KR20230008604A - 플라스마 처리 장치 - Google Patents

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KR20230008604A
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processing device
annular exhaust
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마사키 히라야마
도시후미 기타하라
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 플라스마 처리 장치의 초크 구조에서의 방전을 억제하는 기술을 제공한다. 개시되는 플라스마 처리 장치는, 챔버, 도입부 및 초크 구조를 구비한다. 도입부는, 거기로부터 챔버 내에 전자파가 도입되도록 마련되어 있다. 초크 구조는, 챔버의 벽에 마련되어 있다. 초크 구조는, 그것이 마련된 개소로부터 챔버의 내벽면을 따른 하류에의 전자파의 전파를 억제하도록 구성되어 있다. 초크 구조는, 슬릿상의 제1 부분 및 제2 부분을 포함한다. 제1 부분은, 챔버 내의 공간에 접속되어 있다. 제2 부분은, 챔버의 벽 중에서 제1 부분으로부터 연장된다. 제2 부분에서의 전자파의 전계 방향을 따른 제2 부분의 길이는, 제1 부분에서의 전자파의 전계 방향을 따른 제1 부분의 길이보다도 길다.

Description

플라스마 처리 장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 개시의 예시적 실시 형태는, 플라스마 처리 장치에 관한 것이다.
플라스마 처리 장치가 기판에 대한 플라스마 처리에서 사용되고 있다. 일종의 플라스마 처리 장치는, 하기 특허문헌 1에 기재되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 플라스마 처리 장치는, 플라스마를 여기시키기 위한 전자파로서, UHF대 또는 VHF대의 고주파를 사용하고 있다. 챔버 내에 도입된 전자파는, 표면파로서 챔버 내의 벽면을 따라 전파한다. 특허문헌 1에 기재된 플라스마 처리 장치는, 챔버 내의 불필요한 개소에의 전자파의 전파를 억제하기 위해서, 초크부를 갖고 있다.
국제 공개 제2018/101065호
본 개시는, 플라스마 처리 장치의 초크 구조에서의 방전을 억제하는 기술을 제공한다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 플라스마 처리 장치가 제공된다. 플라스마 처리 장치는, 챔버, 도입부 및 초크 구조를 구비한다. 도입부는, 거기로부터 챔버 내에 전자파가 도입되도록 마련되어 있다. 초크 구조는, 챔버의 벽에 마련되어 있다. 초크 구조는, 그것이 마련된 개소로부터 챔버의 내벽면을 따른 하류에의 전자파의 전파를 억제하도록 구성되어 있다. 초크 구조는, 슬릿상의 제1 부분 및 제2 부분을 포함한다. 제1 부분은, 챔버 내의 공간에 접속되어 있다. 제2 부분은, 챔버의 벽 중에서 제1 부분으로부터 연장된다. 제2 부분에서의 전자파의 전계 방향을 따른 제2 부분의 길이는, 제1 부분에서의 전자파의 전계 방향을 따른 제1 부분의 길이보다도 길다.
하나의 예시적 실시 형태에 따르면, 플라스마 처리 장치의 초크 구조에서의 방전을 억제하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 하나의 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 하나의 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치에서의 초크 구조의 부분 확대 단면도이다.
도 3은 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시하는 플라스마 처리 장치에 있어서 채용될 수 있는 일례의 절연성 부재를 파단해서 도시하는 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시하는 플라스마 처리 장치에 있어서 채용될 수 있는 다른 예의 절연성 부재를 파단해서 도시하는 사시도이다.
도 6은 또 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 7은 또 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시하는 플라스마 처리 장치에 있어서 채용될 수 있는 일례의 유전체부, 절연성 부재 및 탄성 링을 파단해서 도시하는 사시도이다.
도 9는 도 7에 도시하는 플라스마 처리 장치에 있어서 채용될 수 있는 일례의 절연성 부재를 파단해서 도시하는 사시도이다.
도 10은 또 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 11은 또 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치의 일부를 확대해서 도시하는 도면이다.
도 12는 또 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치에서의 유전체부 및 환상 배기 덕트의 일부를 도시하는 도면이다.
도 13의 (a) 및 13의 (b) 각각은, 또 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치에서의 유전체부 및 환상 배기 덕트의 부분 확대도이다.
이하, 다양한 예시적 실시 형태에 대해서 설명한다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 플라스마 처리 장치가 제공된다. 플라스마 처리 장치는, 챔버, 도입부 및 초크 구조를 구비한다. 도입부는, 거기로부터 챔버 내에 전자파가 도입되도록 마련되어 있다. 초크 구조는, 챔버의 벽에 마련되어 있다. 초크 구조는, 그것이 마련된 개소로부터 챔버의 내벽면을 따른 하류에의 전자파의 전파를 억제하도록 구성되어 있다. 초크 구조는, 슬릿상의 제1 부분 및 제2 부분을 포함한다. 제1 부분은, 챔버 내의 공간에 접속되어 있다. 제2 부분은, 챔버의 벽 중에서 제1 부분으로부터 연장된다. 제2 부분에서의 전자파의 전계 방향을 따른 제2 부분의 길이는, 제1 부분에서의 전자파의 전계 방향을 따른 제1 부분의 길이보다도 길다.
상기 실시 형태에서는, 제1 부분에 대하여, 제2 부분이, 전자파의 전계 방향을 따라서 확대되어 있다. 따라서, 제2 부분에서의 전계의 강도가 작아진다. 그러므로, 상기 실시 형태에 따르면, 초크 구조에서의 방전을 억제하는 것이 가능하게 된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 제2 부분에서의 전자파의 전파 방향을 따른 해당 제2 부분의 길이는, 제1 부분에서의 전자파의 전파 방향을 따른 제1 부분의 길이보다도 길어도 된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 제1 부분에서의 전자파의 전파 방향 및 제2 부분에서의 전자파의 전파 방향은, 동일하여도 된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 초크 구조는, 제1 부분 내에 마련된 유전체부를 더 포함하고 있어도 된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 초크 구조는, 제2 부분 내에 마련된 유전체부를 더 포함하고 있어도 된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 초크 구조는, 챔버의 측벽에 마련되어 있어도 된다. 측벽은, 환상 배기 덕트를 포함하고 있어도 된다. 환상 배기 덕트는, 환상 배기로를 제공한다. 환상 배기로는, 측벽의 중심 축선에 대하여 둘레 방향으로 연장되고 또한 챔버 내의 공간에 연통하고 있다. 제1 부분은, 환상 배기 덕트를 구획 형성하는 벽에 형성되어 있고, 중심 축선에 대하여 둘레 방향으로 연장되어 있다. 제2 부분은, 환상 배기로이다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 챔버의 측벽은, 제1 벽 부재 및 제2 벽 부재를 포함하고 있어도 된다. 제1 벽 부재는, 제1 부분의 상측에서 연장된다. 제2 벽 부재는, 해당 제1 벽 부재로부터 분리 가능하고, 초크 구조의 제1 부분의 하측에서 연장된다. 제1 벽 부재 및 제2 벽 부재는, 그것들 사이에 배치되는 유전체부를 탄성적으로 끼움 지지하고 있어도 된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 챔버의 측벽은, 제3 벽 부재 및 제4 벽 부재를 더 포함하고 있어도 된다. 제3 벽 부재는, 제1 벽 부재 및 제2 벽 부재로부터 분리 가능하고, 제1 벽 부재 및 제2 벽 부재와 함께 환상 배기 덕트를 구성한다. 제4 벽 부재는, 환상 배기 덕트의 하측에서 연장된다. 제1 벽 부재는, 제2 벽 부재 및 제3 벽 부재 상에 마련되어 있고, 환상 배기로를 상측으로부터 구획 형성한다. 제2 벽 부재는, 제3 벽 부재에 대하여 내측에서 연장되어 있고, 제3 벽 부재와 함께 환상 배기로를 하측으로부터 구획 형성한다. 제2 벽 부재는, O링 및/또는 스파이럴 스프링 가스켓으로부터의 반력에 의해, 유전체부를 압박하고 있어도 된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 환상 배기 덕트는, 3개 이상의 오목부를 제공하고 있어도 된다. 3개 이상의 오목부는, 환상 배기로를 구획 형성하는 환상 배기 덕트의 내주면으로부터 직경 방향 내측으로 연장되고, 또한, 둘레 방향을 따라 등간격으로 배치되어 있다. 유전체부는, 3개 이상의 오목부 내에 배치되는 3개 이상의 볼록부를 포함하고 있어도 된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 제1 부분 내에 마련된 유전체부는, 환상 배기로 내까지 연장되어 있어도 된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 유전체부는, 복수의 제1 부재 및 복수의 제2 부재를 포함하고 있어도 된다. 복수의 제1 부재 및 복수의 제2 부재는, 제1 부분 내에서 상기 둘레 방향을 따라 교대로 배열되어 있어도 된다. 복수의 제1 부재는, 제1 부분에 끼워 맞추어져 있어도 된다. 복수의 제2 부재 각각의 두께는, 상기 복수의 제1 부재 각각의 두께보다도 작아도 된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 절연성 부재는, 환 형상을 갖고 있어도 된다. 절연성 부재는, 해당 절연성 부재의 내주측으로부터 외주측을 향해서 연장되는 제1 절입부 및 해당 절연성 부재의 외주측으로부터 내주측을 향해서 연장되는 제2 절입부를 제공하고 있어도 된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 제1 절입부와 제2 절입부는, 절연성 부재의 중심에 대하여 90도 이하의 각도 범위 내에 마련되어 있어도 된다. 즉, 제1 절입부는, 이것과 쌍을 이루는 제2 절입부의 근방에 마련되어 있어도 된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 절연성 부재는, 각각이 제1 절입부와 제2 절입부를 포함하는 복수 쌍의 절입부를 제공하고 있어도 된다. 복수 쌍의 절입부는, 둘레 방향을 따라 배열되어 있다. 복수 쌍의 절입부 각각에서의 제1 절입부와 제2 절입부 사이의 둘레 방향에서의 간격은, 복수 쌍의 절입부의 둘레 방향에서의 간격보다도 좁아도 된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 플라스마 처리 장치는, 제1 부분이 형성된 벽에 절연성 부재를 압박하는 탄성 링을 더 구비하고 있어도 된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 초크 구조는, 환상 배기로 내에서 유전체부를 적어도 부분적으로 덮도록 마련된 절연성 부재를 더 포함하고 있어도 된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 절연성 부재는, 환상 배기로 내에서 유전체부의 단부를 제외한 부분 또는 유전체부의 전체를 덮고 있어도 된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 절연성 부재는, 둘레 방향에 있어서 서로로부터 분리된 복수의 부분을 포함하고 있어도 된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 절연성 부재는, 탄성을 갖고 있어도 된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 환상 배기 덕트는, 개구를 제공하는 외주벽을 포함하고 있어도 된다. 다른 배기 덕트가, 환상 배기 덕트에 접속되어 있어도 된다. 다른 배기 덕트의 배기로가, 환상 배기 덕트의 외주벽의 개구를 통해서 환상 배기로에 접속하고 있어도 된다. 단락부가, 환상 배기 덕트의 외주벽의 개구를 구획 형성하는 한 쌍의 테두리부를 서로 전기적으로 접속하도록, 당해 개구 내에 마련되어 있어도 된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 제2 부분은 공동이어도 된다. 제2 부분 내의 압력은 챔버 내의 공간에서의 압력보다도 높은 압력으로 설정되어 있어도 된다.
다른 예시적 실시 형태에서도, 플라스마 처리 장치가 제공된다. 플라스마 처리 장치는, 챔버, 도입부 및 초크 구조를 구비한다. 도입부는, 거기로부터 챔버 내에 전자파가 도입되도록 마련되어 있다. 초크 구조는, 챔버의 벽에 마련되어 있다. 초크 구조는, 그것이 마련된 개소로부터 챔버의 내벽면을 따른 하류에의 전자파의 전파를 억제하도록 구성되어 있다. 초크 구조는, 슬릿상의 제1 부분, 유전체부 및 제2 부분을 포함한다. 제1 부분은, 챔버 내의 공간에 접속되어 있다. 유전체부는, 제1 부분 내에 마련되어 있다. 제2 부분은, 챔버의 벽 중에서 제1 부분으로부터 연장된다. 제2 부분은 공동이며, 제2 부분 내의 압력은 챔버 내의 공간에서의 압력보다도 높은 압력으로 설정된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 초크 구조는, 제2 부분을 챔버의 외측의 대기 공간에 연통시키는 통로를 제공하고 있어도 된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 플라스마 처리 장치는, 제2 부분에 가스를 공급하도록 구성된 가스 공급부를 더 구비하고 있어도 된다. 가스는, 불소 함유 가스이어도 된다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 초크 구조는, 챔버의 측벽에 마련되어 있다. 제1 부분 및 제2 부분은, 측벽의 중심 축선에 대하여 둘레 방향으로 연장되어 있어도 된다.
이하, 도면을 참조하여 다양한 예시적 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일하거나 또는 상당하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하기로 한다.
도 1은, 하나의 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 1에 도시하는 플라스마 처리 장치(1)는, 챔버(10), 도입부(14) 및 초크 구조(16)를 구비하고 있다.
챔버(10)는, 그 안에 기판 처리 공간(10s)을 제공하고 있다. 챔버(10)는, 알루미늄과 같은 금속으로 형성되어 있고, 접지되어 있다. 챔버(10)는, 그 상단에서 개구된 대략 원통 형상을 가질 수 있다. 챔버(10) 및 기판 처리 공간(10s) 각각의 중심 축선은, 축선(AX)이다. 챔버(10)는, 그 표면에 내부식성을 갖는 막을 갖고 있어도 된다. 내부식성을 갖는 막은, 산화이트륨막, 산화불화이트륨막, 불화이트륨막, 산화이트륨, 또는 불화이트륨 등을 포함하는 세라믹막일 수 있다.
챔버(10)의 저부는, 배기구(10e)를 제공하고 있다. 배기구(10e)에는, 배기 장치가 접속된다. 배기 장치는, 드라이 펌프 및/또는 터보 분자 펌프와 같은 진공 펌프와 자동 압력 제어 밸브를 포함할 수 있다.
플라스마 처리 장치(1)는, 기판 지지부(12)를 더 구비하고 있어도 된다. 기판 지지부(12)는, 기판 처리 공간(10s) 내에 마련되어 있다. 기판 지지부(12)는, 그 상면 상에 적재된 기판(W)을 대략 수평하게 지지하도록 구성되어 있다. 기판 지지부(12)는, 대략 원반 형상을 갖고 있다. 기판 지지부(12)의 중심 축선은, 축선(AX)이다.
도입부(14)는, 거기로부터 챔버(10) 내에 전자파가 도입되도록 마련되어 있다. 도입부(14)는, 석영, 질화알루미늄, 또는 산화알루미늄과 같은 유전체로 형성되어 있다. 도입부(14)는, 대략 환 형상을 갖고 있어도 되고, 그 중심 축선은 축선(AX)이어도 된다. 도입부(14)로부터 챔버(10) 내에 도입되는 전자파는, VHF파 또는 UHF파와 같은 고주파이다. 전자파는, 후술하는 고주파 전원에 의해 발생된다. 전자파는, 도파부(18)를 통해서 도입부(14)에 전파하여, 도입부(14)로부터 챔버 내에 도입된다.
도파부(18)는, 도파로(18w)를 제공하고 있다. 일 실시 형태에 있어서, 도파부(18)는, 상부 전극(22) 및 상벽(24)을 포함하고 있어도 된다. 상부 전극(22)은, 기판 지지부(12)의 상방에 마련되어 있다. 상부 전극(22)은, 알루미늄과 같은 도체로 형성되어 있고, 대략 원반 형상을 갖고 있다. 상부 전극(22)의 중심 축선은, 축선(AX)이다.
상벽(24)은, 알루미늄과 같은 도체로 형성되어 있다. 상벽(24)은, 상부 전극(22)을 덮도록 마련되어 있고, 상부 전극(22)과 상벽(24) 사이에 도파로(18w)를 형성하고 있다. 상벽(24)은, 상부(24a) 및 측부(24b)를 포함하고 있어도 된다. 상부(24a)는, 대략 원반 형상을 갖고 있고, 그 중심 축선은, 축선(AX)이다. 상부(24a)는, 상부 전극(22)의 상방에서, 상부 전극(22)의 상면과 평행하게 연장되어 있다. 도파로(18w)는, 상부 전극(22)의 상면과 상벽(24)의 상부(24a)의 하면 사이에 형성되어 있다. 측부(24b)는, 대략 원통 형상을 갖고 있고, 그 중심 축선은, 축선(AX)이다. 측부(24b)는, 상부(24a)의 주연부로부터 하방으로 연장되어 있다. 도입부(14)는, 측부(24b)의 내주면과 상부 전극(22)의 외주면 사이의 공간을 매립하도록 마련되어 있다. 또한, 상벽(24)은, 측부(24b)의 하단이 챔버(10)의 측벽(10a)에 접하도록, 측벽(10a) 상에 배치될 수 있다.
플라스마 처리 장치(1)는, 고주파 전원(30) 및 정합기(32)를 더 구비하고 있다. 고주파 전원(30)은, 고주파 전력을 발생시키도록 구성되어 있다. 챔버(10) 내에 도입되는 전자파는, 고주파 전원(30)에 의해 발생되는 고주파 전력에 기초하여 발생한다. 고주파 전원(30)은, 정합기(32) 및 전기 선로(34)를 통해서 상부 전극(22)에 접속되어 있다. 정합기(32)는, 고주파 전원(30)의 부하의 임피던스를 고주파 전원(30)의 출력 임피던스에 정합시키기 위한 정합 회로를 포함하고 있다. 전기 선로(34)는, 정합기(32)로부터 하방으로 연장되어, 상부 전극(22)의 상면의 중심에 접속되어 있다. 전기 선로(34)는, 축선(AX) 상에서 연장될 수 있다.
일 실시 형태에 있어서, 플라스마 처리 장치(1)는, 샤워 플레이트(26)를 더 구비하고 있어도 된다. 샤워 플레이트(26)는, 기판 지지부(12)의 상방에 마련되어 있다. 샤워 플레이트(26)는, 대략 원반 형상을 갖고 있다. 샤워 플레이트(26)의 중심 축선은, 축선(AX)이다. 샤워 플레이트(26)는, 알루미늄과 같은 도체로 형성되어 있어도 된다. 샤워 플레이트(26)의 외주면과 상벽(24)의 측부(24b)의 내주면 사이의 공간은, 도입부(14)로 매립되어 있다. 도입부(14) 및 샤워 플레이트(26)는, 챔버(10)의 상단 개구를 닫도록 마련되어 있다.
샤워 플레이트(26)는, 복수의 가스 구멍(26h)을 제공하고 있다. 복수의 가스 구멍(26h)은, 샤워 플레이트(26)를 그 판 두께 방향으로 관통하고 있고, 기판 처리 공간(10s)을 향해서 개구되어 있다. 샤워 플레이트(26) 상에는 상부 전극(22)이 마련되어 있다. 상부 전극(22)과 샤워 플레이트(26)는, 샤워 헤드(28)를 구성하고 있다. 상부 전극(22) 및 샤워 플레이트(26)는, 그것들 사이에 가스 확산 공간(28a)을 형성하고 있다. 복수의 가스 구멍(26h)은, 가스 확산 공간(28a)으로부터 하방으로 연장되어 있다.
가스 확산 공간(28a)에는 가스 공급부(36)가 접속되어 있다. 가스 공급부(36)로부터 출력되는 가스는, 가스 확산 공간(28a) 및 복수의 가스 구멍(26h)을 통해서 기판 처리 공간(10s)에 공급된다. 가스 공급부(36)가 공급하는 가스는, 기판 처리 공간(10s) 내에서 행하여지는 처리에 따라서 선택된다. 가스 공급부(36)가 공급하는 가스는, 성막 가스를 포함하고 있어도 된다. 가스 공급부(36)가 공급하는 가스는, 챔버(10) 내의 벽면의 클리닝에 사용되는 클리닝 가스를 포함하고 있어도 된다.
이하, 도 1과 함께 도 2를 참조한다. 도 2는, 하나의 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치에서의 초크 구조의 부분 확대 단면도이다. 초크 구조(16)는, 챔버(10)의 벽에 마련되어 있다. 초크 구조(16)는, 그것이 마련된 개소로부터 챔버(10)의 내벽면을 따른 하류에의 전자파의 전파를 억제하도록 구성되어 있다.
초크 구조(16)는, 슬릿상의 제1 부분(161) 및 제2 부분(162)을 포함한다. 제1 부분(161)은, 챔버(10) 내의 기판 처리 공간(10s)에 접속되어 있다. 제2 부분(162)은, 챔버(10)의 벽 중에서 제1 부분(161)으로부터 연장되어 있다. 제2 부분(162)은, 챔버(10)의 벽 중에서 제1 부분(161)으로부터 연장되는 공간을 제공하고 있어도 된다.
제1 부분(161)은, 그 안, 즉 슬릿 내에 마련된 유전체부(161d)를 포함하고 있어도 된다. 제1 부분(161)의 슬릿은, 유전체부(161d)로 매립되어 있다. 또한, 제2 부분(162)은, 그 안에 마련된 유전체부(162d)를 포함하고 있어도 된다. 제2 부분(162)의 공간은, 유전체부(162d)로 매립되어 있다. 유전체부(161d) 및 유전체부(162d) 각각은, 석영, 산화알루미늄, 이트리아, 탄화규소, 질화알루미늄과 같은 유전체로 형성되어 있다.
제2 부분(162)에서의 전자파의 전계 방향을 따른 제2 부분(162)의 길이(H2)는, 제1 부분(161)에서의 전자파의 전계 방향을 따른 제1 부분(161)의 길이(H1)보다도 길다. 제1 부분(161) 및 제2 부분(162) 각각에 있어서, 전자파의 전계 방향은, 전자파의 전파 방향에 직교하는 방향이다.
또한, 플라스마 처리 장치(1)에 있어서는, 제2 부분(162)에서의 전자파의 전파 방향을 따른 제2 부분(162)의 길이(W2)는, 제1 부분(161)에서의 전자파의 전파 방향을 따른 제1 부분(161)의 길이(W1)보다도 길어도 된다. 또한, 길이(W1) 및 길이(W2)의 합은, 챔버(10)의 내벽면을 따라 전파하는 전자파를, 초크 구조(16)로부터 복귀되는 반사파에 의해 제거하도록 설정된다. 반사파는, 전자파가 제1 부분(161)으로부터 초크 구조(16) 내에 도입되어 제2 부분(162)의 전파 방향에서의 종단부면(단락면)에서 반사됨으로써 발생한다. 길이(W1) 및 길이(W2)의 합은, 예를 들어 초크 구조(16) 내에서의 전자파의 파장의 약 1/4의 길이로 설정될 수 있다.
일 실시 형태에 있어서, 초크 구조(16)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 챔버(10)의 측벽(10a)에 마련되어 있다. 초크 구조(16)는, 도입부(14)의 하방에 마련되어 있다. 제1 부분(161) 및 그 슬릿은, 환 형상을 갖고 있고, 측벽(10a)의 중심 축선, 즉 축선(AX)에 대하여 둘레 방향으로 연장되어 있다. 또한, 제2 부분(162) 및 그 공간은, 환 형상을 갖고 있고, 축선(AX)에 대하여 둘레 방향으로 연장되어 있다. 제2 부분(162)은, 제1 부분(161)에 대하여 직경 방향 외측에서 연장되어 있다. 또한, 유전체부(161d) 및 유전체부(162d) 각각은, 환 형상을 갖고 있고, 축선(AX)에 대하여 둘레 방향으로 연장되어 있다. 플라스마 처리 장치(1)에서는, 제1 부분(161) 및 제2 부분(162) 각각에서의 전자파의 전파 방향은, 축선(AX)에 대하여 방사 방향이며, 동일한 방향이다. 또한, 제1 부분(161) 및 제2 부분(162) 각각에 있어서, 전자파의 전계 방향은 연직 방향이다.
플라스마 처리 장치(1)에서는, 도입부(14)로부터 챔버(10) 내에 도입된 전자파는, 샤워 플레이트(26)의 하면을 따라 전파하여, 복수의 가스 구멍(26h)으로부터 챔버(10) 내에 도입되는 가스를 여기시킨다. 그 결과, 플라스마가, 샤워 플레이트(26)의 바로 아래에서 가스로부터 생성된다. 기판 지지부(12) 상의 기판(W)은, 생성된 플라스마로부터의 화학종에 의해 처리된다. 또한, 전자파는, 챔버(10)의 측벽(10a)을 따라 하방(즉 하류)으로도 전파하지만, 초크 구조(16)로부터 하방(즉 하류)으로의 전자파의 전파는 억제된다.
이상 설명한 플라스마 처리 장치(1)에서는, 제1 부분(161)에 대하여, 제2 부분(162)이, 전자파의 전계 방향을 따라 확대되어 있다. 따라서, 제2 부분(162)에서의 전계의 강도가 작아진다. 그러므로, 플라스마 처리 장치(1)에 의하면, 초크 구조(16)에서의 방전을 억제하는 것이 가능하게 된다. 예를 들어, 챔버(10)의 벽과 유전체부(162d) 사이의 열팽창률 차에 기인하여, 챔버(10)의 벽과 유전체부(162d) 사이에 간극이 생겼어도, 초크 구조(16)에서의 방전이 억제될 수 있다. 또한, H1<H2의 길이 관계를 충족하는 초크 구조(16)를 구성함으로써, 길이(W1) 및 길이(W2)의 합을, 초크 구조(16) 내에서의 전자파의 파장의 약 1/4의 길이보다도 짧게 할 수 있으므로, 초크 구조(16)의 소형화를 실현할 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여, 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치에 대해서 설명한다. 도 3은, 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다. 이하에서는, 도 3에 도시하는 플라스마 처리 장치(1B)와 플라스마 처리 장치(1)의 차의 관점에서, 플라스마 처리 장치(1B)에 대해서 설명한다.
플라스마 처리 장치(1B)는, 초크 구조(16B)를 구비하고 있다. 초크 구조(16B)는, 그것이 마련된 개소로부터 챔버(10)의 내벽면을 따른 하류에의 전자파의 전파를 억제하도록 구성되어 있다. 초크 구조(16B)는, 챔버(10)의 측벽(10a)에 마련되어 있다. 측벽(10a)은, 환상 배기 덕트(40)를 포함하고 있다. 환상 배기 덕트(40)는, 그 안에 환상 배기로(40p)를 제공하고 있다. 환상 배기 덕트(40) 및 환상 배기로(40p)는, 환 형상을 갖고 있고, 축선(AX)에 대하여 둘레 방향으로 연장되어 있다. 환상 배기 덕트(40)의 내주벽은, 복수의 관통 구멍(40t)을 제공하고 있다. 복수의 관통 구멍(40t)은, 축선(AX)에 대하여 둘레 방향을 따라 배열되어 있다. 환상 배기로(40p)는, 복수의 관통 구멍(40t)을 통해서 기판 처리 공간(10s)에 연통하고 있다.
초크 구조(16B)는, 제1 부분(161B) 및 제2 부분(162B)을 포함하고 있다. 제1 부분(161B)은, 챔버(10) 내의 기판 처리 공간(10s)에 접속되어 있다. 제1 부분(161B)은 슬릿을 제공하고 있다. 제1 부분(161B)의 슬릿은, 환상 배기 덕트(40)의 내주벽에 형성되어 있다. 제1 부분(161B) 및 그 슬릿은, 환 형상을 갖고 있고, 축선(AX)에 대하여 둘레 방향으로 연장되어 있다. 제2 부분(162B)은, 챔버(10)의 벽 중에서 제1 부분(161B)으로부터 연장되어 있다. 플라스마 처리 장치(1B)에 있어서, 제2 부분(162B)은 환상 배기로(40p)이다.
제2 부분(162B)에서의 전자파의 전계 방향을 따른 제2 부분(162B)의 길이는, 제1 부분(161B)에서의 전자파의 전계 방향을 따른 제1 부분(161B)의 길이보다도 길어도 된다. 제1 부분(161B) 및 제2 부분(162B) 각각에 있어서, 전자파의 전계 방향은, 전자파의 전파 방향에 직교하는 방향이며, 연직 방향이다. 제1 부분(161B) 및 제2 부분(162B) 각각에서의 전자파의 전파 방향은, 축선(AX)에 대하여 방사 방향이며, 동일한 방향이다.
제2 부분(162B)에서의 전자파의 전파 방향을 따른 제2 부분(162B)의 길이는, 제1 부분(161B)에서의 전자파의 전파 방향을 따른 제1 부분(161B)의 길이보다도 길어도 된다. 플라스마 처리 장치(1B)에서도, 전자파의 전파 방향을 따른 제1 부분(161B)의 길이 및 제2 부분(162B)의 길이의 합은, 챔버(10)의 내벽면을 따라 전파하는 전자파를, 초크 구조(16B)로부터 복귀되는 반사파에 의해 제거하도록 설정된다. 전자파의 전파 방향을 따른 제1 부분(161B)의 길이 및 제2 부분(162B)의 길이의 합은, 예를 들어 초크 구조(16B) 내에서의 전자파의 파장의 약 1/4의 길이로 설정될 수 있다.
초크 구조(16B)는, 유전체부(16d)를 더 포함한다. 유전체부(16d)는, 석영, 산화알루미늄, 이트리아, 탄화규소, 질화알루미늄과 같은 유전체로 형성되어 있다. 유전체부(16d)는, 적어도 제1 부분(161B)의 슬릿 내에 마련되어 있다. 제1 부분(161B)의 슬릿은, 유전체부(16d)로 매립되어 있다. 유전체부(16d)는, 환 형상을 갖고 있고, 축선(AX)에 대하여 둘레 방향으로 연장되어 있다. 유전체부(16d)는, 환상 배기로(40p) 내까지 연장되어 있다. 즉, 유전체부(16d)는, 제1 부분(161B)의 슬릿으로부터 환상 배기로(40p) 내에 돌출되어 있다.
초크 구조(16B)는, 절연성 부재(16i)를 더 구비하고 있어도 된다. 이하, 도 3과 함께 도 4 및 도 5를 참조한다. 도 4는, 도 3에 도시하는 플라스마 처리 장치에 있어서 채용될 수 있는 일례의 절연성 부재를 파단해서 도시하는 사시도이다. 도 5는, 도 3에 도시하는 플라스마 처리 장치에 있어서 채용될 수 있는 다른 예의 절연성 부재를 파단해서 도시하는 사시도이다.
절연성 부재(16i)는, 석영, 산화알루미늄, 이트리아, 탄화규소, 질화알루미늄, 폴리테트라플루오로에틸렌과 같은 절연체로 형성되어 있다. 절연성 부재(16i)는, 환상 배기로(40p) 내에서 유전체부(16d)를 적어도 부분적으로 덮도록 마련되어 있다. 플라스마 처리 장치(1B)에서는, 환상 배기로(40p) 내에서의 전자파의 전계 강도가, 절연성 부재(16i)에 의해 저감된다.
도 3 및 도 4에 도시하는 예에서는, 절연성 부재(16i)는, 환상 배기로(40p) 내에서 유전체부(16d)의 단부를 제외한 부분을 덮고 있다. 도 3 및 도 4에 도시하는 예에서는, 절연성 부재(16i)는, 서로로부터 분리된 복수의 부분을 포함하고 있다. 절연성 부재(16i)의 복수의 부분 각각은, 환상 배기 덕트(40)의 내주벽에, 예를 들어 나사를 사용해서 고정되어 있다. 절연성 부재(16i)의 복수의 부분 각각은, 축선(AX)을 포함하는 임의의 단면에 있어서, 대략 삼각형을 이루고 있다. 즉, 절연성 부재(16i)의 복수의 부분 각각의 높이 방향의 길이는, 축선(AX)으로부터의 거리의 증가에 따라서 작게 되어 있다.
절연성 부재(16i)의 복수의 부분은, 복수의 페어를 구성하고 있다. 복수의 페어 각각에 포함되는 2개의 부분은, 연직 방향을 따라 배열되어 있고, 그것들 사이에서 유전체부(16d)를 끼움 지지하고 있다. 절연성 부재(16i)의 복수의 페어는, 둘레 방향을 따라 배열되어 있다. 이 예에 의하면, 절연성 부재(16i)의 복수의 부분이 둘레 방향을 따라 서로로부터 분리되어 있으므로, 절연성 부재(16i)와 환상 배기 덕트(40)의 온도가 높아져도, 절연성 부재(16i)와 환상 배기 덕트(40)의 내주벽 사이에 간극이 생기는 것이 억제되어, 이 간극에서 생기는 이상 방전을 억제할 수 있다.
도 5에 도시하는 예에서는, 절연성 부재(16i)는, 환상 배기로(40p) 내에서 유전체부(16d) 전체를 덮고 있다. 도 5에 도시하는 예에서는, 절연성 부재(16i)는 탄성을 갖는다. 절연성 부재(16i)는, 예를 들어 불소 고무 또는 실리콘 고무와 같이 탄성체로 형성된다. 도 5에 도시하는 예에서는, 절연성 부재(16i)는, 축선(AX)을 포함하는 임의의 단면에 있어서, 대략 반원형을 이루고 있다. 도 5에 도시하는 예에서는, 절연성 부재(16i)는 단일 부재이어도 된다. 이 예에서도, 절연성 부재(16i)와 환상 배기 덕트(40)의 온도가 높아져도, 절연성 부재(16i)와 환상 배기 덕트(40)의 내주벽 사이에 간극이 생기는 것이 억제되어, 이 간극에서 생기는 이상 방전을 억제할 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 환상 배기 덕트(40)의 외주벽(40e)은, 개구(40o)를 제공하고 있다. 환상 배기 덕트(40)에는, 다른 배기 덕트(42)가 접속되어 있다. 배기 덕트(42)는, 배기로(42p)를 제공하고 있다. 배기 덕트(42) 및 배기로(42p)는, 챔버(10)로부터 이격되는 방향, 예를 들어 축선(AX)에 대하여 방사 방향으로 연장되어 있다. 배기로(42p)는, 개구(40o)를 통해서 환상 배기로(40p)에 접속되어 있다. 또한, 배기 덕트(42)에는 배기 장치가 접속된다. 배기 장치는, 드라이 펌프 및/또는 터보 분자 펌프와 같은 진공 펌프와 자동 압력 제어 밸브를 포함할 수 있다.
개구(40o) 내에는, 단락부(40c)가 마련되어 있다. 단락부(40c)는, 알루미늄과 같은 도체로 형성되어 있고, 예를 들어 막대 형상을 이루고 있다. 단락부(40c)는, 개구(40o)를 구획 형성하는 한 쌍의 테두리부, 즉 상측 테두리부와 하측 테두리부를 서로 전기적으로 접속하고 있다. 단락부(40c)는, 개구(40o)를 복수의 부분으로 분리하고 있다. 개구(40o)의 복수의 부분 각각의 둘레 방향을 따른 길이는, 환상 배기로(40p)에서의 전자파의 파장의 1/10 이하의 길이로 설정될 수 있다. 단락부(40c)에 의해, 외주벽(40e)은, 개구(40o)가 마련되어 있는 부분에서도 전자파에 대한 단락면으로서 기능한다.
이하, 도 6을 참조하여, 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치에 대해서 설명한다. 도 6은, 또 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다. 이하에서는, 도 6에 도시하는 플라스마 처리 장치(1C)와 플라스마 처리 장치(1)의 차의 관점에서, 플라스마 처리 장치(1C)에 대해서 설명한다.
플라스마 처리 장치(1C)는, 초크 구조(16C)를 구비하고 있다. 초크 구조(16C)는, 그것이 마련된 개소로부터 챔버(10)의 내벽면을 따른 하류에의 전자파의 전파를 억제하도록 구성되어 있다.
초크 구조(16C)는, 슬릿상의 제1 부분(161C) 및 제2 부분(162C)을 포함한다. 제1 부분(161C)은, 챔버(10) 내의 기판 처리 공간(10s)에 접속되어 있다. 제2 부분(162C)은, 챔버(10)의 벽 중에서 제1 부분(161C)으로부터 연장되어 있다. 제2 부분(162C)은, 챔버(10)의 벽 중에서 제1 부분(161C)으로부터 연장되는 공동을 제공하고 있어도 된다.
제1 부분(161C)은, 그 안, 즉 슬릿 내에 마련된 유전체부(161d)를 포함하고 있다. 제1 부분(161C)의 슬릿은, 유전체부(161d)로 매립되어 있다. 유전체부(161d)는, 석영, 산화알루미늄, 이트리아, 탄화규소, 질화알루미늄과 같은 유전체로 형성되어 있다.
일 실시 형태에서는, 초크 구조(16C)는, 챔버(10)의 측벽(10a)에 마련되어 있다. 또한, 초크 구조(16C)는, 도입부(14)의 하방에 마련되어 있다. 제1 부분(161C) 및 그 슬릿은, 환 형상을 갖고 있고, 측벽(10a)의 중심 축선, 즉 축선(AX)에 대하여 둘레 방향으로 연장되어 있다. 또한, 제2 부분(162C) 및 그 공동은, 환 형상을 갖고 있고, 축선(AX)에 대하여 둘레 방향으로 연장되어 있다. 제2 부분(162C)은, 제1 부분(161C)에 대하여 직경 방향 외측에서 연장되어 있다. 또한, 유전체부(161d)는, 환 형상을 갖고 있고, 축선(AX)에 대하여 둘레 방향으로 연장되어 있다. 플라스마 처리 장치(1C)에서는, 제1 부분(161C)에서의 전자파의 전파 방향은, 축선(AX)에 대하여 방사 방향이며, 제2 부분(162C)에서의 전자파의 전파 방향은, 축선(AX)과 평행한 방향이다. 제1 부분(161C)의 전자파의 전파 방향에서의 길이와 제2 부분(162C)의 전자파의 전파 방향에서의 길이의 합은, 예를 들어 초크 구조(16C) 내에서의 전자파의 파장의 약 1/4의 길이로 설정될 수 있다.
제2 부분(162C) 내(그 공동 내)의 압력은 기판 처리 공간(10s)에서의 압력보다도 높은 압력으로 설정된다. 일 실시 형태에서는, 챔버(10)의 측벽(10a)은, 통로(10p)를 제공하고 있어도 된다. 통로(10p)는, 제2 부분(162C)의 공동을 챔버(10)의 외측의 대기 공간에 연통시키고 있어도 된다. 이 경우에는, 제2 부분(162C)의 공동에서의 압력은 대기압이 되므로, 제2 부분(162C)에서의 방전이 억제될 수 있다. 혹은, 통로(10p)에는, 가스 공급부(50)가 접속되어 있어도 된다. 가스 공급부(50)는, 제2 부분(162C)의 공동에 가스를 공급하도록 구성되어 있다. 가스 공급부(50)가 제2 부분(162C)의 공동에 공급하는 가스는, 불소 함유 가스이어도 된다. 이 경우에도, 제2 부분(162C)에서의 방전이 억제될 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여, 또 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치에 대해서 설명한다. 도 7은, 또 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다. 이하에서는, 도 7에 도시하는 플라스마 처리 장치(1D)와 플라스마 처리 장치(1B)의 차의 관점에서, 플라스마 처리 장치(1D)에 대해서 설명한다. 또한, 이하에서는, 도 7에 더하여 도 8 및 도 9를 참조한다. 도 8은, 도 7에 도시하는 플라스마 처리 장치에 있어서 채용될 수 있는 일례의 유전체부, 절연성 부재 및 탄성 링을 파단해서 도시하는 사시도이다. 도 9는, 도 7에 도시하는 플라스마 처리 장치에 있어서 채용될 수 있는 일례의 절연성 부재를 파단해서 도시하는 사시도이다.
플라스마 처리 장치(1D)는, 초크 구조(16D)를 구비하고 있다. 초크 구조(16D)는, 초크 구조(16B)와 마찬가지로, 제1 부분(161B) 및 제2 부분(162B)을 포함하고 있다. 플라스마 처리 장치(1D)는, 유전체부(16d) 및 절연성 부재(16i) 대신에, 유전체부(60), 절연성 부재(61) 및 적어도 하나의 탄성 링(62)을 구비하고 있다. 플라스마 처리 장치(1D)의 다른 구성은, 플라스마 처리 장치(1B)의 다른 구성과 마찬가지이다.
유전체부(60)는, 복수의 제1 부재(601) 및 복수의 제2 부재(602)를 포함하고 있다. 복수의 제1 부재(601) 및 복수의 제2 부재(602)는, 제1 부분(161B)(그 슬릿) 내에서 둘레 방향을 따라 교대로 배열되어 있다. 즉, 유전체부(60)는, 둘레 방향으로 분할되어 있다. 복수의 제1 부재(601) 각각과 그 이웃에 배치된 제2 부재(602) 사이에는, 약간의 간극이 개재될 수 있다. 유전체부(60)는, 제1 부분(161B)의 슬릿으로부터 환상 배기로(40p) 내에 돌출되어 있다. 유전체부(60), 즉 복수의 제1 부재(601) 및 복수의 제2 부재(602)는, 석영, 알루미나, 이트리아, 탄화규소, 질화알루미늄, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 절연체로 형성되어 있다.
복수의 제1 부재(601)는, 제1 부분(161B)(그 슬릿)에 끼워 맞추어져 있다. 즉, 복수의 제1 부재(601) 각각은, 제1 부분(161B)(그 슬릿)의 연직 방향에서의 길이와 대략 동일한 두께를 갖고 있다. 복수의 제1 부재(601) 각각은, 제1 부분(161B)(그 슬릿)를 구획 형성하는 내주벽에 의해, 연직 방향에 있어서 끼움 지지되어 있다.
복수의 제2 부재(602) 각각의 두께는, 복수의 제1 부재(601) 각각의 두께보다도 작다. 복수의 제2 부재(602) 각각의 두께는, 제1 부분(161B)(그 슬릿)의 연직 방향에서의 길이보다도 작다. 복수의 제2 부재(602) 각각과 제1 부분(161B)(그 슬릿)을 구획 형성하는 내주벽 사이의 간극의 연직 방향에서의 길이는, 플라스마가 침입하지 않을 정도의 길이, 예를 들어 시스 두께 이하의 길이이다. 복수의 제2 부재(602) 각각은, 제1 부분(161B)(그 슬릿) 내에서 이동 가능하게 되어 있다.
절연성 부재(61)는, 폴리테트라플루오로에틸렌과 같은 절연체로 형성되어 있다. 절연성 부재(61)는, 환 형상을 갖고 있고, 환상 배기로(40p) 내에서 둘레 방향으로 연장되어 있다. 절연성 부재(61)는, 환상 배기로(40p) 내에서 유전체부(60)를 덮고 있다. 구체적으로는, 절연성 부재(61)는, 그 내주측에 홈(61g)을 제공하고 있다. 환상 배기로(40p) 내에서, 유전체부(60)는, 홈(61g) 내에 배치되어 있다. 플라스마 처리 장치(1D)에서는, 환상 배기로(40p) 내에서의 전자파의 전계 강도가, 절연성 부재(61)에 의해 저감된다.
절연성 부재(61)는, 제1 절입부(611) 및 제2 절입부(612)를 제공하고 있다. 제1 절입부(611)는, 절연성 부재(61)의 내주측으로부터 외주측을 향해서 연장되어 있다. 제2 절입부(612)는, 절연성 부재(61)의 외주측으로부터 내주측을 향해서 연장되어 있다. 제1 절입부(611)와 제2 절입부(612)는, 절연성 부재(61)의 중심에 대하여 90도 이하의 각도 범위 내에 마련되어 있다. 즉, 제1 절입부(611)와 제2 절입부(612)는, 둘레 방향에 있어서 서로 근방에 마련되어 있고, 쌍을 이루고 있다. 이 쌍에서의 제1 절입부(611)와 제2 절입부(612) 사이의 부분은, 용이하게 변형 가능하게 되어 있다.
일 실시 형태에 있어서, 절연성 부재(61)는, 각각이 제1 절입부(611)와 제2 절입부(612)를 포함하는 복수 쌍의 절입부(61p)를 제공하고 있어도 된다. 복수 쌍의 절입부(61p)는, 둘레 방향을 따라 배열되어 있다. 복수 쌍의 절입부(61p) 각각에서의 제1 절입부(611)와 제2 절입부(612) 사이의 둘레 방향에서의 간격은, 복수 쌍의 절입부(61p)의 둘레 방향에서의 간격보다도 좁다. 절연성 부재(61)는, 복수 쌍의 절입부(61p) 각각에서의 제1 절입부(611)와 제2 절입부(612) 사이의 부분에 있어서, 용이하게 변형 가능하게 되어 있다.
일 실시 형태에 있어서, 플라스마 처리 장치(1D)는, 적어도 1개의 탄성 링(62)으로 하고, 2개의 탄성 링(62)을 구비하고 있어도 된다. 2개의 탄성 링(62) 각각은, 예를 들어 O링이다. 2개의 탄성 링(62)은, 환상 배기로(40p) 내에서 둘레 방향으로 연장되어 있고, 연직 방향을 따라 배열되어 있다. 2개의 탄성 링(62)은, 제1 부분(161B)이 형성된 내주벽에 절연성 부재(61)를 압박하고 있다. 이에 의해, 절연성 부재(61)의 내주면이, 제1 부분(161B)이 형성된 내주벽에 밀착되도록 되어 있다.
플라스마 처리 장치(1D)에서는, 유전체부(60)가 둘레 방향으로 분할되어 있고, 또한, 복수의 제2 부재(602)가 이동 가능하게 되어 있다. 따라서, 챔버(10)에서 온도가 변화해도, 유전체부(60)에 응력이 걸리지 않아, 유전체부(60)의 갈라짐이 방지된다. 또한, 절연성 부재(61)가 둘레 방향으로 신축 가능하므로, 챔버(10)에서 온도가 변화해도, 절연성 부재(61)와 환상 배기 덕트(40)의 내주벽 사이에 간극이 생기는 것이 억제된다.
이하, 도 10 및 도 11을 참조하여, 또 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치에 대해서 설명한다. 도 10은, 또 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 11은, 또 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치의 일부를 확대해서 도시하는 도면이다. 이하에서는, 도 10 및 도 11에 도시하는 플라스마 처리 장치(1E)와 플라스마 처리 장치(1B)의 차의 관점에서, 플라스마 처리 장치(1E)에 대해서 설명한다.
플라스마 처리 장치(1E)는, 초크 구조(16E)를 구비하고 있다. 초크 구조(16E)는, 초크 구조(16B)와 마찬가지로, 제1 부분(161B) 및 제2 부분(162B)을 포함하고 있다. 플라스마 처리 장치(1E)는, 유전체부(16d) 및 절연성 부재(16i) 대신에, 유전체부(16Ed)를 포함하고 있다.
유전체부(16Ed)는, 석영, 산화알루미늄, 이트리아, 탄화규소, 질화알루미늄과 같은 유전체로 형성되어 있다. 유전체부(16Ed)는, 대략 환 형상을 갖고 있다. 유전체부(16Ed)의 일부, 즉 내연측의 부분은, 제1 부분(161B)의 슬릿 내에 마련되어 있다. 유전체부(16Ed)는, 환상 배기로(40p) 내까지 연장되어 있다. 환상 배기로(40p) 내에서의 유전체부(16Ed)의 축선(AX)을 포함하는 임의의 단면에서의 형상은, 대략 삼각형을 이루고 있다. 즉, 환상 배기로(40p) 내에서, 유전체부(16Ed)의 높이 방향의 길이는, 축선(AX)으로부터의 거리의 증가에 따라서 작게 되어 있다.
플라스마 처리 장치(1E)에 있어서, 챔버(10)의 측벽은, 제1 벽 부재(401), 제2 벽 부재(402)를 포함하고 있다. 제1 벽 부재(401)는, 대략 환 형상을 갖고 있고, 제1 부분(161B)의 상측에서 둘레 방향으로 연장되어 있다. 제2 벽 부재(402)는, 제1 벽 부재(401)로부터 분리 가능하다. 제2 벽 부재(402)는, 대략 환 형상을 갖고 있고, 제1 부분(161B)의 하측에서 둘레 방향으로 연장되어 있다. 제1 벽 부재(401) 및 제2 벽 부재(402)는, 그것들 사이에 제1 부분(161B)의 슬릿을 구획 형성하고 있다. 제1 벽 부재(401) 및 제2 벽 부재(402)는, 그것들 사이, 즉, 제1 부분(161B)의 슬릿 내에 배치된 유전체부(16Ed)를 탄성적으로 끼움 지지하고 있다.
일 실시 형태에 있어서, 챔버(10)의 측벽은, 제3 벽 부재(403) 및 제4 벽 부재(404)를 더 포함하고 있어도 된다. 제3 벽 부재(403)는, 제1 벽 부재(401) 및 제2 벽 부재(402)로부터 분리 가능하고, 제1 벽 부재(401) 및 제2 벽 부재(402)와 함께 환상 배기 덕트(40)를 구성하고 있다. 제3 벽 부재(403)는, 대략 환 형상을 갖고 있다. 제4 벽 부재(404)는, 환상 배기 덕트(40)의 하측에서 연장되어 있다. 또한, 제1 벽 부재(401), 제2 벽 부재(402), 제3 벽 부재(403) 및 제4 벽 부재(404)는, 알루미늄과 같은 금속으로 형성되어 있고, 접지되어 있다.
제1 벽 부재(401)는, 제2 벽 부재(402) 및 제3 벽 부재(403) 상에 마련되어 있다. 제1 벽 부재(401)는, 환상 배기로(40p)를 상측으로부터 구획 형성하고 있다. 제2 벽 부재(402)는, 제3 벽 부재(403)에 대하여 직경 방향 내측에서 연장되어 있고, 제3 벽 부재(403)와 함께 환상 배기로(40p)를 하측으로부터 구획 형성하고 있다. 플라스마 처리 장치(1E)에서는, 환상 배기로(40p)와 기판 처리 공간(10s)을 서로 연통시키는 복수의 관통 구멍(40t)이, 환상 배기 덕트(40)의 저벽에 형성되어 있다. 구체적으로, 복수의 관통 구멍(40t)은, 제2 벽 부재(402)의 저벽부에 형성되어 있다. 플라스마 처리 장치(1E)에 있어서, 복수의 관통 구멍(40t)은, 둘레 방향을 따라 배열되어 있다. 또한, 플라스마 처리 장치(1B)와 마찬가지로, 복수의 관통 구멍(40t)은, 환상 배기 덕트(40)의 내주벽에 형성되어 있어도 된다. 복수의 관통 구멍(40t)은, 배기로(42p)와 환상 배기로(40p)의 접속 위치로부터의 거리의 크기에 따른 크기의 폭(또는 직경)을 갖고 있어도 된다. 이 경우에는, 둘레 방향에서의 배기의 균일성이 향상된다.
플라스마 처리 장치(1E)는, 스파이럴 스프링 가스켓(71) 및 O링(72)을 더 구비하고 있어도 된다. 제2 벽 부재(402)의 외연부는, 제3 벽 부재(403)의 내연부의 상방에서 연장되어 있고, 스파이럴 스프링 가스켓(71)은, 제2 벽 부재(402)의 외연부와 제3 벽 부재(403)의 내연부 사이에서 끼움 지지되어 있다. 스파이럴 스프링 가스켓(71)은, 제3 벽 부재(403)의 내연부에 형성된 홈 내에 부분적으로 배치되어 있다. 스파이럴 스프링 가스켓(71)은, 제4 벽 부재(404)가 제3 벽 부재(403)에 하측으로부터 맞닿음으로써, 제2 벽 부재(402)의 외연부와 제3 벽 부재(403)의 내연부 사이에서 높이 방향에 있어서 수축한다. 제2 벽 부재(402)는, 스파이럴 스프링 가스켓(71)이 발생시키는 반력에 의해, 유전체부(16Ed)를 상방으로 압박한다. 그 결과, 제1 부분(161B)의 슬릿 내에 배치된 유전체부(16Ed)는, 제1 벽 부재(401)와 제2 벽 부재(402) 사이에 탄성적으로 끼움 지지된다. 또한, 제3 벽 부재(403)의 내연부에 형성된 홈의 깊이는, 스파이럴 스프링 가스켓(71)이 발생시키는 반력에 의해 유전체부(16Ed)가 손상되지 않도록 설정되어 있다.
O링(72)은, 제2 벽 부재(402)와 제4 벽 부재(404) 사이에서 끼움 지지되어 있다. O링(72)은, 제2 벽 부재(402)에 형성된 홈 내에 부분적으로 배치되어 있다. O링(72)은, 제2 벽 부재(402)와 제4 벽 부재(404) 사이에서 끼움 지지됨으로써, 높이 방향에 있어서 수축한다. 제2 벽 부재(402)는, O링(72)이 발생시키는 반력에 의해, 유전체부(16Ed)를 상방으로 압박한다. 그 결과, 제1 부분(161B)의 슬릿 내에 배치된 유전체부(16Ed)는, 제1 벽 부재(401)와 제2 벽 부재(402) 사이에서 탄성적으로 끼움 지지된다. 또한, 제2 벽 부재(402)에 형성된 홈의 깊이는, O링(72)이 발생시키는 반력에 의해 유전체부(16Ed)가 손상되지 않도록 설정되어 있다.
도 11에 도시한 바와 같이, 일 실시 형태에 있어서, 플라스마 처리 장치(1E)는, 착화 모니터(74)를 더 구비하고 있어도 된다. 착화 모니터(74)는, 환상 배기로(40p) 내에서의 플라스마의 착화를 감시하도록 구성되어 있다. 착화 모니터(74)는, 예를 들어 플라스마의 발광을 모니터하는 광학 센서를 포함하고 있어도 된다. 플라스마 처리 장치(1E)는, 착화 모니터(74)에 의해 환상 배기로(40p) 내에서의 플라스마의 착화가 검출되면, 고주파 전원(30)에 의한 고주파 전력의 발생을 정지시켜도 된다.
이하, 도 12 및 도 13을 참조한다. 도 12는, 또 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치에서의 유전체부 및 환상 배기 덕트의 일부를 도시하는 도면이다. 도 13의 (a) 및 13의 (b) 각각은, 또 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치에서의 유전체부 및 환상 배기 덕트의 부분 확대도이다. 또한, 도 13의 (a)는, 축선(AX)에 직교하는 단면 내에서의 유전체부의 단면 형상을 나타내고 있고, 도 13의 (b)는, 축선(AX)을 포함하는 단면 내에서의 유전체부의 단면 형상 및 환상 배기로의 벽 부재의 단면 형상을 나타내고 있다.
일 실시 형태에 있어서, 플라스마 처리 장치(1E)의 환상 배기 덕트(40)는, 3개의 오목부(40r)를 제공하고 있어도 된다. 3개의 오목부(40r)는, 환상 배기로(40p)를 구획 형성하는 환상 배기 덕트(40)의 내주면(40i)으로부터 직경 방향 내측으로 연장되고, 또한, 둘레 방향을 따라 등간격으로 배치되어 있다. 일 실시 형태에서는, 3개의 오목부(40r)는, 제1 벽 부재(401)와 제2 벽 부재(402)에 의해, 그것들 사이에 구획 형성되어 있어도 된다. 또한, 플라스마 처리 장치(1E)의 환상 배기 덕트(40)는, 3개 이상의 오목부(40r)를 제공해도 된다.
또한, 유전체부(16Ed)는, 3개의 볼록부(16p)를 더 포함하고 있어도 된다. 3개의 볼록부(16p)는, 3개의 오목부(40r) 내에 각각 배치된다. 3개의 볼록부(16p)는, U자형의 평면 형상을 갖고 있어도 된다. 또한, 유전체부(16Ed)는, 3개 이상의 볼록부(16p)를 오목부(40r)의 개수의 범위 내에서 제공해도 된다.
플라스마 처리 장치(1E)에 의하면, 유전체부(16Ed)가, 제1 부분(161B) 내에서, 탄성적으로 끼움 지지되어 있다. 따라서, 챔버(10)의 측벽 및 환상 배기 덕트(40)를 구성하는 벽 부재가 열팽창 등에 기인해서 변형되어도, 유전체부(16Ed)의 손상이 억제된다. 또한, 유전체부(16Ed)와 환상 배기 덕트(40)를 구성하는 벽 부재 사이에 간극이 발생하는 것이 억제된다.
또한, 플라스마 처리 장치(1E)에 의하면, 상술한 3개의 볼록부(16p) 및 3개의 오목부(40r)에 의해, 챔버(10)의 측벽 및 환상 배기 덕트(40)를 구성하는 벽 부재가 열팽창 등에 기인해서 변형되어도, 유전체부(16Ed)의 직경 방향 및 둘레 방향에서의 위치의 변화가 억제된다. 따라서, 유전체부(16Ed)와 환상 배기 덕트(40)의 동심성이 유지된다.
또한, 플라스마 처리 장치(1E)는, 유전체부(16Ed) 대신에 도 4 또는 도 5에 도시하는 유전체부(16d) 및 절연성 부재(16i), 혹은, 도 8에 도시하는 유전체부(60), 절연성 부재(61) 및 적어도 하나의 탄성 링(62)을 구비하고 있어도 된다.
이상, 다양한 예시적 실시 형태에 대해서 설명해 왔지만, 상술한 예시적 실시 형태에 한정되지 않고, 다양한 추가, 생략, 치환 및 변경이 이루어져도 된다. 또한, 다른 실시 형태에서의 요소를 조합해서 다른 실시 형태를 형성하는 것이 가능하다.
예를 들어, 다양한 실시 형태에 관한 초크 구조는, 챔버(10) 내의 불필요 개소에의 전자파의 전파를 억제하는 것이 가능하면, 챔버(10)의 벽의 임의의 개소에 마련되어 있어도 된다.
이상의 설명으로부터, 본 개시의 다양한 실시 형태는, 설명의 목적으로 본 명세서에서 설명되어 있으며, 본 개시의 범위 및 주지로부터 일탈하지 않고 다양한 변경을 이룰 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시한 다양한 실시 형태는 한정하는 것을 의도하고 있지 않으며, 참된 범위와 주지는, 첨부의 특허 청구 범위에 의해 나타내진다.

Claims (26)

  1. 챔버와,
    거기로부터 상기 챔버 내에 전자파가 도입되도록 마련된 도입부와,
    상기 챔버의 벽에 마련되어 있고, 그것이 마련된 개소로부터 상기 챔버의 내벽면을 따른 하류에의 전자파의 전파를 억제하도록 구성된 초크 구조
    를 포함하고,
    상기 초크 구조는,
    상기 챔버 내의 공간에 접속된 슬릿상의 제1 부분과,
    상기 챔버의 상기 벽 중에서 상기 제1 부분으로부터 연장되는 제2 부분
    을 포함하고,
    상기 제2 부분에서의 전자파의 전계 방향을 따른 해당 제2 부분의 길이는, 상기 제1 부분에서의 전자파의 전계 방향을 따른 해당 제1 부분의 길이보다도 긴, 플라스마 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 부분에서의 상기 전자파의 전파 방향을 따른 해당제2 부분의 길이는, 상기 제1 부분에서의 상기 전자파의 전파 방향을 따른 해당 제1 부분의 길이보다도 긴, 플라스마 처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 부분에서의 상기 전자파의 전파 방향 및 상기 제2 부분에서의 상기 전자파의 상기 전파 방향은, 동일한, 플라스마 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초크 구조는, 상기 제1 부분 내에 마련된 유전체부를 더 포함하는, 플라스마 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 초크 구조는, 상기 제2 부분 내에 마련된 추가의 유전체부를 더 포함하는, 플라스마 처리 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 챔버의 상기 벽은, 상기 챔버의 측벽이며,
    상기 측벽은, 해당 측벽의 중심 축선에 대하여 둘레 방향으로 연장되고 또한 상기 챔버 내의 공간에 연통하는 환상 배기로를 제공하는 환상 배기 덕트를 포함하고 있고,
    상기 제1 부분은, 상기 환상 배기 덕트를 구획 형성하는 벽에 형성되어 있고, 상기 중심 축선에 대하여 둘레 방향으로 연장되어 있고,
    상기 제2 부분은, 상기 환상 배기로인, 플라스마 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 챔버의 상기 측벽은, 상기 제1 부분의 상측에서 연장되는 제1 벽 부재와, 해당 제1 벽 부재로부터 분리 가능하고 상기 제1 부분의 하측에서 연장되는 제2 벽 부재를 포함하고,
    상기 제1 벽 부재 및 상기 제2 벽 부재는, 그것들 사이에 배치되는 상기 유전체부를 탄성적으로 끼움 지지하고 있는, 플라스마 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 챔버의 상기 측벽은, 상기 제1 벽 부재 및 상기 제2 벽 부재로부터 분리 가능하고 상기 제1 벽 부재 및 상기 제2 벽 부재와 함께 상기 환상 배기 덕트를 구성하는 제3 벽 부재와, 상기 환상 배기 덕트의 하측에서 연장되는 제4 벽 부재를 더 포함하고,
    상기 제1 벽 부재는, 상기 제2 벽 부재 및 상기 제3 벽 부재 상에 마련되어 있고, 상기 환상 배기로를 상측으로부터 구획 형성하고,
    상기 제2 벽 부재는, 상기 제3 벽 부재에 대하여 내측에서 연장되어 있고, 상기 제3 벽 부재와 함께 상기 환상 배기로를 하측으로부터 구획 형성하고,
    상기 제2 벽 부재는, O링 및 스파이럴 스프링 가스켓 중 적어도 어느 하나로부터의 반력에 의해, 상기 유전체부를 압박하고 있는, 플라스마 처리 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 환상 배기 덕트는, 상기 환상 배기로를 구획 형성하는 상기 환상 배기 덕트의 내주면으로부터 직경 방향 내측으로 연장되고, 또한, 둘레 방향을 따라 등간격으로 배치된 3개 이상의 오목부를 제공하고 있고,
    상기 유전체부는, 상기 3개 이상의 오목부 내에 배치되는 3개 이상의 볼록부를 포함하고 있는, 플라스마 처리 장치.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유전체부는, 상기 환상 배기로 내까지 연장되어 있는, 플라스마 처리 장치.
  11. 제6항에 있어서, 상기 유전체부는, 상기 환상 배기로 내까지 연장되어 있고,
    상기 유전체부는, 복수의 제1 부재 및 복수의 제2 부재를 포함하고,
    상기 복수의 제1 부재 및 상기 복수의 제2 부재는, 상기 제1 부분 내에서 상기 둘레 방향을 따라 교대로 배열되어 있고,
    상기 복수의 제1 부재는, 상기 제1 부분에 끼워 맞추어져 있고,
    상기 복수의 제2 부재 각각의 두께는, 상기 복수의 제1 부재 각각의 두께보다도 작은, 플라스마 처리 장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 초크 구조는, 상기 환상 배기로 내에서 상기 유전체부를 적어도 부분적으로 덮도록 마련된 절연성 부재를 더 포함하는, 플라스마 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 절연성 부재는, 상기 환상 배기로 내에서 상기 유전체부의 단부를 제외한 부분 또는 상기 유전체부의 전체를 덮고 있는, 플라스마 처리 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 절연성 부재는, 상기 둘레 방향에 있어서 서로로부터 분리된 복수의 부분을 포함하는, 플라스마 처리 장치.
  15. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 절연성 부재는, 환 형상을 갖고 있고, 해당 절연성 부재의 내주측으로부터 외주측을 향해서 연장되는 제1 절입부 및 해당 절연성 부재의 외주측으로부터 내주측을 향해서 연장되는 제2 절입부를 제공하고 있는, 플라스마 처리 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 절입부와 상기 제2 절입부는, 상기 절연성 부재의 중심에 대하여 90도 이하의 각도 범위 내에 마련되어 있는, 플라스마 처리 장치.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 절연성 부재는, 각각이 상기 제1 절입부와 상기 제2 절입부를 포함하는 복수 쌍의 절입부를 제공하고 있고,
    상기 복수 쌍의 절입부는, 둘레 방향을 따라 배열되어 있고,
    상기 복수 쌍의 절입부 각각에서의 상기 제1 절입부와 상기 제2 절입부 사이의 둘레 방향에서의 간격은, 상기 복수 쌍의 절입부의 해당 둘레 방향에서의 간격보다도 좁은, 플라스마 처리 장치.
  18. 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 부분이 형성된 상기 벽에 상기 절연성 부재를 압박하는 탄성 링을 더 포함하는, 플라스마 처리 장치.
  19. 제12항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연성 부재는, 탄성을 갖는, 플라스마 처리 장치.
  20. 제6항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 환상 배기 덕트는, 개구를 제공하는 외주벽을 포함하고,
    다른 배기 덕트의 배기로가 상기 개구를 통해서 상기 환상 배기로에 접속하도록 해당 다른 배기 덕트가 상기 환상 배기 덕트에 접속되어 있고,
    상기 개구를 구획 형성하는 한 쌍의 테두리부를 서로 전기적으로 접속하는 단락부가, 상기 개구 내에 마련되어 있는, 플라스마 처리 장치.
  21. 제4항에 있어서, 상기 제2 부분은 공동이며, 해당 제2 부분 내의 압력은 상기 챔버 내의 상기 공간에서의 압력보다도 높은 압력으로 설정되는, 플라스마 처리 장치.
  22. 챔버와,
    거기로부터 상기 챔버 내에 전자파가 도입되도록 마련된 도입부와,
    상기 챔버의 벽에 마련되어 있고, 그것이 마련된 개소로부터 상기 챔버의 내벽면을 따른 하류에의 전자파의 전파를 억제하도록 구성된 초크 구조
    를 포함하고,
    상기 초크 구조는,
    상기 챔버 내의 공간에 접속된 슬릿상의 제1 부분과,
    상기 제1 부분 내에 마련된 유전체부와,
    상기 챔버의 상기 벽 중에서 상기 제1 부분으로부터 연장되는 제2 부분
    을 포함하고,
    상기 제2 부분은 공동이며, 해당 제2 부분 내의 압력은 상기 챔버 내의 상기 공간에서의 압력보다도 높은 압력으로 설정되는, 플라스마 처리 장치.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 초크 구조는, 상기 제2 부분을 상기 챔버의 외측의 대기 공간에 연통시키는 통로를 제공하고 있는, 플라스마 처리 장치.
  24. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 부분에 가스를 공급하도록 구성된 가스 공급부를 더 구비하는, 플라스마 처리 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 가스는 불소 함유 가스인, 플라스마 처리 장치.
  26. 제1항 내지 제5항 및 제21항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 챔버의 상기 벽은, 상기 챔버의 측벽이며,
    상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은, 상기 측벽의 중심 축선에 대하여 둘레 방향으로 연장되어 있는, 플라스마 처리 장치.
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