 기판(W)을 반송할 수 있다. 이상의 구성에 의해, 인덱서 로봇(IR), 기판 재치부(PS) 및 센터 로봇(CR)은, 처리 유닛(UT) 각각과 로드 포트(LP)의 사이에서 기판(W)을 반송하는 반송 기구로서 기능한다.The
미처리 기판(W)은 캐리어(C)로부터 인덱서 로봇(IR)에 의해서 취출(取出)되어, 기판 재치부(PS)를 통해 센터 로봇(CR)에 수도(受渡)된다. 센터 로봇(CR)은 이 미처리 기판(W)을 처리 유닛(UT)에 반입한다. 처리 유닛(UT)은 기판(W)에 대해서 처리를 행한다. 처리 완료 기판(W)은 센터 로봇(CR)에 의해서 처리 유닛(UT)로부터 취출되고, 필요에 따라 다른 처리 유닛(UT)을 경유한 후, 기판 재치부(PS)를 통해 인덱서 로봇(IR)에 수도된다. 인덱서 로봇(IR)은 처리 완료 기판(W)을 캐리어(C)에 반입한다. 이상에 의해, 기판(W)에 대한 처리가 행해진다.The unprocessed board|substrate W is taken out by the indexer robot IR from the carrier C, and is delivered to the center robot CR via the board|substrate mounting part PS. The center robot CR carries the already unprocessed substrate W into the processing unit UT. The processing unit UT performs processing on the substrate W. The processed substrate W is taken out from the processing unit UT by the center robot CR, and after passing through another processing unit UT as necessary, the indexer robot IR via the substrate mounting unit PS. may be on The indexer robot IR carries the processed board|substrate W into the carrier C. As shown in FIG. As mentioned above, the process with respect to the board|substrate W is performed.
도 8은, 제어부(90)(도 7)의 구성의 일례를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 제어부(90)는, 전기 회로를 갖는 일반적인 컴퓨터에 의해서 구성되어 있어도 된다. 구체적으로는, 제어부(90)는, CPU(Central Processing Unit) 등의 연산 처리 장치(91), ROM(Read Only Memory) 등의 비일시적인 기억부(92), RAM(Random Access Memory) 등의 일시적인 기억부(93), 기억 장치(94), 입력부(96), 표시부(97) 및 통신부(98)와, 이들을 상호 접속하는 버스 라인(95)을 가지고 있다.Fig. 8 is a block diagram schematically showing an example of the configuration of the control unit 90 (Fig. 7). The
기억부(92)는 기본 프로그램을 저장하고 있다. 기억부(93)는, 연산 처리 장치(91)가 소정의 처리를 행할 때의 작업 영역으로서 제공된다. 기억 장치(94)는, 플래시 메모리 또는 하드 디스크 장치 등의 불휘발성 기억 장치에 의해서 구성되어 있다. 입력부(96)는, 각종 스위치 또는 터치 패널 등에 의해 구성되어 있으며, 오퍼레이터로부터 처리 레시피 등의 입력 설정 지시를 받는다. 표시부(97)는, 예를 들면 액정 표시 장치 및 램프 등에 의해 구성되어 있으며, 연산 처리 장치(91)에 의한 제어하에, 각종 정보를 표시한다. 통신부(98)는, LAN(Local Area Network) 등을 통한 데이터 통신 기능을 가지고 있다. 기억 장치(94)에는, 기판 처리 시스템(100)(도 7)을 구성하는 각 장치의 제어에 대한 복수의 모드가 미리 설정되어 있다. 연산 처리 장치(91)가 처리 프로그램(94P)을 실행함으로써, 상기 복수의 모드 중 하나의 모드가 선택되고, 당해 모드에 의해서 각 장치가 제어된다. 또, 처리 프로그램(94P)은, 기록 매체에 기억되어 있어도 된다. 이 기록 매체를 이용하면, 제어부(90)에 처리 프로그램(94P)을 인스톨할 수 있다. 또 제어부(90)가 실행하는 기능의 일부 또는 전부는, 반드시 소프트웨어에 의해서 실현될 필요는 없고, 전용의 논리 회로 등의 하드웨어에 의해서 실현되어도 된다.The
도 9는, 처리 유닛(UT)의 일례인 기판 처리 장치(110)의 구성의 일례를 개략적으로 나타내는 도면이다. 기판 처리 장치(110)는, 챔버(111)와, 흡착 유지 기구(50)와, 회전 기구(60)와, 처리부(80)와, 플라스마 발생 장치(1)를 포함하고 있다.9 is a diagram schematically showing an example of the configuration of the
흡착 유지 기구(50)는, 챔버(111) 내에 설치된다. 흡착 유지 기구(50)는 기판(W)의 이면을 흡착하여, 기판(W)을 수평으로 유지한다. 여기서 말하는 「이면」이란, 예를 들면, 기판(W)의 주면 중, 디바이스가 형성되어 있지 않은 면이다. 기판(W)은, 이면이 하방을 향하는 자세로 흡착 유지 기구(50)에 의해서 유지된다. 도 9의 예에서는, 흡착 유지 기구(50)는 흡착 부재(51)를 포함하고 있으며, 기판(W)은 흡착 부재(51)의 흡착면(51a)의 위에 재치된다. 흡착 부재(51)의 흡착면(51a)은 평면에서 볼 때 예를 들면 원 형상을 갖는다. 흡착 부재(11)의 흡착면(51a)의 직경은 기판(W)의 직경보다 작고, 예를 들면, 기판(W)의 직경의 4분의 1 이하이다.The
흡착 부재(51)의 흡착면(51a)에는, 도시 생략된 흡착구가 형성되어 있다. 흡착면(51a)에는, 복수의 흡착구가 분산되어 형성되어 있어도 된다. 흡착 부재(51)의 내부에는, 흡착구에 연결되는 도시 생략된 내부 유로가 형성되어 있다. 당해 내부 유로는, 흡인관(55)을 통해 흡인 기구(56)에 접속된다. 흡인 기구(56)는 예를 들면 펌프를 포함하고 있으며, 흡인관(55)의 내부로부터 기체를 흡인한다. 이에 의해, 흡착면(51a)의 흡착구로부터 기체가 흡인되어, 기판(W)이 흡착 부재(51)에 흡착 유지된다. 흡인 기구(56)는 제어부(90)에 의해서 제어된다. 또한, 기판(W)은 반드시 흡착에 의해 유지될 필요는 없고, 다른 임의의 수법으로 유지되면 된다.The adsorption port (not shown) is formed in the adsorption|
회전 기구(60)는 챔버(111) 내에 설치되어 있다. 회전 기구(60)는 흡착 유지 기구(50)(보다 구체적으로는, 흡착 부재(51))를, 회전축선(Q1)의 둘레로 회전시킨다. 이에 의해, 흡착 유지 기구(50)에 흡착 유지된 기판(W)도 회전축선(Q1)의 둘레로 회전한다. 회전축선(Q1)은, 기판(W)의 중앙부를 지나 연직 방향을 따라서 연장되는 가상적인 축이다.The
회전 기구(60)는 모터(61)를 포함하고 있다. 모터(61)는 샤프트(62)를 개재하여 흡착 부재(51)에 연결된다. 샤프트(62)는 회전축선(Q1)을 따라서 연장되어 있고, 그 상단이 흡착 부재(51)에 연결된다. 샤프트(62)는 예를 들면 원통 형상을 갖는 중공 샤프트이며, 흡인관(55)은 당해 샤프트(62)의 중공부를 지나 흡착 부재(51)의 내부 유로에 접속된다.The
모터(61)는 샤프트(62)에 연결되어 있으며, 샤프트(62)를 회전축선(Q1)의 둘레로 회전시킨다. 도 9의 예에서는, 모터(61)는 샤프트(62)와 동축에 설치되어 있다. 샤프트(62)는 모터(61)로부터 상방으로 연장되어 있다. 모터(61)가 샤프트(62)를 회전시킴으로써, 흡착 부재(51)를 회전축선(Q1)의 둘레로 회전시킬 수 있다. 모터(61)는 제어부(90)에 의해서 제어된다.The
모터(61)는, 모터 수용 부재(70)에 수용되어 있다. 모터 수용 부재(70)는 모터(61)를 외부의 처리 분위기로부터 보호할 수 있다. 구체적인 일례로서, 후술하는 노즐(81)로부터 토출된 약액 및 린스용 노즐(도시 생략)로부터 토출된 린스액으로부터 모터(61)를 보호할 수 있다.The
처리부(80)는, 흡착 유지 기구(50)에 의해서 흡착 유지된 기판(W)에 대해서 처리를 행한다. 도 9의 예에서는, 처리부(80)는 노즐(81)과 배관(82)과 밸브(83)를 포함하고 있다. 노즐(81)은 챔버(111) 내에 설치되어 있으며, 흡착 유지 기구(50)에 의해서 유지된 기판(W)을 향하여 처리액을 토출한다. 도 9의 예에서는, 노즐(81)은 기판(W)보다 상방에 배치되어 있으며, 연직 방향에 있어서 기판(W)의 중앙부와 대향하고 있다.The
노즐(81)은 배관(82)을 통해 처리액 공급원(84)에 접속되어 있다. 처리액 공급원(84)은 배관(82)을 통해 노즐(81)에 처리액을 공급한다. 노즐(81)은 처리액을 기판(W)의 표면의 중앙부에 토출한다. 배관(82)의 도중에는, 밸브(83)가 개재 설치되어 있다. 밸브(83)는 배관(82)의 내부 유로의 개폐를 전환한다. 밸브(83)는 제어부(90)에 의해서 제어된다. 밸브(83)는 배관(82)의 내부를 흐르는 처리액의 유량을 조정 가능한 밸브여도 된다.The
회전 기구(60)가 흡착 유지 기구(50) 및 기판(W)을 회전시킨 상태에서, 밸브(83)가 열림으로써, 노즐(81)은 회전 중인 기판(W)에 처리액을 공급한다. 이에 의해, 처리액은 기판(W)의 상면의 중앙부에 착액하고, 기판(W)의 회전에 따르는 원심력을 받아 기판(W)의 상면에 퍼져, 기판(W)의 주연으로부터 외측으로 비산한다.In a state in which the
도 9의 예에서는, 노즐(81)은, 노즐 이동 기구(85)에 의해서 제1 처리 위치와 제2 대기 위치의 사이에서 이동 가능하다. 제1 처리 위치는, 노즐(81)이 처리액을 토출하는 위치이며, 도 9의 예에서는, 기판(W)보다 상방이며 기판(W)의 중앙부와 대향하는 위치이다. 제1 대기 위치는, 노즐(81)이 처리액을 토출하지 않는 위치이며, 예를 들면 기판(W)과 상하 방향으로 대향하지 않는 위치이다. 즉, 예를 들면, 제1 대기 위치는 평면에서 볼 때 기판(W)의 주연보다 외측의 위치이다.In the example of FIG. 9 , the
노즐 이동 기구(85)는, 예를 들면, 모두 도시 생략된 아암, 지지봉 및 모터를 포함해도 된다. 아암은 수평 방향을 따라서 연장되고, 그 선단이 노즐(81)에 연결된다. 아암의 기단은 지지봉에 연결된다. 지지봉은 연직 방향을 따라서 연장되어 있고, 그 기단이 모터에 연결된다. 모터는 제어부(90)에 의해서 제어된다. 모터가 지지봉을 회전시킴으로써, 아암이 지지봉을 중심으로 선회하고, 아암의 선단에 연결된 노즐(81)이, 지지봉을 중심으로 한 둘레 방향을 따라서, 제1 처리 위치와 제1 대기 위치 사이를 이동한다.The nozzle moving mechanism 85 may include, for example, an arm, a support rod, and a motor which are not shown in all. The arm extends along the horizontal direction, and its tip is connected to the
처리부(80)는 복수 종류의 처리액을 기판(W)에 공급해도 된다. 예를 들면 처리부(80)는 처리액의 종류에 따른 복수의 노즐을 구비하고 있어도 된다. 예를 들면 처리액으로서 약액 및 린스액을 채용할 수 있다. 약액으로서는, 예를 들면 산성의 약액을 채용할 수 있다. 보다 구체적인 일례로서, 약액으로서, 황산, 황산염, 퍼옥소 황산 및 퍼옥소 황산염 중 적어도 어느 하나를 채용할 수 있다. 혹은, 약액으로서, 과산화수소수를 포함하는 약액을 채용해도 된다. 린스액으로서는, 예를 들면 순수 및 이소프로필알코올(IPA) 중 적어도 어느 하나를 채용할 수 있다.The
이하에서는, 노즐(81) 외에 린스용 노즐이 설치되는 양태에 대해 기술한다. 구체적으로는, 처리부(80)는 예를 들면 모두 도시 생략된 린스용 노즐, 린스용 배관 및 린스용 밸브를 추가로 포함한다. 린스용 노즐은, 흡착 유지 기구(50)에 의해서 유지된 기판(W)의 중앙부를 향하여 린스액을 토출한다. 린스액은, 기판(W) 위의 약액을 씻어내기 위한 처리액이다.Hereinafter, an aspect in which a nozzle for rinsing is provided in addition to the
린스용 노즐은 린스용 배관을 통해 린스액 공급원에 접속된다. 린스용 밸브는 린스용 배관에 개재 설치되어 있으며, 린스용 배관의 내부 유로의 개폐를 전환한다. 린스용 밸브는 제어부(90)에 의해서 제어된다. 린스용 밸브는, 린스용 배관의 내부를 흐르는 린스액의 유량을 조정 가능한 밸브여도 된다. 린스용 노즐은 노즐(81)과 연결되어도 된다. 이 경우, 린스용 노즐은 노즐(81)과 일체로 이동 가능하다.The rinsing nozzle is connected to a rinsing liquid supply source through a rinsing pipe. The rinsing valve is interposed in the rinsing pipe and switches the opening and closing of the internal flow path of the rinsing pipe. The rinse valve is controlled by the
처리부(80)는 우선, 회전 중인 기판(W)의 상면에 약액을 공급한다. 이에 의해, 약액이 기판(W)의 상면의 전면에 작용하여, 기판(W)에 대한 처리가 행해진다. 예를 들면, 약액에 의해 기판(W)의 레지스트막을 제거하는 제거 처리가 행해진다.The
이 처리에 있어서, 퍼들 처리가 행해져도 된다. 퍼들 처리에서는, 처리부(80)가 약액의 공급을 정지하고, 회전 기구(60)가 기판(W)의 회전 속도를 저하시킨다. 회전 기구(60)는, 기판(W)의 상면에 있어서 약액의 액막이 유지되는 정도의 회전 속도로 기판(W)을 회전시킨다. 즉, 약액이 기판(W)의 주연으로부터 거의 비산하지 않는 정도의 회전 속도로 기판(W)을 회전시킨다. 퍼들 처리에서는, 약액이 공급되지 않으므로, 약액의 소비량을 저감할 수 있다. 레지스트막이 충분히 제거되면, 회전 기구(60)는 다시 기판(W)의 회전 속도를 높게 하여, 기판(W)의 상면의 약액을 기판(W)의 주연으로부터 외측으로 비산시킨다.In this process, a puddle process may be performed. In the puddle process, the
다음으로, 처리부(80)는 회전 중인 기판(W)에 린스액을 공급함으로써, 기판(W)의 상면에 잔류한 약액을 씻어낸다. 환언하면, 기판(W)의 상면의 약액을 린스액으로 치환할 수 있다. 린스액은, 기판(W)의 회전에 따르는 원심력을 받아 기판(W)의 주연으로부터 외측으로 비산한다.Next, the
도 9의 예에서는, 기판 처리 장치(110)는 가드(76)를 추가로 포함하고 있다. 가드(76)는 평면에서 볼 때 기판(W)을 둘러싸는 통형의 형상을 가지고 있다. 이 가드(76)는, 기판(W)의 주연으로부터 비산한 처리액을 받아, 당해 처리액을 도시 생략된 회수부에 흐르게 한다. 가드(76)는, 가드 이동 기구(77)에 의해서 상하 방향으로 이동 가능하다. 가드 이동 기구(77)는, 가드(76)의 상단이 기판(W)보다 상방에 위치하는 상위치와, 가드(76)의 상단이 기판(W)보다 하방에 위치하는 하위치의 사이에서 가드(76)를 이동시킨다. 가드 이동 기구(77)는 예를 들면 실린더 기구 또는 볼 나사 기구 등을 포함한다.In the example of FIG. 9 , the
도 9의 예에서는, 플라스마 발생 장치(1)는, 흡착 유지 기구(50)에 의해서 유지된 기판(W)의 상면과 마주 보는 위치에 설치되어 있다. 즉, 플라스마 발생 장치(1)는 기판(W)의 상면보다 상방에 설치되어 있다. 따라서, 플라스마 발생 장치(1)는 간격을 두고 기판(W)의 상면과 대향한다. 플라스마 발생 장치(1)는, 평면에서 볼 때, 노즐(81)로부터 어긋나게 배치된다. 즉, 플라스마 발생 장치(1)는 노즐(81)과 기판(W) 사이를 피해서 배치된다. 이에 의해, 노즐(81)로부터 토출된 처리액이 플라스마 발생 장치(1)에 충돌하는 것을 회피할 수 있다.In the example of FIG. 9, the
플라스마 발생 장치(1)도 이동 기구(5)에 의해서 이동 가능하게 구성되어 있어도 된다. 이동 기구(5)는, 플라스마 발생 장치(1)를 제2 처리 위치와 제2 대기 위치의 사이에서 이동시킨다. 제2 처리 위치는, 흡착 유지 기구(50)에 의해서 유지된 기판(W)의 상면과 대향하는 위치이며, 제2 대기 위치는 평면에서 볼 때 기판(W)의 주연보다 외측의 위치이다. 이동 기구(5)는 예를 들면 노즐 이동 기구(85)와 동일한 구성을 가지고 있어도 된다.The
플라스마 발생 장치(1)는, 챔버(111)의 외부에 배치되어 있는 고주파 전원(4)에 접속된다. 고주파 전원(4)은 제어부(90)에 의해서 제어된다. 플라스마 발생 장치(1)는, 그 유전체(3)의 주면(3a)이 기판(W)을 향하는 자세로 배치되어 있다. 따라서, 고주파 전원(4)이 전극(21)에 고주파 전압을 인가하면, 플라스마 발생 장치(1)는 유전체(3)와 기판(W) 사이의 기체(예를 들면 산소)를 플라스마화시킨다.The
플라스마 발생 장치(1)는, 회전 중인 기판(W)의 상면에 약액이 존재하고 있는 상태에서, 제2 처리 위치에 있어서 플라스마를 발생시켜도 된다. 이에 의하면, 플라스마는 기판(W)의 상면의 약액의 액막에 작용한다. 플라스마 발생 장치(1)는 평면에서 볼 때 기판(W)의 둘레 방향의 일부에 배치되지만, 기판(W)이 회전함으로써, 플라스마는 기판(W) 상의 약액의 액막에 대해서 전체 둘레에 걸쳐서 작용한다. 플라스마가 기판(W) 상의 약액의 액막에 작용함으로써, 당해 액막 중에, 강한 산화력을 갖는 라디칼이 발생한다. 따라서, 약액의 산화력을 이용한 기판 처리를 효율적으로 행할 수 있다. 구체적으로는, 기판(W)으로부터 레지스트막을 효율적으로 제거할 수 있다.The
약액은 황산을 포함하고 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 황산에 대한 플라스마 조사에 의해서 퍼옥소 일황산(카로산)을 생성할 수 있다. 이에 의하면, 카로산의 생성에 과산화수소수를 필요로 하지 않는다. 과산화수소수를 이용하지 않는 경우에는, 배액 처리의 부담을 경감하거나 황산의 리사이클을 용이하게 할 수 있다. 여기서, 황산을 포함하는 약액을 이용하는 경우, 황산의 농도는 94~98%의 범위가 바람직하고, 96% 정도가 보다 바람직하다.It is preferable that the chemical solution contains sulfuric acid. In this case, peroxo monosulfuric acid (caroic acid) can be produced by plasma irradiation with sulfuric acid. According to this, hydrogen peroxide solution is not required for the production of caroic acid. When the hydrogen peroxide solution is not used, the burden of the drainage treatment can be reduced or the recycling of the sulfuric acid can be facilitated. Here, when using a chemical liquid containing sulfuric acid, the concentration of sulfuric acid is preferably in the range of 94 to 98%, more preferably about 96%.
기판 처리 장치(110)에는, 챔버(111) 내의 기체를 조정하기 위해서, 기체 공급부(86)가 설치되어도 된다. 기체 공급부(86)는 챔버(111) 내에 기체(예를 들면 질소 또는 희가스 등의 불활성 가스 또는 산소 가스)를 공급한다. 이에 의해, 챔버(111) 내의 분위기를 원하는 분위기에 가깝게 할 수 있다.The
또, 기체 공급부(86)는, 플라스마 발생 장치(1)의 근방에 플라스마 발생용의 기체(예를 들면 불활성 가스 혹은 산소)를 공급해도 된다. 구체적인 일례로서, 기체 공급부(86)는, 플라스마 발생 장치(1)의 주면(3a)과 기판(W) 사이의 공간에 기체를 토출하는 노즐(도출관)(87)을 포함한다. 노즐(87)은 공급관(88)을 통해 기체 공급원(891)에 접속된다. 기체 공급원(891)은 예를 들면 질소 또는 희가스 등의 불활성 가스 및 산소 중 적어도 어느 한쪽을 플라스마용의 기체로서 공급관(88)에 공급한다. 공급관(88)에는 밸브(89)가 설치되어, 공급관(88)의 개폐가 제어된다. 밸브(89)는 제어부(90)에 의해서 제어된다.Moreover, the
노즐(87)은 플라스마 발생 장치(1)의 근방에 설치되어도 된다. 노즐(87)의 토출구는 플라스마 발생 장치(1)와 기판(W) 사이의 공간을 향하여 개구해도 된다. 혹은, 당해 노즐(87)은 기판(W)의 중앙부와 대향하는 위치에 설치되고, 기판(W)의 중앙부를 향하여 기체를 토출해도 된다. 당해 노즐(87)로부터의 기체는 기판(W)의 중앙부로부터 경방향 외측으로 퍼져 흐르므로, 플라스마 발생 장치(1)와 기판(W) 사이의 공간에도 흐른다. 노즐(87)은 유전체(3)에 연결되어 있어도 된다.The
이상과 같이, 기판 처리 장치(110)에서는 플라스마 발생 장치(1)가 설치되어 있다. 따라서, 저소비 전력으로 플라스마를 이용하여 기판(W)에 대한 처리를 행할 수 있다. 또한, 플라스마 발생 장치(1)에 의하면, 전극(21)이 유전체(3)에 봉지되어 있다. 따라서, 유전체(3)는 전극(21)을 챔버(111) 내의 분위기로부터 보호할 수 있다. 예를 들면, 산성의 약액이 전극(21)에 접촉하면, 전극(21)이 부식될 수 있기 때문에, 그러한 부식을 피할 수 있다. 반대로 말하면, 전극(21)으로부터 용출한 성분, 혹은, 플라스마에 의해서 스퍼터된 성분이 기판(W)에 부착되어 기판(W)을 오염시키는 것을 회피할 수 있다.As described above, the
상술한 예에서는, 플라스마를 약액에 작용시켜, 높은 산화력을 갖는 라디칼을 발생시킨다. 따라서, 기판(W)에 대한 레지스트막의 제거 처리를 보다 효율적으로 행할 수 있다.In the above-mentioned example, plasma is made to act on a chemical|medical solution, and the radical which has a high oxidizing power is generated. Therefore, the removal process of the resist film with respect to the board|substrate W can be performed more efficiently.
또한, 상술한 예에서는, 기판 처리 장치(110)에 있어서, 플라스마는 처리액에 작용하고 있지만, 플라스마를 기판(W)에 직접 작용시켜도 된다. 즉, 고주파 전원(4)은 기판(W)에 처리액이 부착되어 있지 않은 상태에서, 전극(21a, 21b) 사이에 고주파 전압을 인가해도 된다. 이에 의해, 플라스마를 기판(W)에 직접 작용시킬 수 있어, 표면 개질(예를 들면 친수화) 등의 처리를 기판(W)에 대해서 행할 수 있다.In addition, in the above-mentioned example, in the
이상과 같이, 이 플라스마 발생 장치(1) 및 기판 처리 장치(110)는 상세하게 설명되었는데, 상기의 설명은 모든 국면에 있어서 예시이며, 이 플라스마 발생 장치(1) 및 기판 처리 장치(110)가 그에 한정되는 것은 아니다. 예시되어 있지 않은 무수한 변형예가 이 개시의 범위에서 벗어나지 않고 상정될 수 있는 것으로 해석된다. 상기 각 실시형태 및 각 변형예에서 설명한 각 구성은, 서로 모순되지 않는 한 적절히 조합하거나 생략할 수 있다.As described above, the
1 플라스마 발생 장치
2 전극군
21 전극
21a 제1 전극(전극)
21b 제2 전극(전극)
3 유전체
31 제1 유전 부재(유전 부재)
32 제2 유전 부재(유전 부재)
110 기판 처리 장치
50 유지 기구
81 노즐1 Plasma generator
2 electrode group
21 electrode
21a first electrode (electrode)
21b second electrode (electrode)
3 dielectric
31 first dielectric member (dielectric member)
32 second dielectric member (dielectric member)
110 substrate processing equipment
50 holding mechanism
81 Nozzle
Claims (7)
제1 주면, 및, 상기 제1 주면과 반대 측의 제2 주면을 갖는 유전체와,
상기 유전체에 의해서 봉지(封止)되고, 상기 제1 주면과 평행한 배열면 내에서 번갈아 배열된 적어도 하나의 제1 전극 및 적어도 하나의 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 고주파 전압의 인가에 의해 발생한 전계를 상기 제1 주면보다 외측에 작용시키는 전극군
을 구비하는, 플라스마 발생 장치.A plasma generating device for generating plasma, comprising:
a dielectric having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface;
at least one first electrode and at least one second electrode encapsulated by the dielectric and alternately arranged in an arrangement plane parallel to the first main surface, wherein the first electrode and the second electrode An electrode group for applying an electric field generated by application of a high-frequency voltage between the electrodes to the outside of the first main surface
A plasma generating device comprising a.
상기 전극군과 상기 제1 주면 사이의 간격은, 상기 전극군과 상기 제2 주면 사이의 간격보다 좁은, 플라스마 발생 장치.The method according to claim 1,
The distance between the electrode group and the first main surface is narrower than the distance between the electrode group and the second main surface, the plasma generating device.
상기 유전체는,
상기 제1 주면을 갖는 제1 유전 부재와,
상기 제2 주면을 갖는 제2 유전 부재
를 포함하고,
상기 제1 유전 부재의 유전율은 상기 제2 유전 부재의 유전율보다 낮은, 플라스마 발생 장치.The method according to claim 1 or 2,
The dielectric is
a first dielectric member having the first main surface;
a second dielectric member having the second major surface
including,
The dielectric constant of the first dielectric member is lower than the dielectric constant of the second dielectric member, plasma generating device.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 원기둥 형상인, 플라스마 발생 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The first electrode and the second electrode have a cylindrical shape, a plasma generating device.
상기 기판을 유지하는 유지 기구와,
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 플라스마 발생 장치
를 구비하는, 기판 처리 장치.A substrate processing apparatus for processing a substrate, comprising:
a holding mechanism for holding the substrate;
The plasma generating device according to any one of claims 1 to 4
A substrate processing apparatus comprising:
상기 유지 기구에 유지된 상기 기판의 주면에, 황산, 황산염, 퍼옥소 황산 및 퍼옥소 황산염 중 적어도 어느 하나를 포함하는 처리액을 공급하는 제1 노즐을 추가로 구비하고,
상기 플라스마 발생 장치에 의해서 발생한 플라스마를 상기 처리액에 작용시키는, 기판 처리 장치.6. The method of claim 5,
A first nozzle for supplying a treatment solution containing at least one of sulfuric acid, sulfate, peroxosulfate and peroxosulfate to the main surface of the substrate held by the holding mechanism is further provided;
A substrate processing apparatus which causes the plasma generated by the plasma generating apparatus to act on the processing liquid.
상기 플라스마 발생 장치와, 상기 유지 기구에 의해서 유지된 기판 사이에 플라스마용의 기체를 공급하는 제2 노즐을 추가로 구비하는, 기판 처리 장치.7. The method according to claim 5 or 6,
and a second nozzle for supplying a gas for plasma between the plasma generator and the substrate held by the holding mechanism.
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