KR20230050457A - plasma processing device - Google Patents

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KR20230050457A
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KR1020237009285A
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다이스케 마츠오
야스노리 안도
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닛신덴키 가부시키 가이샤
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Abstract

안테나의 길이 방향을 따른 플라즈마 밀도 분포를 세세하게 조정할 수 있도록 해서 플라즈마 밀도 분포의 보다 나은 균일화를 꾀하도록, 진공용기(1)와, 진공용기(1)의 외부에 설치되고 고주파 전류(IR)가 흐르는 안테나(2)와, 진공용기(1)의 안테나(2)를 향하는 위치에 형성된 개구(10x)를 막는 고주파창(9)을 구비하고, 안테나(2)가, 고주파 전류(IR)가 흐르는 방향이 서로 역방향인 왕로도체(21) 및 복로도체(22)를 갖고, 왕로도체(21) 및 복로도체(22)의 상대거리를 부분적으로 조정하는 거리 조정 기구(10)를 더 구비하도록 했다.A vacuum container (1) installed outside the vacuum container (1) and flowing a high-frequency current (IR) to achieve better uniformity of the plasma density distribution by enabling fine adjustment of the plasma density distribution along the length direction of the antenna. An antenna 2 and a high-frequency window 9 blocking an opening 10x formed in a position facing the antenna 2 of the vacuum container 1 are provided, and the antenna 2 is directed in the direction in which the high-frequency current (IR) flows. The forward conductor 21 and the return conductor 22 are opposite to each other, and a distance adjustment mechanism 10 for partially adjusting the relative distance between the forward conductor 21 and the return conductor 22 is further provided.

Figure P1020237009285
Figure P1020237009285

Description

플라즈마 처리 장치plasma processing device

본 발명은 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma processing device.

종래의 플라즈마 처리 장치로서는 특허문헌 1에 나타내듯이, 고주파 전류가 흐르는 안테나를 고주파 전류의 왕로가 되는 도체와, 왕로로부터 리턴되어 고주파 전류의 복로가 되는 도체로 구성한 것이 있다.As a conventional plasma processing device, as shown in Patent Literature 1, there is one in which an antenna through which a high frequency current flows is composed of a conductor that serves as an outgoing path for the high frequency current and a conductor that returns from the outgoing path and serves as a return path for the high frequency current.

이렇게 안테나를 도중에 되접어서 이루어지는 왕복 도체에 의해 구성함으로써, 왕로와 복로에 흐르는 고주파 전류가 서로 역방향이 되므로, 왕로에 흐르는 고주파 전류에 의해 발생되는 자장과, 복로에 흐르는 고주파 전류에 의해 발생되는 자장이 서로 상쇄하게 된다.By configuring the antenna with reciprocating conductors folded halfway in this way, since the high-frequency currents flowing in the outbound and return paths are in opposite directions to each other, the magnetic field generated by the high-frequency current flowing in the outbound path and the magnetic field generated by the high-frequency current flowing in the return path become opposite to each other. cancel each other out

그래서, 특허문헌 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치에서는 안테나의 중앙부에 있어서의 왕복 도체의 간격보다 양단부에 있어서의 왕복 도체의 간격을 크게 하여 안테나의 중앙부보다 양단부의 실효 임피던스가 상대적으로 커지도록 하고 있다. 이것에 의해, 안테나의 중앙부보다 양단부로부터 플라즈마에 공급하는 자장 에너지를 상대적으로 크게 하여 안테나의 길이 방향을 따른 플라즈마 밀도 분포의 균일화를 꾀하고 있다.Therefore, in the plasma processing device disclosed in Patent Literature 1, the distance between the reciprocating conductors at both ends is larger than the distance between the reciprocating conductors at the center of the antenna, so that the effective impedance at both ends is relatively larger than that at the center of the antenna. In this way, the magnetic field energy supplied to the plasma from both ends of the antenna is relatively larger than that of the center portion, and the plasma density distribution along the longitudinal direction of the antenna is made uniform.

그러나, 상술한 구성에서는 안테나의 길이 방향을 따른 플라즈마 밀도 분포를 대략적으로는 균일화할 수 있지만, 부분적으로 세세하게 조정하는 것은 어렵다.However, although the plasma density distribution along the longitudinal direction of the antenna can be approximately equalized in the above configuration, it is difficult to partially finely adjust the distribution.

일본 특허 제4844697호Japanese Patent No. 4844697

그래서, 본원 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 안테나의 길이 방향을 따른 플라즈마 밀도 분포를 세세하게 조정할 수 있도록 해서 플라즈마 밀도 분포의 보다 나은 균일화를 꾀하는 것을 그 주된 과제로 하는 것이다.Therefore, the present invention has been made to solve this problem, and its main task is to achieve better uniformity of the plasma density distribution by enabling fine adjustment of the plasma density distribution along the length direction of the antenna.

즉 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치는 진공용기와, 상기 진공용기의 외부에 설치되고 고주파 전류가 흐르는 안테나와, 상기 진공용기의 상기 안테나를 향하는 위치에 형성된 개구를 막는 고주파창을 구비하고, 상기 안테나가, 고주파 전류가 흐르는 방향이 서로 역방향인 왕로도체 및 복로도체를 갖고, 상기 왕로도체 및 상기 복로도체의 상대거리를 부분적으로 조정하는 거리 조정 기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.That is, the plasma processing apparatus according to the present invention includes a vacuum container, an antenna installed outside the vacuum container and through which a high-frequency current flows, and a high-frequency window blocking an opening formed at a position of the vacuum container facing the antenna, the antenna (a) a forward conductor and a return conductor in which the directions in which the high-frequency current flows are opposite to each other, and further comprising a distance adjusting mechanism for partially adjusting a relative distance between the forward conductor and the return conductor.

이렇게 구성된 플라즈마 처리 장치에 의하면, 거리 조정 기구가 왕로도체 및 복로도체의 상대거리를 부분적으로 조정하므로, 안테나의 길이 방향을 따른 플라즈마 밀도 분포를 세세하게 조정할 수 있어 플라즈마 밀도 분포의 보다 나은 균일화를 꾀할 수 있다.According to the plasma processing device configured as described above, since the distance adjustment mechanism partially adjusts the relative distances of the forward and reverse conductors, the plasma density distribution along the length direction of the antenna can be finely adjusted, resulting in better uniformity of the plasma density distribution. there is.

가령 복로도체를 형성하지 않고, 왕로도체를 흐른 고주파 전류를 진공용기 등의 접지 전위의 구조물을 통해 전원으로 되돌리려고 하면, 그 복귀 경로를 흐르는 고주파 전류는 발열에 의한 전력손실을 발생시키는 것에 지나지 않고, 플라즈마 생성에 유효하게 이용되지 않는다.For example, if an attempt is made to return the high-frequency current flowing through the positive conductor to the power supply through a structure with a ground potential such as a vacuum container without forming a return conductor, the high-frequency current flowing through the return path will only cause power loss due to heat generation. , is not effectively used for plasma generation.

그래서, 복로도체를 흐르는 고주파 전류를 유효하게 활용하기 위해서는 상기 거리 조정 기구가 상기 복로도체의 위치를 조정하는 것이 바람직하다. Therefore, in order to effectively utilize the high-frequency current flowing through the double conductor, it is preferable that the distance adjustment mechanism adjusts the position of the double conductor.

이것이라면, 복로도체를 흐르는 고주파 전류에 의해 플라즈마 밀도 분포를 조정할 수 있으므로, 복로도체를 흐르는 고주파 전류를 플라즈마 생성에 유효하게 활용할 수 있다.In this case, since the plasma density distribution can be adjusted by the high frequency current flowing through the double conductor, the high frequency current flowing through the double conductor can be effectively utilized for plasma generation.

안테나의 길이 방향을 따른 플라즈마 밀도 분포를 보다 세세하게 조정할 수 있도록 하기 위해서는 상기 거리 조정 기구가 상기 복로도체의 복수 개소의 위치를 조정하는 것인 것이 바람직하다.In order to enable more detailed adjustment of the plasma density distribution along the longitudinal direction of the antenna, it is preferable that the distance adjusting mechanism adjusts the positions of a plurality of points of the double conductor.

상기 왕로도체가 상기 복로도체보다 상기 진공용기의 가까이에 배치되어 있는 것이 바람직하다.It is preferable that the forward conductor is arranged closer to the vacuum container than the return conductor.

이것이라면, 왕로도체로부터 진공용기 내까지의 거리를 짧게 할 수 있어 왕로도체로부터 발생한 고주파 자장을 효율 좋게 진공용기 내에 공급할 수 있다.In this case, the distance from the positive conductor to the inside of the vacuum container can be shortened, and the high-frequency magnetic field generated from the positive conductor can be efficiently supplied into the vacuum container.

상기 복로도체를 피복하는 유전체 튜브와, 상기 유전체 튜브 내에 설치되고, 상기 유전체 튜브 내에 있어서 상기 복로도체를 위치 결정하는 위치 결정 부재를 더 구비하는 것이 바람직하다.It is preferable to further include a dielectric tube covering the double conductor and a positioning member provided in the dielectric tube and positioning the double conductor in the dielectric tube.

이것이라면, 유전체 튜브를 외력으로 용이하게 변형시킬 수 있으므로, 플라즈마 밀도 분포의 부분적인 조정을 간단히 행할 수 있다.In this case, since the dielectric tube can be easily deformed with an external force, partial adjustment of the plasma density distribution can be easily performed.

또한, 복로도체가 위치 결정 부재에 의해 유전체 튜브 내에서 위치 결정되어 있으므로, 왕로도체와 복로도체의 상대거리를 보다 정밀도 좋게 조정할 수 있고, 나아가서는 안테나의 길이 방향을 따른 플라즈마 밀도 분포를 보다 보다 세세하게 조정하는 것이 가능해진다.In addition, since the return conductor is positioned within the dielectric tube by the positioning member, the relative distance between the forward and reverse conductors can be adjusted more precisely, and the plasma density distribution along the longitudinal direction of the antenna can be more precisely adjusted. It becomes possible to adjust

복로도체를 흐르는 고주파 전류에 의한 발열이 유전체 튜브를 손상시키는 것이 우려된다.There is a concern that the heat generated by the high-frequency current flowing through the double conductor damages the dielectric tube.

그래서, 상기 유전체 튜브 내에 냉각수가 흐르는 것이 바람직하다.So, it is desirable that cooling water flow in the dielectric tube.

이것이라면, 유전체 튜브에 의한 거리 조정의 간소화를 담보하면서, 이 유전체 튜브의 냉각 기능도 발휘시킬 수 있다.In this case, the cooling function of the dielectric tube can be exhibited while securing the simplification of the distance adjustment by the dielectric tube.

보다 구체적인 실시양태로서는 상기 위치 결정 부재가 상기 유전체 튜브 내의 복수 개소에 설치되어 있고, 상기 각 위치 결정 부재는 상기 냉각수가 흐르는 유통 구멍을 갖고 있는 양태를 들 수 있다.As a more specific embodiment, an aspect in which the positioning members are provided at a plurality of locations within the dielectric tube, and each positioning member has a flow hole through which the cooling water flows.

냉각수에 의한 냉각 효과를 향상시키기 위해서는 상기 냉각수가 상기 유전체 튜브 내를 사행하면서 흐르는 것이 바람직하다.In order to improve the cooling effect by the cooling water, it is preferable that the cooling water flows meandering through the inside of the dielectric tube.

이렇게 구성한 본 발명에 의하면, 안테나의 길이 방향을 따른 플라즈마 밀도 분포를 세세하게 조정할 수 있도록 해서 플라즈마 밀도 분포의 보다 나은 균일화를 꾀할 수 있다.According to the present invention configured as described above, the plasma density distribution along the length direction of the antenna can be finely adjusted, so that better uniformity of the plasma density distribution can be achieved.

도 1은 제 1 실시형태의 플라즈마 처리 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 종단면도.
도 2는 동 제 1 실시형태의 플라즈마 처리 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 횡단면도.
도 3은 동 제 1 실시형태에 있어서의 거리 조정 기구의 구성을 나타내는 모식도.
도 4는 제 2 실시형태에 있어서의 복로도체의 구성을 나타내는 모식도.
도 5는 동 제 2 실시형태에 있어서의 위치 결정 부재의 구성을 나타내는 모식도.
도 6은 동 제 2 실시형태에 있어서의 위치 결정 부재의 구성을 나타내는 모식도.1 is a longitudinal sectional view schematically showing the configuration of a plasma processing apparatus according to a first embodiment;
Fig. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a plasma processing device according to the first embodiment;
Fig. 3 is a schematic view showing the configuration of a distance adjustment mechanism in the first embodiment;
Fig. 4 is a schematic diagram showing the structure of a double conductor in the second embodiment;
Fig. 5 is a schematic diagram showing the configuration of a positioning member in the second embodiment;
Fig. 6 is a schematic view showing the configuration of a positioning member in the second embodiment;

[제 1 실시형태][First Embodiment]

이하에, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치의 일실시형태에 대해서, 도면을 참조해서 설명한다. Hereinafter, an embodiment of a plasma processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

<장치구성><Device Configuration>

본 실시형태의 플라즈마 처리 장치(100)는 유도 결합형의 플라즈마(P)를 사용해서 기판(W)에 처리를 실시하는 것이다. 여기에서, 기판(W)은 예를 들면, 액정 디스플레이나 유기 EL 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD)용의 기판, 플렉시블 디스플레이용의 플렉시블 기판 등이다. 또한, 기판(W)에 실시하는 처리는 예를 들면, 플라즈마 CVD법에 의한 막형성, 에칭, 애싱, 스퍼터링 등이다.The plasma processing apparatus 100 of the present embodiment performs processing on a substrate W using inductively coupled plasma P. Here, the substrate W is, for example, a substrate for a flat panel display (FPD) such as a liquid crystal display or an organic EL display, a flexible substrate for a flexible display, or the like. In addition, the processing applied to the substrate W is, for example, film formation by a plasma CVD method, etching, ashing, sputtering, or the like.

또한, 이 플라즈마 처리 장치(100)는 플라즈마 CVD법에 의해 막형성을 행하는 경우는 플라즈마 CVD 장치, 에칭을 행하는 경우는 플라즈마 에칭 장치, 애싱을 행하는 경우는 플라즈마 애싱 장치, 스퍼터링을 행하는 경우는 스퍼터링 장치라고도 불린다.In addition, the plasma processing apparatus 100 includes a plasma CVD device for film formation by the plasma CVD method, a plasma etching device for etching, a plasma ashing device for ashing, and a sputtering device for sputtering. Also called

구체적으로 플라즈마 처리 장치(100)는 도 1 및 도 2에 나타내듯이, 진공 배기되고 또한 가스(G)가 도입되는 진공용기(1)와, 진공용기(1)의 내부에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마원(200)을 구비해서 이루어지고, 플라즈마원(200)은 진공용기(1)의 외부에 설치된 안테나(2)와, 안테나(2)에 고주파를 인가하는 고주파 전원(3)을 구비한 것이다. 이러한 구성에 있어서, 안테나(2)에 고주파 전원(3)으로부터 고주파를 인가함으로써 안테나(2)에는 고주파 전류(IR)가 흐르고, 진공용기(1) 내에 유도 전계가 발생해서 유도 결합형의 플라즈마(P)가 생성된다.Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2 , the plasma processing apparatus 100 includes a vacuum container 1 into which gas G is evacuated and introduced, and a plasma source that generates plasma inside the vacuum container 1 200, and the plasma source 200 includes an antenna 2 installed outside the vacuum container 1 and a high-frequency power supply 3 for applying a high frequency to the antenna 2. In this configuration, by applying a high frequency to the antenna 2 from the high frequency power supply 3, a high frequency current (IR) flows through the antenna 2, and an induction electric field is generated in the vacuum container 1, thereby generating an inductively coupled plasma ( P) is created.

진공용기(1)는 예를 들면 금속제의 용기이며, 그 벽(여기에서는 상벽(1a))에는 두께 방향으로 관통하는 개구(1x)가 형성되어 있다. 이 진공용기(1)는 여기에서는 전기적으로 접지되어 있고, 그 내부는 진공 배기 장치(4)에 의해 진공 배기된다.The vacuum container 1 is, for example, a container made of metal, and an opening 1x penetrating in the thickness direction is formed in its wall (in this case, the upper wall 1a). This vacuum vessel 1 is electrically grounded here, and its interior is evacuated by the vacuum exhaust device 4.

또한, 진공용기(1) 내에는 예를 들면 유량 조정기(도시생략)나 진공용기(1)에 형성된 1 또는 복수의 가스 도입구(10P)를 경유해서 가스(G)가 도입된다. 가스(G)는 기판(W)에 실시하는 처리 내용에 따른 것으로 하면 좋다. 예를 들면, 플라즈마 CVD법에 의해 기판에 막형성을 행하는 경우에는 가스(G)는 원료 가스 또는 그것을 희석 가스(예를 들면 H2)로 희석한 가스이다. 보다 구체예를 들면, 원료 가스가 SiH4인 경우는 Si막을, SiH4+NH3인 경우는 SiN막을, SiH4+O2인 경우는 SiO2막을, SiF4+N2인 경우는 SiN:F막(불소화 실리콘 질화막)을 각각 기판 상에 형성할 수 있다.Further, gas G is introduced into the vacuum container 1 via, for example, a flow rate regulator (not shown) or one or a plurality of gas introduction ports 10P formed in the vacuum container 1. The gas G may be selected according to the process to be applied to the substrate W. For example, when forming a film on a substrate by a plasma CVD method, the gas G is a source gas or a gas diluted with a dilution gas (eg, H 2 ). For more specific examples, when the source gas is SiH 4 , a Si film is used, when SiH 4 +NH 3 is a SiN film, when SiH 4 +O 2 is a SiO 2 film, and when SiF 4 +N 2 is a SiN:F film. A film (fluorinated silicon nitride film) can be formed on each substrate.

이 진공용기(1)의 내부에는 기판(W)을 유지하는 기판 홀더(5)가 설치되어 있다. 이 예와 같이, 기판 홀더(5)에 바이어스 전원(6)으로부터 바이어스 전압을 인가하도록 해도 좋다. 바이어스 전압은 예를 들면 부의 직류 전압, 부의 바이어스 전압 등이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 이러한 바이어스 전압에 의해, 예를 들면, 플라즈마(P) 중의 정이온이 기판(W)에 입사할 때의 에너지를 제어해서 기판(W)의 표면에 형성되는 막의 결정화도의 제어 등을 행할 수 있다. 기판 홀더(5) 내에 기판(W)을 가열하는 히터(51)를 설치해 두어도 좋다.Inside the vacuum chamber 1, a substrate holder 5 holding a substrate W is provided. As in this example, a bias voltage may be applied to the substrate holder 5 from the bias power supply 6. The bias voltage is, for example, negative DC voltage, negative bias voltage, etc., but is not limited thereto. With such a bias voltage, for example, the crystallinity of a film formed on the surface of the substrate W can be controlled by controlling the energy when positive ions in the plasma P are incident on the substrate W, and the like. A heater 51 for heating the substrate W may be installed in the substrate holder 5 .

안테나(2)는 도 1 및 도 2에 나타내듯이, 진공용기(1)에 형성된 개구(1x)를 향하도록 배치되어 있다. 또한, 안테나(2)의 개수는 1개에 한정되지 않고, 복수개의 안테나(2)를 설치해도 좋다.As shown in Figs. 1 and 2, the antenna 2 is arranged so as to face the opening 1x formed in the vacuum chamber 1. Also, the number of antennas 2 is not limited to one, and a plurality of antennas 2 may be provided.

안테나(2)는 도 2에 나타내듯이, 그 일단부인 급전 단부(2a)가 정합 회로(31)를 통해 고주파 전원(3)이 접속되어 있고, 타단부인 종단부(2b)가 직접 접지되어 있다. 또한, 종단부(2b)는 콘덴서 또는 코일 등을 통해 접지되어도 좋다.As shown in FIG. 2, the antenna 2 has one end, power feeding end 2a, connected to the high frequency power source 3 via a matching circuit 31, and the other end, terminating end 2b, directly grounded. Alternatively, the terminal portion 2b may be grounded via a condenser or coil or the like.

고주파 전원(3)은 정합 회로(31)를 통해 안테나(2)에 고주파 전류(IR)를 흘릴 수 있다. 고주파의 주파수는 예를 들면 일반적인 13.56MHz이지만, 이것에 한정되는 것은 아니고 적당히 변경해도 좋다.The high frequency power supply 3 may flow the high frequency current IR to the antenna 2 through the matching circuit 31 . The frequency of the high frequency is, for example, a general 13.56 MHz, but is not limited thereto and may be changed as appropriate.

여기에서, 본 실시형태의 플라즈마원(200)은 진공용기(1)의 벽(상벽(1a))에 형성된 개구(1x)를 진공용기(1)의 외측으로부터 막는 슬릿판(7)과, 슬릿판(7)에 형성된 슬릿(7x)을 진공용기(1)의 외측으로부터 막는 유전체판(8)을 더 구비하고 있다.Here, the plasma source 200 of this embodiment includes a slit plate 7 for blocking an opening 1x formed in the wall (upper wall 1a) of the vacuum container 1 from the outside of the vacuum container 1, and a slit A dielectric plate 8 is further provided to close the slit 7x formed in the plate 7 from the outside of the vacuum container 1.

슬릿판(7)은 그 두께 방향으로 관통해서 이루어지는 슬릿(7x)이 형성된 것이며, 안테나(2)로부터 발생한 고주파 자장을 진공용기(1) 내에 투과시킴과 아울러, 진공용기(1)의 외부로부터 진공용기(1)의 내부로의 전계의 진입을 막는 것이다.The slit plate 7 has a slit 7x penetrating in its thickness direction, and transmits the high-frequency magnetic field generated from the antenna 2 into the vacuum chamber 1, while vacuuming from the outside of the vacuum chamber 1. It is to prevent entry of the electric field into the container 1.

구체적으로 이 슬릿판(7)은 도 3에 나타내듯이, 구체적으로는 서로 평행한 복수의 슬릿(7x)이 형성된 평판상의 것이고, 후술하는 유전체판보다 기계강도가 높은 것이 바람직하고, 유전체판보다 두께 치수가 큰 것이 바람직하다.Specifically, as shown in FIG. 3, the slit plate 7 is a flat plate in which a plurality of slits 7x parallel to each other are formed, and preferably has higher mechanical strength than a dielectric plate described later, and is thicker than a dielectric plate. Larger dimensions are preferred.

보다 구체적으로 설명하면, 슬릿판(7)은 예를 들면 Cu, Al, Zn, Ni, Sn, Si, Ti, Fe, Cr, Nb, C, Mo, W 또는 Co를 포함하는 군으로부터 선택되는 1종의 금속 또는 이들의 합금(예를 들면 스테인리스 합금, 알루미늄 합금 등) 등의 금속재료를 압연 가공(예를 들면 냉간 압연이나 열간 압연) 등에 의해 제조한 것이며, 예를 들면 두께가 약 5mm인 것이다. 단, 제조 방법이나 두께는 이것에 한정되지 않고 사양에 따라서 적당히 변경해도 상관없다.More specifically, the slit plate 7 is one selected from the group consisting of Cu, Al, Zn, Ni, Sn, Si, Ti, Fe, Cr, Nb, C, Mo, W or Co, for example. It is manufactured by rolling processing (for example, cold rolling or hot rolling) of a metal material such as a kind of metal or alloy thereof (for example, stainless alloy, aluminum alloy, etc.), and has a thickness of, for example, about 5 mm. . However, the manufacturing method and thickness are not limited to these, and may be appropriately changed according to specifications.

유전체판(8)은 슬릿판(7)의 외향면(진공용기(1)의 내부를 향하는 내향면의 이면)에 설치되고, 슬릿판의 슬릿을 막는 것이다.The dielectric plate 8 is provided on the outward facing surface of the slit plate 7 (the rear surface of the inward facing surface facing the inside of the vacuum container 1) and closes the slit of the slit plate.

유전체판(8)은 전체가 유전체 물질로 구성된 평판상을 이루는 것이며, 예를 들면 알루미나, 탄화 규소, 질화 규소 등의 세라믹스, 석영 유리, 무알칼리 유리 등의 무기재료, 불소수지(예를 들면 테프론) 등의 수지재료 등으로 이루어진다. 또한, 유전손해를 저감하는 관점에서, 유전체판(8)을 구성하는 재료는 유전정접이 0.01 이하인 것이 바람직하고, 0.005 이하인 것이 보다 바람직하다.The dielectric plate 8 is formed in the form of a flat plate made of a dielectric material as a whole, for example, ceramics such as alumina, silicon carbide and silicon nitride, inorganic materials such as quartz glass and alkali free glass, fluororesin (eg Teflon) ) and other resin materials. Further, from the viewpoint of reducing dielectric damage, the material constituting the dielectric plate 8 preferably has a dielectric loss tangent of 0.01 or less, more preferably 0.005 or less.

여기에서는 유전체판(8)의 판두께를 슬릿판(7)의 판두께보다 작게 하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 진공용기(1)를 진공 배기한 상태에 있어서, 슬릿(7x)으로부터 받는 진공용기(1)의 내외의 차압에 견딜 수 있는 강도를 구비하면 좋고, 슬릿(7x)의 수나 길이 등의 사양에 따라서 적당히 설정되어도 좋다. 단, 안테나(2)와 진공용기(1) 사이의 거리를 짧게 하는 관점에서는 얇은 쪽이 바람직하다.Here, the thickness of the dielectric plate 8 is made smaller than the thickness of the slit plate 7, but it is not limited to this. It is sufficient to have strength capable of withstanding the pressure difference between the inside and outside of the vacuum container 1 received from the chamber 1, and may be appropriately set according to specifications such as the number and length of the slits 7x. However, from the viewpoint of shortening the distance between the antenna 2 and the vacuum container 1, a thinner one is preferable.

이러한 구성에 의해, 슬릿판(7) 및 유전체판(8)은 자장을 투과시키는 고주파창(자장 투과창)(9)으로서 기능을 담당한다. 즉, 고주파 전원(3)으로부터 안테나(2)에 고주파를 인가하면, 안테나(2)로부터 발생한 고주파 자장이 슬릿판(7) 및 유전체판(8)으로 이루어지는 고주파창(9)을 투과해서 진공용기(1) 내에 형성(공급)된다. 이것에 의해, 진공용기(1) 내의 공간에 유도 전계가 발생하고, 유도 결합형의 플라즈마(P)가 생성된다.With this configuration, the slit plate 7 and the dielectric plate 8 function as a high-frequency window (magnetic field transmission window) 9 through which magnetic fields are transmitted. That is, when high frequency is applied to the antenna 2 from the high frequency power source 3, the high frequency magnetic field generated from the antenna 2 passes through the high frequency window 9 composed of the slit plate 7 and the dielectric plate 8, and Formed (supplied) in (1). As a result, an induction electric field is generated in the space within the vacuum chamber 1, and inductively coupled plasma P is generated.

그러나, 본 실시형태에서는 도 1∼도 3에 나타내듯이, 안테나(2)가, 고주파 전류(IR)가 흐르는 방향이 서로 역방향인 왕로도체(21) 및 복로도체(22)를 갖고, 플라즈마 처리 장치(100)가, 도 3에 나타내듯이, 왕로도체(21) 및 복로도체(22)의 상대거리를 부분적으로 조정하는 거리 조정 기구(10)를 더 구비하고 있다.However, in the present embodiment, as shown in Figs. 1 to 3, the antenna 2 has a forward conductor 21 and a return conductor 22 in which the directions in which the high frequency current (IR) flows are opposite to each other, and the plasma processing device As shown in Fig. 3, (100) further includes a distance adjustment mechanism (10) that partially adjusts the relative distance between the forward conductor (21) and the return conductor (22).

먼저, 왕로도체(21) 및 복로도체(22)에 대해서 설명한다. First, the forward conductor 21 and the return conductor 22 will be described.

본 실시형태의 왕로도체(21) 및 복로도체(22)는 서로 전기적으로 접속되어 있고, 공통의 고주파 전원(3)에 접속되어 있다. 구체적으로는 왕로도체(21)는 정합 회로(31)를 통해 고주파 전원(3)에 접속되는 상술의 급전 단부(2a)를 갖고, 복로도체(22)는 직접 접지되는 상술의 종단부(2b)를 갖는다.The forward conductor 21 and the return conductor 22 in this embodiment are electrically connected to each other and connected to a common high frequency power supply 3. Specifically, the forward conductor 21 has the above-described feeding end 2a connected to the high frequency power supply 3 via the matching circuit 31, and the return conductor 22 has the above-described terminal end 2b directly grounded. have

본 실시형태에서는 왕로도체(21) 및 복로도체(22)가 상하 방향으로, 즉 진공용기(1)의 개구(10x)에 대해서 수직인 방향을 따라 이간되어 배치되어 있고, 여기에서는 왕로도체(21)가 복로도체(22)보다 진공용기(1)의 개구(10x) 가까이에 배치되어 있다.In this embodiment, the outgoing conductor 21 and the return conductor 22 are spaced apart from each other in the vertical direction, that is, along the direction perpendicular to the opening 10x of the vacuum container 1, and in this case, the outgoing conductor 21 ) is arranged closer to the opening 10x of the vacuum container 1 than the return conductor 22.

왕로도체(21)는 진공용기(1)의 개구(10x)에 대해서 평행하게 연장되는 것이며, 여기에서는 파이프상의 도체이다. 또한, 복로도체(22)는 왕로도체(21)와는 역방향의 고주파 전류(IR)가 흐르도록 배치되어 있고, 여기에서는 파이프상의 도체이다.The outgoing conductor 21 extends parallel to the opening 10x of the vacuum container 1, and is a pipe-shaped conductor here. In addition, the return conductor 22 is arranged so that the high-frequency current (IR) flows in the opposite direction to the forward conductor 21, and is a pipe-shaped conductor here.

이어서, 거리 조정 기구(10)에 대해서 설명한다.Next, the distance adjusting mechanism 10 will be described.

거리 조정 기구(10)는 왕로도체(21) 및 복로도체(22)의 이간 방향을 따른 이간 거리, 즉 여기에서는 왕로도체(21) 및 복로도체(22)의 상하 방향을 따른 이간 거리를 부분적으로 조정하는 것이다.The distance adjustment mechanism 10 partially measures the separation distance along the separation direction of the forward conductor 21 and the return conductor 22, that is, the separation distance along the vertical direction of the forward conductor 21 and the return conductor 22 here. is to adjust

본 실시형태의 거리 조정 기구(10)는 복로도체(22)의 위치를 조정함으로써 상술한 이간 거리를 부분적으로 조정하는 것이며, 구체적으로는 복로도체(22)의 길이 방향을 따른 일부분 또는 복수부분의 위치를 조정 가능하게 구성되어 있다.The distance adjustment mechanism 10 of this embodiment partially adjusts the above-described separation distance by adjusting the position of the return conductor 22, specifically, a part or a plurality of parts along the longitudinal direction of the return conductor 22. It is configured to be able to adjust the position.

보다 구체적으로 설명하면, 거리 조정 기구(10)는 복로도체(22)의 복수 개소를 파지하면서 왕로도체(21)에 대해서 진퇴 가능한 복수의 파지부(11)와, 이들 파지부(11)를 독립해서 이동시키는 모터 등의 도시하지 않는 구동원을 구비하고 있다.More specifically, the distance adjustment mechanism 10 includes a plurality of gripping parts 11 capable of moving forward and backward with respect to the forward conductor 21 while gripping a plurality of locations of the return conductor 22, and these gripping parts 11 independently. A drive source (not shown) such as a motor that moves by moving is provided.

복수의 파지부(11)는 복로도체(22)와는 전기적으로 절연된 절연물이며, 여기에서는 상하 방향으로 이동 가능한 것이다. 이들 파지부(11) 중 하나는 도 3에 나타내듯이, 진공용기(1)의 개구(10x)의 중앙부의 바로 위에 배치되어 있고, 이 파지부(11)에 대해서 복로도체(22)의 길이 방향을 따른 대칭적인 위치에 다른 파지부(11)가 형성되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는 복수의 파지부(11)가 등간격으로 배치되어 있고, 이들은 모두, 진공용기(1)의 개구(10x)에 직교하는 방향으로부터 볼 때 개구(10x)의 내측에 형성되어 있다.The plurality of gripping portions 11 are insulating materials electrically insulated from the double conductor 22, and are movable in the vertical direction here. As shown in FIG. 3, one of these gripping parts 11 is disposed right above the central portion of the opening 10x of the vacuum container 1, and is disposed in the longitudinal direction of the double conductor 22 with respect to the gripping part 11. Another gripping part 11 is formed at a symmetrical position along the. Further, in the present embodiment, a plurality of gripping parts 11 are arranged at equal intervals, and they are all formed inside the opening 10x of the vacuum container 1 when viewed from a direction orthogonal to the opening 10x. there is.

<제 1 실시형태의 효과><Effects of the first embodiment>

이렇게 구성한 본 실시형태의 플라즈마 처리 장치(100)에 의하면, 거리 조정 기구(10)가 왕로도체(21) 및 복로도체(22)의 상대거리를 부분적으로 조정하므로, 안테나(2)의 길이 방향을 따른 플라즈마 밀도 분포를 세세하게 조정할 수 있고, 플라즈마 밀도 분포의 보다 나은 균일화를 꾀할 수 있다.According to the plasma processing apparatus 100 of the present embodiment configured as described above, since the distance adjustment mechanism 10 partially adjusts the relative distance between the forward and backward conductors 21 and 22, the longitudinal direction of the antenna 2 It is possible to finely adjust the plasma density distribution according to the method, and achieve better uniformity of the plasma density distribution.

또한, 거리 조정 기구(10)가 복로도체(22)의 위치를 조정하므로, 이 복로도체(22)를 흐르는 고주파 전류(IR)에 의해 플라즈마 밀도 분포를 조정할 수 있고, 복로도체(22)를 흐르는 고주파 전류(IR)를 플라즈마 생성에 유효하게 활용할 수 있다.In addition, since the distance adjustment mechanism 10 adjusts the position of the return conductor 22, the plasma density distribution can be adjusted by the high frequency current IR flowing through the return conductor 22, and the return conductor 22 A high frequency current (IR) can be effectively utilized for plasma generation.

또한, 거리 조정 기구(10)가 복로도체(22)의 복수 개소의 위치를 조정하므로, 안테나(2)의 길이 방향을 따른 플라즈마 밀도 분포를 보다 세세하게 조정할 수 있다.Further, since the distance adjusting mechanism 10 adjusts the positions of the plurality of points of the double conductor 22, the plasma density distribution along the longitudinal direction of the antenna 2 can be adjusted more finely.

또한, 왕로도체(21)가 복로도체(22)보다 진공용기(1)의 가까이에 배치되어 있으므로, 왕로도체(21)로부터 진공용기(1) 내까지의 거리를 짧게 할 수 있어 왕로도체(21)로부터 발생한 고주파 자장을 효율 좋게 진공용기(1) 내에 공급할 수 있다.In addition, since the forward conductor 21 is disposed closer to the vacuum container 1 than the return conductor 22, the distance from the forward conductor 21 to the inside of the vacuum container 1 can be shortened, and the return conductor 21 ) can be efficiently supplied into the vacuum container 1.

[제 2 실시형태][Second Embodiment]

이어서, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치의 제 2 실시형태에 대해서, 도면을 참조해서 설명한다.Next, a second embodiment of the plasma processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

본 실시형태에서는 복로도체(22)나 그 주변구조가 상기 제 1 실시형태와는 상위하므로, 이 상위점에 대해서 기술한다.In this embodiment, since the return conductor 22 and its peripheral structure are different from those of the first embodiment, this difference will be described.

본 실시형태의 복로도체(22)는 도 4에 나타내듯이, 왕로도체(21)와는 역방향의 고주파 전류(IR)가 흐르도록 배치되어 있고, 여기에서는 선상의 도체이다.As shown in FIG. 4, the return conductor 22 of this embodiment is arranged so that a high-frequency current (IR) flows in the opposite direction to the outgoing conductor 21, and is a linear conductor here.

그리고, 이 복로도체(22)는 동 도 4에 나타내듯이, 유전체 튜브(23)에 의해 피복되어 있다.Then, as shown in Fig. 4, this double conductor 22 is covered with a dielectric tube 23.

유전체 튜브(23)는 가요성을 갖는 유전체로 이루어지고, 구체적으로는 예를 들면 테프론이나 나일론 등으로 이루어지는 튜브이다.The dielectric tube 23 is made of a flexible dielectric material, and specifically, is a tube made of Teflon, nylon, or the like.

유전체 튜브(23)의 내부에는 도 5 및 도 6에 나타내듯이, 유전체 튜브(23) 내에 있어서 복로도체(22)를 위치 결정하는 위치 결정 부재(24)가 설치되어 있다.Inside the dielectric tube 23, as shown in FIGS. 5 and 6, a positioning member 24 for positioning the double conductor 22 in the dielectric tube 23 is provided.

위치 결정 부재(24)는 유전체로 이루어지는 것이며, 여기에서는 복로도체(22)를 유전체 튜브(23)의 중심축 상에 위치 결정하는 것이다. 구체적으로 이 위치 결정 부재(24)는 유전체 튜브(23) 내에 덜거덕거림 없이 끼워 넣어지는 기둥형상의 것이고, 그 중심에 복로도체(22)가 관통하는 관통 구멍(24H)이 형성되어 있다.The positioning member 24 is made of a dielectric material, and here positions the double conductor 22 on the central axis of the dielectric tube 23. Specifically, this positioning member 24 is of a columnar shape to be inserted into the dielectric tube 23 without rattling, and a through hole 24H through which the double conductor 22 passes is formed at its center.

또한, 유전체 튜브(23)의 내부에는 도 5에 나타내듯이, 유전체 튜브(23) 내에 있어서 복로도체(22)를 위치 결정하는 제 2 위치 결정 부재(25)가 설치되어 있다. 이 제 2 위치 결정 부재(25)는 유전체로 이루어지는 것이며, 복로도체(22)를 유전체 튜브(23)의 중심축 상에 위치 결정하는 것이다. 구체적으로 이 제 2 위치 결정 부재(25)는 유전체 튜브의 중심축을 따라 연장되는 장척상의 것이고, 그 중심에 복로도체(22)가 관통하는 관통 구멍이 형성되어 있다.Further, inside the dielectric tube 23, as shown in FIG. 5, a second positioning member 25 for positioning the double conductor 22 in the dielectric tube 23 is provided. This second positioning member 25 is made of a dielectric material and positions the double conductor 22 on the central axis of the dielectric tube 23. Specifically, this second positioning member 25 is a long shape extending along the central axis of the dielectric tube, and a through hole through which the double conductor 22 passes is formed in its center.

본 실시형태에서는 유전체 튜브(23) 내에 냉각수가 흐르도록 구성되어 있다. 구체적으로는 도 5에 나타내듯이, 유전체 튜브(23) 내의 축 방향을 따른 복수 개소에 위치 결정 부재(24)가 설치되어 있고, 각 위치 결정 부재(24)는 냉각수가 흐르는 유통 구멍(24L)을 갖고 있다.In this embodiment, cooling water is configured to flow in the dielectric tube 23 . Specifically, as shown in FIG. 5, positioning members 24 are provided at a plurality of locations along the axial direction within the dielectric tube 23, and each positioning member 24 covers a flow hole 24L through which cooling water flows. I have it.

보다 구체적으로 설명하면, 도 6에 나타내듯이, 각 위치 결정 부재(24)는 복수의 유통 구멍(24L)을 갖고 있고, 이들 유통 구멍(24L)은 예를 들면 둘레 방향을 따라 등간격으로 배치되어 있다. 그리고, 서로 이웃하는 위치 결정 부재(24)의 유통 구멍(24L)은 유전체 튜브(23)의 축 방향으로부터 볼 때 서로 겹쳐지지 않고, 여기에서는 둘레 방향으로 어긋나게 배치되어 있다. 이것에 의해, 냉각수는 유전체 튜브(23) 내를 사행하면서 흐른다.More specifically, as shown in Fig. 6, each positioning member 24 has a plurality of flow holes 24L, and these flow holes 24L are arranged at equal intervals along the circumferential direction, for example. there is. Further, the flow holes 24L of the positioning members 24 adjacent to each other do not overlap each other when viewed from the axial direction of the dielectric tube 23, and are displaced in the circumferential direction here. As a result, the cooling water flows meandering through the inside of the dielectric tube 23 .

<제 2 실시형태의 효과><Effect of the second embodiment>

이렇게 구성한 본 실시형태의 플라즈마 처리 장치(100)에 의하면, 복로도체(22)를 선상의 것으로 하고, 그 복로도체(22)를 유전체 튜브(23)에 의해 피복하고 있으므로, 복로도체(22)나 유전체 튜브(23)를 외력으로 용이하게 변형시킬 수 있어 플라즈마 밀도 분포의 부분적인 조정을 간단히 행할 수 있다.According to the plasma processing apparatus 100 of the present embodiment configured as described above, since the return conductor 22 is linear and the return conductor 22 is covered with the dielectric tube 23, the return conductor 22 or The dielectric tube 23 can be easily deformed with an external force, and the plasma density distribution can be partially adjusted easily.

또한, 복로도체(22)가 위치 결정 부재(24)에 의해 유전체 튜브(23) 내에서 위치 결정되어 있으므로, 왕로도체(21)와 복로도체(22)의 상대거리를 보다 정밀도 좋게 조정할 수 있고, 나아가서는 안테나(2)의 길이 방향을 따른 플라즈마 밀도 분포를 보다 보다 세세하게 조정하는 것이 가능해진다.In addition, since the return conductor 22 is positioned within the dielectric tube 23 by the positioning member 24, the relative distance between the return conductor 21 and the return conductor 22 can be adjusted more precisely, Furthermore, it becomes possible to more finely adjust the plasma density distribution along the longitudinal direction of the antenna 2.

또한, 냉각수가 유전체 튜브(23) 내를 사행하면서 흐르므로, 유전체 튜브(23)에 의한 거리 조정의 간소화를 담보하면서, 이 유전체 튜브(23)의 냉각 기능도 발휘시킬 수 있다.Further, since the cooling water flows meandering through the inside of the dielectric tube 23, the cooling function of the dielectric tube 23 can also be exhibited while ensuring simplification of distance adjustment by the dielectric tube 23.

[그 밖의 변형 실시형태][Other Modified Embodiments]

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다.In addition, this invention is not limited to the said embodiment.

예를 들면, 상기 실시형태에서는 왕로도체(21) 및 복로도체(22)가 전기적으로 접속되어 있는 경우에 대해서 설명했지만, 이들은 반드시 전기적으로 접속되어 있을 필요는 없고, 서로 역방향으로 고주파 전류(IR)가 흐르는 것이면, 예를 들면 왕로도체(21) 및 복로도체(22)를 각각의 고주파 전원(3)에 접속해도 좋다.For example, in the above embodiment, the case where the forward conductor 21 and the return conductor 22 are electrically connected has been described, but they do not necessarily have to be electrically connected, and the high frequency current (IR) flows in opposite directions to each other. As long as is flowing, the forward conductor 21 and the return conductor 22 may be connected to the respective high frequency power supplies 3, for example.

또한, 상기 실시형태의 거리 조정 기구(10)는 복로도체(22)의 위치를 조정하는 것이었지만, 왕로도체(21)의 위치를 조정하는 것이어도 좋다.In addition, although the distance adjustment mechanism 10 of the above embodiment adjusts the position of the return conductor 22, it may adjust the position of the outgoing conductor 21.

추가해서, 상기 실시형태에서는 왕로도체(21) 및 복로도체(22)가 상하 방향으로 이간되어 형성되어 있었지만, 예를 들면 진공용기(1)의 개구(10x)와 평행한 방향을 따라 이간되어 있어도 좋다.In addition, in the above embodiment, the outgoing conductor 21 and the return conductor 22 are formed spaced apart in the vertical direction, but even if they are spaced apart along a direction parallel to the opening 10x of the vacuum container 1, for example, good night.

그 외, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변형이 가능한 것은 말할 필요도 없다.In addition, it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible within a range not departing from the gist.

본 발명에 의하면, 안테나의 길이 방향을 따른 플라즈마 밀도 분포를 세세하게 조정할 수 있도록 해서 플라즈마 밀도 분포의 보다 나은 균일화를 꾀할 수 있다.According to the present invention, the plasma density distribution along the length direction of the antenna can be finely adjusted, so that better uniformity of the plasma density distribution can be achieved.

100…플라즈마 처리 장치
W…기판
P…유도 결합 플라즈마
1…진공용기
10x…개구
2…안테나
21…왕로도체
22…복로도체
23…유전체 튜브
24…위치 결정 부재
24L…유통 구멍
3…고주파 전원
9…고주파창
10…거리 조정 기구100... plasma processing device
W… Board
P… inductively coupled plasma
One… vacuum container
10x… opening
2… antenna
21... royal conductor
22... double conductor
23... dielectric tube
24... Positioning member
24L... distribution hole
3... high frequency power
9... high frequency window
10... distance adjustment mechanism

Claims (8)

진공용기와,
상기 진공용기의 외부에 설치되고 고주파 전류가 흐르는 안테나와,
상기 진공용기의 상기 안테나를 향하는 위치에 형성된 개구를 막는 고주파창을 구비하고,
상기 안테나가,
고주파 전류가 흐르는 방향이 서로 역방향인 왕로도체 및 복로도체를 갖고,
상기 왕로도체 및 상기 복로도체의 상대거리를 부분적으로 조정하는 거리 조정 기구를 더 구비하는 플라즈마 처리 장치.a vacuum vessel,
An antenna installed outside the vacuum container and through which a high-frequency current flows;
A high-frequency window blocking an opening formed at a position of the vacuum container toward the antenna,
the antenna,
Has a forward conductor and a return conductor in which the directions in which the high-frequency current flows are opposite to each other;
and a distance adjusting mechanism that partially adjusts a relative distance between the forward conductor and the return conductor. 제 1 항에 있어서,
상기 거리 조정 기구가 상기 복로도체의 위치를 조정하는 것인 플라즈마 처리 장치.According to claim 1,
The plasma processing apparatus, wherein the distance adjusting mechanism adjusts the position of the double conductor. 제 2 항에 있어서,
상기 거리 조정 기구가 상기 복로도체의 복수 개소의 위치를 조정하는 것인 플라즈마 처리 장치.According to claim 2,
The plasma processing apparatus, wherein the distance adjusting mechanism adjusts positions of a plurality of points of the double conductor. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 왕로도체가 상기 복로도체보다 상기 진공용기의 가까이에 배치되어 있는 플라즈마 처리 장치.According to any one of claims 1 to 3,
The plasma processing apparatus of claim 1 , wherein the forward conductor is disposed closer to the vacuum container than the return conductor. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복로도체를 피복하는 유전체 튜브와,
상기 유전체 튜브 내에 설치되고, 상기 유전체 튜브 내에 있어서 상기 복로도체를 위치 결정하는 위치 결정 부재를 더 구비하는 플라즈마 처리 장치.According to any one of claims 1 to 4,
A dielectric tube covering the double conductor;
The plasma processing apparatus further includes a positioning member provided in the dielectric tube and positioning the double conductor in the dielectric tube. 제 5 항에 있어서,
상기 유전체 튜브 내에 냉각수가 흐르는 플라즈마 처리 장치.According to claim 5,
A plasma processing device in which cooling water flows in the dielectric tube. 제 6 항에 있어서,
상기 위치 결정 부재가 상기 유전체 튜브 내의 복수 개소에 설치되어 있고,
상기 각 위치 결정 부재는 상기 냉각수가 흐르는 유통 구멍을 갖고 있는 플라즈마 처리 장치.According to claim 6,
The positioning members are provided at a plurality of locations in the dielectric tube,
The plasma processing apparatus of claim 1 , wherein each positioning member has a flow hole through which the cooling water flows. 제 7 항에 있어서,
상기 냉각수가 상기 유전체 튜브 내를 사행하면서 흐르는 플라즈마 처리 장치.According to claim 7,
A plasma processing device in which the cooling water meanders through the dielectric tube.
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