KR20230144962A - Shower plate and plasma processing apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 샤워 플레이트 및 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 샤워 플레이트는, 플라즈마 형성 표면과, 가스 공급 표면과, 복수의 가스 유로와, 상기 플라즈마 형성 표면에 형성된 복수의 할로우 캐소드 슬릿과, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 내부에 배치된 복수의 가스 분출구를 갖는다. 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿은, 서로 교차하지 않도록 배치되어 있다. 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 내부에는, 상기 복수의 가스 유로가 개구하고 있다. 상기 플라즈마 형성 표면은, 복수의 심도 설정 영역을 갖는다. 상기 복수의 심도 설정 영역의 각각에 있어서, 상기 두께 방향에서의 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 깊이가 커지도록 설정되어 있다. 상기 복수의 심도 설정 영역 중 서로 이웃이 되는 2개의 심도 설정 영역의 경계와, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각이, 서로 교차하지 않는다.The present invention relates to shower plates and plasma processing devices. The shower plate of the present invention includes a plasma formation surface, a gas supply surface, a plurality of gas flow paths, a plurality of hollow cathode slits formed on the plasma formation surface, and a plurality of hollow cathode slits disposed inside each of the plurality of hollow cathode slits. It has a gas outlet. The plurality of hollow cathode slits are arranged so as not to intersect each other. The plurality of gas flow paths are opened inside each of the plurality of hollow cathode slits. The plasma formation surface has a plurality of depth setting areas. In each of the plurality of depth setting regions, each depth of the plurality of hollow cathode slits in the thickness direction is set to be large. Boundaries of two adjacent depth setting areas among the plurality of depth setting areas and each of the plurality of hollow cathode slits do not intersect each other.
Description
본 발명은, 샤워 플레이트 및 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to shower plates and plasma processing devices.
종래부터, 플라즈마를 이용하여 원료 가스를 분해하고, 예를 들면, 기판의 피성막면에 박막을 형성하는 플라즈마 처리 장치가 알려져 있다. 이 플라즈마 처리 장치에 있어서는, 예를 들면, 특허 문헌 1, 2에 나타내듯이, 챔버와, 전극 플랜지와, 챔버 및 전극 플랜지에 의해서 끼워진 절연 플랜지에 의해서, 처리실이 구성되어 있다. 처리실은, 성막 공간(반응실)을 갖는다.Conventionally, plasma processing devices are known that use plasma to decompose raw material gas and form a thin film on, for example, a film-forming surface of a substrate. In this plasma processing apparatus, for example, as shown in
처리실 내에는, 샤워 플레이트와 기판이 배치되는 서스셉터(susceptor)가 설치되고 있다. 샤워 플레이트는, 전극 플랜지에 접속되어 있고, 복수의 분출구를 갖는다. 샤워 플레이트와 전극 플랜지와의 사이에는 공간이 형성되고 있다. 이 공간은, 원료 가스가 도입되는 가스 공급 공간이다. 즉, 샤워 플레이트는, 처리실 내의 공간을, 기판에 막이 형성되는 성막 공간과, 가스 공급 공간으로 구획하고 있다.In the processing chamber, a susceptor on which a shower plate and a substrate are placed is installed. The shower plate is connected to the electrode flange and has a plurality of jet outlets. A space is formed between the shower plate and the electrode flange. This space is a gas supply space into which raw material gas is introduced. That is, the shower plate divides the space within the processing chamber into a film formation space where a film is formed on the substrate and a gas supply space.
여기서, 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등의 FPD(flat panel display, 플랫 패널 디스플레이)의 제조에서는, 대면적을 갖는 기판에 대해서 플라즈마 CVD 등의 처리를 실시한다. 이러한 기판에 대한 플라즈마 처리에서는, 기판 상에 형성되는 막의 막두께 분포를 제어하는 것이 어렵다. 기판의 면 상에서의 전자 밀도, Plasma 밀도, 및 래디칼 Radical) 밀도를 정밀도 좋게 제어할 필요가 있다.Here, in the manufacture of flat panel displays (FPDs) such as liquid crystal displays and organic EL displays, processes such as plasma CVD are performed on substrates having a large area. In plasma processing of such a substrate, it is difficult to control the film thickness distribution of the film formed on the substrate. It is necessary to precisely control the electron density, plasma density, and radical density on the surface of the substrate.
이러한 제어를 실시하기 위해서, 캐소드가 되는 샤워 플레이트에 Cathode cavity를 설치하고, Hollow cathode 효과를 이용하는 것이 알려져 있다. 구체적으로는, Cathode cavity를 갖는 샤워 플레이트가 알려져 있다. 이러한 샤워 플레이트에 Cathode cavity를 형성하는 방법은, 예를 들면, 특허 문헌 1에 개시되고 있다. 특허 문헌 1에 있어서는, 기판에 대향하는 샤워 플레이트의 기판 대향면에 깊은 구멍 혹은 오목 형상을 갖는 홈을 설치하는 것과 동시에 구멍이나 홈의 깊이를 깊게 하는 수법이 개시되고 있다. 또, 기판 대향면에 따른 기판 외측에서 구멍이나 홈의 개구를 크게 하는 수법도 개시되고 있다.In order to perform such control, it is known to install a cathode cavity in the shower plate that becomes the cathode and use the hollow cathode effect. Specifically, a shower plate having a cathode cavity is known. A method of forming a cathode cavity in such a shower plate is disclosed, for example, in Patent Document 1. Patent Document 1 discloses a method of providing a deep hole or groove having a concave shape on the substrate-facing surface of a shower plate facing the substrate, and simultaneously increasing the depth of the hole or groove. Additionally, a method of enlarging the opening of a hole or groove on the outside of the substrate along the opposing surface of the substrate has also been disclosed.
동일하게, 샤워 플레이트의 표면에 홈을 형성하는 수법이 알려져 있다(특허 문헌 2).Similarly, a method of forming grooves on the surface of a shower plate is known (Patent Document 2).
그렇지만, 종래의 기술에서는, 플라즈마 발생 밀도의 제어가 충분하지 않고, 기판 상에 형성되는 막의 막두께 분포의 정확성이 충분하지 않다. 이 때문에, 플라즈마 발생 밀도의 제어 및 막두께 분포의 정확성을 개선하고 싶다고 하는 요구가 있었다. 게다가, 또, 대면적을 갖는 샤워 플레이트에 Slit(홈)를 형성하여, 막두께 분포를 양호하게 되도록 샤워 플레이트를 설계하면, Slit 내에 돌기, 예각, 단차가 생겨 버려, 이상 방전이 일어난다고 하는 문제가 있었다.However, in the conventional technology, the control of the plasma generation density is not sufficient, and the accuracy of the film thickness distribution of the film formed on the substrate is not sufficient. For this reason, there has been a desire to improve the control of plasma generation density and the accuracy of film thickness distribution. In addition, if a slit (groove) is formed in a shower plate with a large area and the shower plate is designed to ensure good film thickness distribution, protrusions, acute angles, and steps will appear within the slit, causing abnormal discharge. There was.
본 발명은, 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 이하의 목적을 달성하려고 하는 것이다.The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and seeks to achieve the following objectives.
1. 기판 상에 형성되는 막의 막두께 분포를 보다 양호하게 하는 것.1. To improve the film thickness distribution of the film formed on the substrate.
2. 높은 밀도로의 플라즈마 발생을 가능하게 하는 것.2. Enables plasma generation at high density.
3. 플라즈마 분포 밀도를 기판의 처리면을 따라서 안정시키고, 플라즈마 처리의 균일성을 향상하는 것.3. Stabilize the plasma distribution density along the processing surface of the substrate and improve the uniformity of plasma processing.
4. 이상 방전의 발생을 억제하는 것.4. Suppressing the occurrence of abnormal discharge.
본 발명의 일실시예에 따른 샤워 플레이트는, 플라즈마 처리 장치에서의 챔버 내에 있어서 가스 공급 공간으로부터 플라즈마 형성 공간으로 처리 가스를 균일하게 공급하는 것과 동시에, 어노드 전극에 대향해서 배치된 캐소드 전극이 되는 샤워 플레이트이며, 상기 어노드 전극에 대향하고, 상기 플라즈마 형성 공간에 접하는 플라즈마 형성 표면과, 상기 플라즈마 형성 표면과는 반대 측에 있고, 상기 가스 공급 공간에 접하는 가스 공급 표면과, 상기 샤워 플레이트의 두께 방향에 있어서, 상기 가스 공급 표면으로부터 상기 플라즈마 형성 표면으로 연통하는 복수의 가스 유로와, 상기 플라즈마 형성 표면에 형성된 복수의 할로우 캐소드 슬릿(hollow cathodal Slit)과, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 내부에 배치되고, 상기 플라즈마 형성 표면의 전역으로 상기 처리 가스를 균등하게 공급하는 복수의 가스 분출구를 갖고, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿은, 상기 플라즈마 형성 표면을 덮도록, 또, 서로 교차하지 않도록 배치되어 있고, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 내부에는, 상기 복수의 가스 유로가 개구하고 있고, 상기 복수의 가스 분출구는, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 길이 방향에 따라서 일렬로 형성되고 있고, 상기 복수의 가스 분출구는, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 길이 방향으로, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각에 상기 처리 가스를 균등하게 공급하는 것이 가능하고, 상기 플라즈마 형성 표면은, 중심 영역과, 가장자리 영역과, 상기 중심 영역으로부터 상기 가장자리 영역으로 향하는 방향에 따라서 서로 분할된 복수의 심도 설정 영역을 갖고, 상기 복수의 심도 설정 영역의 각각에 있어서, 상기 두께 방향에서의 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 깊이가 커지도록 설정되어 있고, 상기 복수의 심도 설정 영역 중 서로 이웃이 되는 2개의 심도 설정 영역의 경계와, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각이, 서로 교차하지 않는다. 이것에 의해, 상기 과제를 해결하였다.A shower plate according to an embodiment of the present invention supplies a processing gas uniformly from the gas supply space to the plasma formation space within the chamber of the plasma processing apparatus, and serves as a cathode electrode disposed opposite to the anode electrode. A shower plate, comprising: a plasma formation surface facing the anode electrode and in contact with the plasma formation space; a gas supply surface on a side opposite to the plasma formation surface and in contact with the gas supply space; and a thickness of the shower plate. In the direction, a plurality of gas flow paths communicating from the gas supply surface to the plasma formation surface, a plurality of hollow cathodal slits formed in the plasma formation surface, and each interior of the plurality of hollow cathode slits is disposed in and has a plurality of gas jets that evenly supply the processing gas to the entire area of the plasma formation surface, and the plurality of hollow cathode slits are arranged to cover the plasma formation surface and not to intersect each other. The plurality of gas flow paths are opened inside each of the plurality of hollow cathode slits, and the plurality of gas ejection ports are formed in a row along the longitudinal direction of each of the plurality of hollow cathode slits, The plurality of gas jets are capable of supplying the processing gas equally to each of the plurality of hollow cathode slits in each longitudinal direction of the plurality of hollow cathode slits, and the plasma formation surface has a central region and , an edge region, and a plurality of depth setting regions divided into each other along a direction from the center region to the edge region, and in each of the plurality of depth setting regions, the plurality of hollow cathode slits in the thickness direction. Each depth is set to be large, and the boundaries of two adjacent depth setting areas among the plurality of depth setting areas and each of the plurality of hollow cathode slits do not intersect. In this way, the above problem was solved.
본 발명의 일실시예에 따른 샤워 플레이트에 있어서는, 평면시에 있어서, 상기 복수의 가스 분출구 중 서로 이웃이 되는 2개의 가스 분출구의 거리는, 균일하게 설정되어도 무방하다.In the shower plate according to one embodiment of the present invention, the distance between two gas jets that are adjacent to each other among the plurality of gas jets may be set uniformly in plan view.
본 발명의 일실시예에 따른 샤워 플레이트에 있어서는, 평면시에 있어서, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각은, 직선 형상으로 늘어나도록 형성되어도 무방하다.In the shower plate according to one embodiment of the present invention, each of the plurality of hollow cathode slits may be formed to extend in a straight line when viewed in plan view.
본 발명의 일실시예에 따른 샤워 플레이트에 있어서는, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿 중 서로 이웃이 되는 2개의 할로우 캐소드 슬릿의 장변은, 서로 평행이여도 무방하다.In the shower plate according to an embodiment of the present invention, the long sides of two adjacent hollow cathode slits among the plurality of hollow cathode slits may be parallel to each other.
본 발명의 일실시예에 따른 샤워 플레이트에 있어서는, 상기 서로 이웃이 되는 2개의 심도 설정 영역의 상기 경계는, 상기 할로우 캐소드 슬릿의 장변에 따라서 배치되어도 무방하다.In the shower plate according to an embodiment of the present invention, the boundaries of the two adjacent depth setting areas may be arranged along the long side of the hollow cathode slit.
본 발명의 일실시예에 따른 샤워 플레이트에 있어서는, 상기 두께 방향에서의 상기 복수의 가스 분출구의 위치가 동일해지도록, 또, 상기 플라즈마 형성 표면이 만곡하여 형성되도록, 상기 복수의 심도 설정 영역의 각각에서의 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 깊이가 설정되어도 무방하다.In the shower plate according to an embodiment of the present invention, each of the plurality of depth setting regions is configured so that the positions of the plurality of gas jets in the thickness direction are the same and the plasma formation surface is formed curved. The depth of each of the plurality of hollow cathode slits may be set.
본 발명의 일실시예에 따른 샤워 플레이트에 있어서는, 상기 두께 방향에서의 상기 복수의 가스 분출구의 위치가 변화하도록, 또, 상기 플라즈마 형성 표면이 평면을 가지도록, 상기 복수의 심도 설정 영역의 각각에서의 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 깊이가 설정되어도 무방하다.In the shower plate according to an embodiment of the present invention, in each of the plurality of depth setting regions, the positions of the plurality of gas jets in the thickness direction change and the plasma formation surface has a flat surface. The depth of each of the plurality of hollow cathode slits may be set.
본 발명의 일실시예에 따른 샤워 플레이트에 있어서는, 상기 복수의 심도 설정 영역의 각각은, 복수의 원주방향 영역을 갖고, 상기 복수의 원주방향 영역의 각각은, 원주방향에 있어서 분할되어 있고, 상기 복수의 원주방향 영역의 각각에 있어서는, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 전부가 평행하게 동일 방향을 향해서 배치되어 있고, 상기 중심 영역에서의 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각은, 상기 중심 영역에 인접하는 상기 심도 설정 영역 중 하나의 원주방향 영역에서의 상기 할로우 캐소드 슬릿과 평행하게 동일 방향을 향해서 배치되어도 무방하다.In the shower plate according to an embodiment of the present invention, each of the plurality of depth setting regions has a plurality of circumferential regions, and each of the plurality of circumferential regions is divided in the circumferential direction, In each of the plurality of circumferential regions, all of the plurality of hollow cathode slits are arranged in parallel and facing the same direction, and each of the plurality of hollow cathode slits in the central region is adjacent to the central region. It may be arranged parallel to the hollow cathode slit in a circumferential region of one of the depth setting regions and facing in the same direction.
본 발명의 일실시예에 따른 샤워 플레이트에 있어서는, 상기 복수의 심도 설정 영역의 각각에 있어서, 서로 이웃이 되는 2개의 원주방향 영역의 경계에서는, 일방의 원주방향 영역의 상기 할로우 캐소드 슬릿의 단부와, 타방의 원주방향 영역의 상기 할로우 캐소드 슬릿의 단부가, 서로 다르게 배치되어도 무방하다.In the shower plate according to an embodiment of the present invention, in each of the plurality of depth setting regions, at the boundary of two adjacent circumferential regions, an end of the hollow cathode slit of one circumferential region is formed. , the ends of the hollow cathode slits in the other circumferential region may be arranged differently.
본 발명의 일실시예에 따른 샤워 플레이트에 있어서는, 상기 복수의 가스 유로는, 상기 가스 분출구로부터 상기 가스 공급 표면을 향해서 늘어나도록 형성되고, 또, 상기 복수의 가스 유로에 일대일로 대응하는 복수의 오리피스(orifice)를 갖고, 상기 복수의 가스 유로의 전부에 있어서, 상기 두께 방향에서의 상기 복수의 오리피스의 길이는, 서로 동일해도 무방하다.In the shower plate according to one embodiment of the present invention, the plurality of gas flow paths are formed to extend from the gas outlet toward the gas supply surface, and a plurality of orifices correspond one to one to the plurality of gas flow paths. (orifice), and in all of the plurality of gas flow paths, the lengths of the plurality of orifices in the thickness direction may be the same.
본 발명의 일실시예에 따른 샤워 플레이트에 있어서는, 평면시에 있어서, 상기 복수의 가스 분출구 중 서로 이웃이 되는 2개의 가스 분출구의 거리는, 상기 플라즈마 형성 공간을 사이에 두는 것과 동시에 플라즈마를 형성하는 2개의 전극의 사이의 거리 보다 작아도 무방하다.In the shower plate according to one embodiment of the present invention, in plan view, the distance between two gas jets that are adjacent to each other among the plurality of gas jets is 2, which forms plasma while sandwiching the plasma formation space between them. It may be smaller than the distance between two electrodes.
본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치는, 고주파 전원에 접속된 전극 플랜지와, 측벽 및 저부를 갖는 챔버와, 상기 챔버와 상기 전극 플랜지와의 사이에 배치된 절연 플랜지와, 상기 챔버와 상기 전극 플랜지와 상기 절연 플랜지에 의해서 둘러싸인 플라즈마 형성 공간을 갖는 처리실과, 상기 처리실 내에 수용되고, 처리면을 갖는 기판이 재치되고, 어노드 전극이 되는 지지부와, 상술한 실시예에 따른 샤워 플레이트를 갖고, 상기 샤워 플레이트는, 상기 전극 플랜지로부터 이간하도록 대향하여 상기 가스 공급 공간을 형성하고, 상기 지지부로부터 이간하도록 대향하여 상기 플라즈마 형성 공간을 형성한다.A plasma processing device according to an embodiment of the present invention includes an electrode flange connected to a high-frequency power source, a chamber having a side wall and a bottom, an insulating flange disposed between the chamber and the electrode flange, and the chamber and the electrode flange. It has a processing chamber having a plasma formation space surrounded by an electrode flange and the insulating flange, a substrate accommodated in the processing chamber and having a processing surface is placed, a support portion serving as an anode electrode, and a shower plate according to the above-described embodiment. , the shower plate faces away from the electrode flange to form the gas supply space, and faces away from the support to form the plasma formation space.
본 발명의 일실시예에 따른 샤워 플레이트는, 플라즈마 처리 장치에서의 챔버 내에 있어서 가스 공급 공간으로부터 플라즈마 형성 공간으로 처리 가스를 균일하게 공급하는 것과 동시에, 어노드 전극에 대향해서 배치된 캐소드 전극이 되는 샤워 플레이트이며, 상기 어노드 전극에 대향하고, 상기 플라즈마 형성 공간에 접하는 플라즈마 형성 표면과, 상기 플라즈마 형성 표면과는 반대 측에 있고, 상기 가스 공급 공간에 접하는 가스 공급 표면과, 상기 샤워 플레이트의 두께 방향에 있어서, 상기 가스 공급 표면으로부터 상기 플라즈마 형성 표면으로 연통하는 복수의 가스 유로와, 상기 플라즈마 형성 표면에 형성된 복수의 할로우 캐소드 슬릿과, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 내부에 배치되고, 상기 플라즈마 형성 표면의 전역으로 상기 처리 가스를 균등하게 공급하는 복수의 가스 분출구를 갖고, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿은, 상기 플라즈마 형성 표면을 덮도록, 또, 서로 교차하지 않도록 배치되어 있고, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 내부에는, 상기 복수의 가스 유로가 개구하고 있고, 상기 복수의 가스 분출구는, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 길이 방향에 따라서 일렬로 형성되고 있고, 상기 복수의 가스 분출구는, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 길이 방향으로, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각에 상기 처리 가스를 균등하게 공급하는 것이 가능하고, 상기 플라즈마 형성 표면은, 중심 영역과 가장자리 영역과, 상기 중심 영역으로부터 상기 가장자리 영역으로 향하는 방향에 따라서 서로 분할된 복수의 심도 설정 영역을 갖고, 상기 복수의 심도 설정 영역의 각각에 있어서, 상기 두께 방향에서의 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 깊이가 커지도록 설정되어 있고, 상기 복수의 심도 설정 영역 중 서로 이웃이 되는 2개의 심도 설정 영역의 경계와, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각이, 서로 교차하지 않는다.A shower plate according to an embodiment of the present invention supplies a processing gas uniformly from the gas supply space to the plasma formation space within the chamber of the plasma processing apparatus, and serves as a cathode electrode disposed opposite to the anode electrode. A shower plate, comprising: a plasma formation surface facing the anode electrode and in contact with the plasma formation space; a gas supply surface on a side opposite to the plasma formation surface and in contact with the gas supply space; and a thickness of the shower plate. In the direction, a plurality of gas flow paths communicating from the gas supply surface to the plasma formation surface, a plurality of hollow cathode slits formed in the plasma formation surface, and a plurality of hollow cathode slits are disposed inside each of the plurality of hollow cathode slits, It has a plurality of gas jets that evenly supply the processing gas to the entire plasma formation surface, and the plurality of hollow cathode slits are arranged so as to cover the plasma formation surface and do not intersect each other, and the plurality of hollow cathode slits are arranged so as to cover the plasma formation surface and do not intersect each other. Inside each hollow cathode slit, the plurality of gas flow paths are opened, the plurality of gas jets are formed in a row along each longitudinal direction of the plurality of hollow cathode slits, and the plurality of gas jets are formed in a row. It is possible to evenly supply the processing gas to each of the plurality of hollow cathode slits in the longitudinal direction of each of the plurality of hollow cathode slits, and the plasma formation surface has a center area and an edge area, and It has a plurality of depth setting areas divided into each other along a direction from the center area to the edge area, and in each of the plurality of depth setting areas, the depth of each of the plurality of hollow cathode slits in the thickness direction is not large. is set so that the boundaries of two adjacent depth setting areas among the plurality of depth setting areas and each of the plurality of hollow cathode slits do not intersect each other.
상기의 구성에 의하면, 플라즈마 형성 공간에 노출하는 샤워 플레이트의 플라즈마 형성 표면의 전역을, 서로 교차하지 않는 할로우 캐소드 슬릿으로 가릴 수 있다. 평면 형상의 플라즈마 형성 표면을 갖는 종래의 샤프 레이트에 비하여, 플라즈마 밀도, 래디칼 밀도, 및 전자 밀도를 증대한 상태에서, 플라즈마 처리를 실시할 수 있다.According to the above configuration, the entire plasma formation surface of the shower plate exposed to the plasma formation space can be covered with hollow cathode slits that do not intersect each other. Compared to a conventional sharp rate having a flat plasma formation surface, plasma processing can be performed with increased plasma density, radical density, and electron density.
게다가, 할로우 캐소드 슬릿의 폭 방향에는 단일의 가스 분출구가 형성되고 있다. 할로우 캐소드 슬릿의 길이 방향에는 복수의 가스 분출구가 형성되고 있다. 할로우 캐소드 슬릿의 길이 방향에 있어서는, 복수의 가스 분출구는, 할로우 캐소드 슬릿에 처리 가스를 균등하게 공급할 수 있다. 복수의 가스 분출구는, 할로우 캐소드 슬릿의 내부에 배치되어 있다. 이것에 의해, 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 내부에 있어서는, 복수의 가스 분출구는, 할로우 캐소드 슬릿의 길이 방향으로, 처리 가스를, 균일하게 공급할 수 있다. 게다가, 플라즈마 형성 표면의 전체에 있어서, 복수의 가스 분출구는, 처리 가스를 균일하게 공급 가능하도록 배치되어 있다. 이 때문에, 플라즈마 밀도가 플라즈마 형성 공간의 전역으로 균일한 상태를 실현할 수 있다.Additionally, a single gas jet is formed in the width direction of the hollow cathode slit. A plurality of gas jets are formed in the longitudinal direction of the hollow cathode slit. In the longitudinal direction of the hollow cathode slit, a plurality of gas jets can equally supply processing gas to the hollow cathode slit. A plurality of gas jets are arranged inside the hollow cathode slit. As a result, within each of the plurality of hollow cathode slits, the plurality of gas jets can uniformly supply the processing gas in the longitudinal direction of the hollow cathode slit. In addition, over the entire plasma formation surface, a plurality of gas jets are arranged to enable uniform supply of processing gas. For this reason, it is possible to realize a state in which the plasma density is uniform throughout the plasma formation space.
또, 중심 영역으로부터 가장자리 영역으로 향하는 방향에 따라서 서로 분할된 복수의 심도 설정 영역의 각각에 있어서, 상기 두께 방향에서의 상기 할로우 캐소드 슬릿의 깊이가 커지도록 설정되어 있다. 이 때문에, 평면 형상의 플라즈마 형성 표면을 갖는 종래의 샤워 플레이트와는 달리, 중심 영역에 비하여 가장자리 영역(주연부)에서 플라즈마 밀도가 감소하여 버리는 것을 방지할 수 있다. 플라즈마 형성 표면의 전역으로, 균등한 플라즈마 밀도를 실현하는 것이 가능해진다.Moreover, in each of the plurality of depth setting areas divided into each other along the direction from the center area to the edge area, the depth of the hollow cathode slit in the thickness direction is set to be large. For this reason, unlike a conventional shower plate having a flat plasma forming surface, it is possible to prevent the plasma density from decreasing in the edge area (peripheral area) compared to the center area. It becomes possible to realize uniform plasma density across the entire plasma formation surface.
게다가, 서로 이웃이 되는 2개의 심도 설정 영역의 경계와, 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각이, 서로 교차하지 않는다. 이 때문에, 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 내부 및 플라즈마 형성 공간에 노출하는 면에 있어서, 단차 및 돌기 등의 돌출 부분이 형성되지 않는다. 따라서, 플라즈마 발생 중에서의 이상 방전의 발생을 방지할 수 있다.Moreover, the boundaries of two adjacent depth setting areas and each of the plurality of hollow cathode slits do not intersect. For this reason, protruding portions such as steps and protrusions are not formed inside each of the plurality of hollow cathode slits and on the surface exposed to the plasma formation space. Therefore, it is possible to prevent abnormal discharge from occurring during plasma generation.
상술한 작용에 의해, 기판의 처리면에 따른 플라즈마 처리 특성의 이차원 분포에 있어서 균일성을 얻을 수 있는 것, 및, 플라즈마 처리 특성의 안정성을 향상하는 것이 가능해진다.Through the above-described action, it becomes possible to achieve uniformity in the two-dimensional distribution of plasma processing characteristics along the processing surface of the substrate and to improve the stability of plasma processing characteristics.
여기서, 문언 「복수의 할로우 캐소드 슬릿이, 플라즈마 형성 표면을 덮는다」는, 플라즈마 형성 표면에서의 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 개구가, 서로 소정의 거리로 이간한 상태로 근접하여 배치되어 있는 것, 또, 플라즈마 형성 표면의 전역으로, 복수의 할로우 캐소드 슬릿 중 서로 이웃이 되는 2개의 할로우 캐소드 슬릿의 개구의 이간 거리가 변화하지 않는 상태로 복수의 할로우 캐소드 슬릿이 배치되어 있는 것을 의미한다.Here, the phrase “a plurality of hollow cathode slits cover the plasma formation surface” means that the openings of the plurality of hollow cathode slits on the plasma formation surface are arranged close to each other with a predetermined distance apart, and , This means that a plurality of hollow cathode slits are arranged throughout the plasma formation surface in a state where the distance between the openings of two neighboring hollow cathode slits does not change.
예를 들면, 복수의 할로우 캐소드 슬릿이 연재하는 긴 방향의 각각이 같은 방향이 되도록, 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 개구가, 서로 평행하게 배치되어 있는 것을 예시할 수 있다. 이 경우, 평면시에 있어서, 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각에 있어서 균등하게 배치되어 있는 복수의 가스 분출구가 할로우 캐소드 슬릿의 폭 방향에서의 중앙 위치에서 긴 방향에 따라서 개구(opening)하도록, 할로우 캐소드 슬릿의 개구를 배치할 수 있다.For example, the openings of the plurality of hollow cathode slits may be arranged parallel to each other so that each of the longitudinal directions in which the plurality of hollow cathode slits extend is in the same direction. In this case, in plan view, the hollow cathode is formed so that a plurality of gas jets equally arranged in each of the plurality of hollow cathode slits open along the longitudinal direction at the central position in the width direction of the hollow cathode slit. The opening of the slit can be arranged.
또, 문언 「복수의 할로우 캐소드 슬릿이, 서로 교차하지 않도록 배치되어 있다」는, 플라즈마 형성 표면에서의 할로우 캐소드 슬릿의 개구가, 예각 또는 둔각의 어느 상태에서도 구부러진 각부를 형성하고 있지 않는 상태를 의미한다. 예를 들면, 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 개구가, 서로, 그 길이 방향에 있어서, 평행하게 정렬하여 배치되어 있는 것을 예시할 수 있다. 혹은, 이 문언은, 다른 방향으로 연재하는 것과 동시에 서로 이웃이 되는 2개의 할로우 캐소드 슬릿의 개구가 근접했을 때에, 일방의 할로우 캐소드 슬릿의 개구 단부가, 타방의 할로우 캐소드 슬릿의 개구의 어느 개소에도 접속되어 있지 않은 상태를 의미한다. 바꾸어 말하면, 할로우 캐소드 슬릿의 개구 가장자리의 긴 방향에 있어서, 서로 평행하게 대향하는 변 사이의 대향 거리가 변화하는 것이 없다. 혹은, 이 문언은, 서로 이웃이 되는 2개의 할로우 캐소드 슬릿이 긴 방향에 있어서 서로 교차했을 경우에, 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 개구가 접속되어 있지 않도록 할로우 캐소드 슬릿이 배치되어 있는 것을 의미한다.Additionally, the phrase “a plurality of hollow cathode slits are arranged so as not to intersect” means that the opening of the hollow cathode slit on the plasma formation surface does not form a curved corner at either an acute or obtuse angle. do. For example, the openings of a plurality of hollow cathode slits may be arranged to be parallel to each other in the longitudinal direction. Alternatively, this phrase means that when the openings of two hollow cathode slits that are adjacent to each other while running in different directions are close to each other, the opening end of one hollow cathode slit is not at any part of the opening of the other hollow cathode slit. It means the state of not being connected. In other words, in the longitudinal direction of the opening edge of the hollow cathode slit, the opposing distance between parallel opposing sides does not change. Alternatively, this phrase means that the hollow cathode slits are arranged so that when two adjacent hollow cathode slits intersect each other in the longitudinal direction, the respective openings of the plurality of hollow cathode slits are not connected. .
본 발명의 일실시예에 따른 샤워 플레이트에 있어서는, 평면시에 있어서, 상기 복수의 가스 분출구 중 서로 이웃이 되는 2개의 가스 분출구의 거리는, 균일하게 설정되어 있다.In the shower plate according to one embodiment of the present invention, in plan view, the distance between two gas jets that are adjacent to each other among the plurality of gas jets is set to be uniform.
상기의 구성에 의하면, 플라즈마 형성 공간에 대해서 균일한 분포로 가스를 공급할 수 있다. 이것에 의해, 플라즈마 밀도 분포, 래디칼 밀도 분포, 전자 밀도 분포가 균일한 상태에서, 플라즈마 처리를 실시할 수 있다. 따라서, 기판의 처리면에 따른 플라즈마 처리 특성의 이차원 분포에 있어서 균일성을 얻을 수 있는 것, 및, 플라즈마 처리 특성의 안정성을 향상하는 것이 가능해진다.According to the above configuration, gas can be supplied in uniform distribution to the plasma formation space. As a result, plasma processing can be performed with uniform plasma density distribution, radical density distribution, and electron density distribution. Therefore, it becomes possible to achieve uniformity in the two-dimensional distribution of plasma processing characteristics along the processing surface of the substrate and to improve the stability of plasma processing characteristics.
본 발명의 일실시예에 따른 샤워 플레이트에 있어서는, 평면시에 있어서, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각은, 직선 형상으로 늘어나도록 형성되고 있다.In the shower plate according to one embodiment of the present invention, each of the plurality of hollow cathode slits is formed to extend in a straight line when viewed in plan view.
상기의 구성에 의하면, 복수의 할로우 캐소드 슬릿을 긴 방향에 평행이 되도록 배치하는 것이 용이하게 가능해진다. 동시에, 심도 설정 영역의 경계와 할로우 캐소드 슬릿을 평행하게 배치하는 것이 용이해진다. 이것에 의해, 이상 방전의 발생을 방지하면서 균일한 플라즈마 밀도 분포, 균일한 래디칼 밀도 분포, 균일한 전자 밀도 분포를 실현하는 것이 용이해진다. 따라서, 기판의 처리면에 따른 플라즈마 처리 특성의 이차원 분포에 있어서 균일성을 얻을 수 있는 것, 및, 플라즈마 처리 특성의 안정성을 향상하는 것이 가능해진다.According to the above configuration, it becomes possible to easily arrange a plurality of hollow cathode slits so that they are parallel to the longitudinal direction. At the same time, it becomes easy to arrange the boundary of the depth setting area and the hollow cathode slit in parallel. This makes it easy to realize uniform plasma density distribution, uniform radical density distribution, and uniform electron density distribution while preventing the occurrence of abnormal discharge. Therefore, it becomes possible to achieve uniformity in the two-dimensional distribution of plasma processing characteristics along the processing surface of the substrate and to improve the stability of plasma processing characteristics.
본 발명의 일실시예에 따른 샤워 플레이트에 있어서는, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿 중 서로 이웃이 되는 2개의 할로우 캐소드 슬릿의 장변은, 서로 평행이다.In the shower plate according to an embodiment of the present invention, the long sides of two adjacent hollow cathode slits among the plurality of hollow cathode slits are parallel to each other.
상기의 구성에 의하면, 할로우 캐소드 슬릿을 균일한 간격으로 배치하는 것이 용이해지고, 심도 설정 영역 내에서, 균일한 밀도로 할로우 캐소드 슬릿을 배치하는 것이 용이해진다. 이것에 의해, 이상 방전의 발생을 방지하면서 균일한 플라즈마 밀도 분포, 균일한 래디칼 밀도 분포, 균일한 전자 밀도 분포를 실현하는 것이 용이해진다. 따라서, 기판의 처리면에 따른 플라즈마 처리 특성의 이차원 분포에 있어서 균일성을 얻을 수 있는 것, 및, 플라즈마 처리 특성의 안정성을 향상하는 것이 가능해진다.According to the above configuration, it becomes easy to arrange the hollow cathode slits at uniform intervals, and it becomes easy to arrange the hollow cathode slits at a uniform density within the depth setting area. This makes it easy to realize uniform plasma density distribution, uniform radical density distribution, and uniform electron density distribution while preventing the occurrence of abnormal discharge. Therefore, it becomes possible to achieve uniformity in the two-dimensional distribution of plasma processing characteristics along the processing surface of the substrate and to improve the stability of plasma processing characteristics.
본 발명의 일실시예에 따른 샤워 플레이트에 있어서는, 상기 서로 이웃이 되는 2개의 심도 설정 영역의 상기 경계는, 상기 할로우 캐소드 슬릿의 장변에 따라서 배치되어 있다.In the shower plate according to one embodiment of the present invention, the boundaries of the two adjacent depth setting regions are arranged along the long side of the hollow cathode slit.
상기의 구성에 의하면, 심도 설정 영역의 경계와 할로우 캐소드 슬릿을 평행하게 배치하는 것이 용이해진다. 이것에 의해, 이상 방전의 발생을 방지하면서 균일한 플라즈마 밀도 분포, 균일한 래디칼 밀도 분포, 균일한 전자 밀도 분포를 실현하는 것이 용이해진다. 따라서, 기판의 처리면에 따른 플라즈마 처리 특성의 이차원 분포에 있어서 균일성을 얻을 수 있는 것, 및, 플라즈마 처리 특성의 안정성을 향상하는 것이 가능해진다.According to the above configuration, it becomes easy to arrange the border of the depth setting area and the hollow cathode slit in parallel. This makes it easy to realize uniform plasma density distribution, uniform radical density distribution, and uniform electron density distribution while preventing the occurrence of abnormal discharge. Therefore, it becomes possible to achieve uniformity in the two-dimensional distribution of plasma processing characteristics along the processing surface of the substrate and to improve the stability of plasma processing characteristics.
본 발명의 일실시예에 따른 샤워 플레이트에 있어서는, 상기 두께 방향에서의 상기 복수의 가스 분출구의 위치가 동일해지도록, 또, 상기 플라즈마 형성 표면이 만곡하여 형성되도록, 상기 복수의 심도 설정 영역의 각각에서의 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 깊이가 설정되어 있다.In the shower plate according to an embodiment of the present invention, each of the plurality of depth setting regions is configured so that the positions of the plurality of gas jets in the thickness direction are the same and the plasma formation surface is formed curved. The depth of each of the plurality of hollow cathode slits is set.
복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 깊이를 설정하는 방법은, 다음과 같다. 플라즈마 형성 표면에 따라서(플라즈마 형성 표면의 긴 방향 또는 폭 방향에 따라서), 할로우 캐소드 슬릿의 깊이를 변화시킬 때에, 동일 깊이의 할로우 캐소드 슬릿을 플라즈마 형성 표면의 전면에 형성한다. 그 후에, 복수의 심도 설정 영역의 각각으로 설정되어 있는 할로우 캐소드 슬릿의 깊이에 맞춰, 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 깊이를 설정한다. 구체적으로, 플라즈마 형성 표면의 중심 영역에서 할로우 캐소드 슬릿이 깊어지도록 할로우 캐소드 슬릿을 형성한다. 게다가, 플라즈마 형성 표면의 중심 영역으로부터 가장자리 영역으로 향하는 것에 따라서 할로우 캐소드 슬릿이 얕아지도록 플라즈마 형성 표면을 제거하고, 할로우 캐소드 슬릿을 형성한다. 이것에 의해, 소정의 깊이를 갖는 할로우 캐소드 슬릿을 용이하게 형성하는 것이 가능해진다. 또, 평판의 표면을 깎는 것만으로 복수의 깊이가 다른 할로우 캐소드 슬릿을 전면에 정밀도 좋게 형성할 수 있다. 제조 공정에서의 공정수를 삭감하고, 제조 시간을 단축하고, 제조 코스트를 저감하는 것이 가능해진다. 동시에, 가공 정밀도 좋게 샤워 플레이트를 제조하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 기판의 처리면에 따른 플라즈마 처리 특성의 이차원 분포에 있어서 균일성을 얻을 수 있는 것, 및, 플라즈마 처리 특성의 안정성을 향상하는 것이 용이하게 가능해진다.The method for setting each depth of a plurality of hollow cathode slits is as follows. When changing the depth of the hollow cathode slit depending on the plasma formation surface (according to the longitudinal or width direction of the plasma formation surface), a hollow cathode slit of the same depth is formed on the entire surface of the plasma formation surface. After that, the depths of each of the plurality of hollow cathode slits are set according to the depth of the hollow cathode slit set in each of the plurality of depth setting areas. Specifically, the hollow cathode slit is formed so that the hollow cathode slit becomes deeper in the central area of the plasma formation surface. In addition, the plasma formation surface is removed so that the hollow cathode slit becomes shallow as it goes from the center region of the plasma formation surface to the edge region, forming a hollow cathode slit. This makes it possible to easily form a hollow cathode slit with a predetermined depth. Additionally, a plurality of hollow cathode slits of different depths can be formed with high precision on the entire surface simply by shaving the surface of the flat plate. It becomes possible to reduce the number of steps in the manufacturing process, shorten the manufacturing time, and reduce manufacturing costs. At the same time, it becomes possible to manufacture shower plates with high processing precision. For this reason, it becomes possible to easily obtain uniformity in the two-dimensional distribution of plasma processing characteristics along the processing surface of the substrate and improve the stability of plasma processing characteristics.
본 발명의 일실시예에 따른 샤워 플레이트에 있어서는, 상기 두께 방향에서의 상기 복수의 가스 분출구의 위치가 변화하도록, 또, 상기 플라즈마 형성 표면이 평면을 가지도록, 상기 복수의 심도 설정 영역의 각각에서의 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 깊이가 설정될 수 있다.In the shower plate according to an embodiment of the present invention, in each of the plurality of depth setting regions, the positions of the plurality of gas jets in the thickness direction change and the plasma formation surface has a flat surface. The depth of each of the plurality of hollow cathode slits may be set.
복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 깊이를 설정하는 방법은, 다음과 같다. 플라즈마 형성 표면에 따라서(플라즈마 형성 표면의 긴 방향 또는 폭 방향에 따라서), 할로우 캐소드 슬릿의 깊이를 심도 설정 영역에서 설정되어 있는 값이 되도록 변화시켜 할로우 캐소드 슬릿을 형성한다. 게다가, 두께 방향으로 변화하는 할로우 캐소드 슬릿 내의 저부 위치에 대응하여 가스 분출구 및 가스 유로를 형성한다. 이것에 의해, 소정의 깊이를 갖는 할로우 캐소드 슬릿을 용이하게 형성하는 것이 가능해진다. 동시에, 캐소드 전극인 플라즈마 형성 표면의 평면 형상을 유지하는 것이 가능하다. 이 때문에, 플라즈마를 형성하는 2개의 전극의 사이의 거리가 변동하는 것에 의해, 플라즈마 처리 특성의 영향을 저감 하는 것이 용이해진다.The method for setting each depth of a plurality of hollow cathode slits is as follows. Depending on the plasma formation surface (along the longitudinal or width direction of the plasma formation surface), the depth of the hollow cathode slit is changed to a value set in the depth setting area to form a hollow cathode slit. In addition, a gas outlet and a gas flow path are formed corresponding to the bottom position in the hollow cathode slit that changes in the thickness direction. This makes it possible to easily form a hollow cathode slit with a predetermined depth. At the same time, it is possible to maintain the planar shape of the plasma forming surface, which is the cathode electrode. For this reason, it becomes easy to reduce the influence on plasma processing characteristics by varying the distance between the two electrodes that form plasma.
본 발명의 일실시예에 따른 샤워 플레이트에 있어서는, 상기 복수의 심도 설정 영역의 각각은, 복수의 원주방향 영역을 갖고, 상기 복수의 원주방향 영역의 각각은, 원주방향에 있어서 분할되어 있고, 상기 복수의 원주방향 영역의 각각에 있어서는, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 전부가 평행하게 동일 방향을 향해서 배치되어 있고, 상기 중심 영역에서의 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각은, 상기 중심 영역에 인접하는 상기 심도 설정 영역 중 하나의 원주방향 영역에서의 상기 할로우 캐소드 슬릿과 평행하게 동일 방향을 향해서 배치되어 있다.In the shower plate according to an embodiment of the present invention, each of the plurality of depth setting regions has a plurality of circumferential regions, and each of the plurality of circumferential regions is divided in the circumferential direction, In each of the plurality of circumferential regions, all of the plurality of hollow cathode slits are arranged in parallel and facing the same direction, and each of the plurality of hollow cathode slits in the central region is adjacent to the central region. It is arranged parallel to the hollow cathode slit in a circumferential region of one of the depth setting regions and facing the same direction.
상기의 구성에 의하면, 복수의 심도 설정 영역에서의 복수의 원주방향 영역의 각각에 있어서, 모든 할로우 캐소드 슬릿이 평행하게 동일 방향을 향해서 배치되어 있다. 이 때문에, 복수의 원주방향 영역의 각각에서는 균일한 가스 공급을 용이하게 실시할 수 있다. 복수의 원주방향 영역의 각각에 있어서 균일한 플라즈마 밀도 분포, 균일한 래디칼 밀도 분포, 균일한 전자 밀도 분포를 실현하는 것이 용이해진다. 동시에, 중심 영역에서도 할로우 캐소드 슬릿을 균일하게 배치하는 것이 용이해진다. 이 때문에, 이상 방전의 발생을 방지하면서 균일한 플라즈마 밀도 분포, 균일한 래디칼 밀도 분포, 균일한 전자 밀도 분포를 실현하는 것이 용이해진다.According to the above configuration, all hollow cathode slits are arranged in parallel and facing the same direction in each of the plurality of circumferential regions in the plurality of depth setting regions. For this reason, uniform gas supply can be easily performed in each of the plurality of circumferential regions. It becomes easy to realize uniform plasma density distribution, uniform radical density distribution, and uniform electron density distribution in each of the plurality of circumferential regions. At the same time, it becomes easy to uniformly arrange the hollow cathode slits even in the central area. For this reason, it becomes easy to realize uniform plasma density distribution, uniform radical density distribution, and uniform electron density distribution while preventing the occurrence of abnormal discharge.
본 발명의 일실시예에 따른 샤워 플레이트에 있어서는, 상기 복수의 심도 설정 영역의 각각에 있어서, 서로 이웃이 되는 2개의 원주방향 영역의 경계에서는, 일방의 원주방향 영역의 상기 할로우 캐소드 슬릿의 단부와, 타방의 원주방향 영역의 상기 할로우 캐소드 슬릿의 단부가, 서로 다르게 배치되어 있다.In the shower plate according to an embodiment of the present invention, in each of the plurality of depth setting regions, at the boundary of two adjacent circumferential regions, an end of the hollow cathode slit of one circumferential region is formed. , the ends of the hollow cathode slits in the other circumferential regions are arranged differently.
상기의 구성에 의하면, 플라즈마 형성 공간에 있어서, 플라즈마 형성 표면에 따라서, 그 중심으로부터 지름 방향측으로 향하여 처리 가스가 흐른다. 이 때, 처리 가스의 흐름의 도중에 처리 가스가 할로우 캐소드 슬릿을 횡단하지 않고 플라즈마 형성 표면의 가장자리에 도달하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 서로 이웃이 되는 2개의 원주방향 영역의 경계에서 단부가 서로 다르게 되도록 배치된 할로우 캐소드 슬릿에 있어서는, 플라즈마 형성 표면에 따라서 흐르는 처리 가스의 흐름과, 할로우 캐소드 슬릿이 교차하는 구성을 용이하게 실현될 수 있다. 이것에 의해, 할로우 캐소드 효과를 충분히 발휘할 수 있다. 게다가, 지름 방향에 따른 처리 가스의 흐름의 전체 길이에 있어서, 필요한 플라즈마 밀도 분포, 래디칼 밀도 분포, 전자 밀도 분포를 실현하는 것이 용이해진다.According to the above configuration, in the plasma formation space, the processing gas flows radially from the center along the plasma formation surface. At this time, it is possible to prevent the processing gas from reaching the edge of the plasma formation surface without crossing the hollow cathode slit during the flow of the processing gas. That is, in hollow cathode slits arranged so that their ends are different from each other at the boundary of two adjacent circumferential regions, a configuration in which the hollow cathode slit intersects with the flow of the processing gas flowing along the plasma formation surface can be easily realized. It can be. Thereby, the hollow cathode effect can be fully exhibited. Moreover, it becomes easy to realize the required plasma density distribution, radical density distribution, and electron density distribution over the entire length of the flow of the processing gas along the radial direction.
본 발명의 일실시예에 따른 샤워 플레이트에 있어서는, 상기 복수의 가스 유로는, 상기 가스 분출구로부터 상기 가스 공급 표면을 향해서 늘어나도록 형성되고, 또, 상기 복수의 가스 유로에 일대일로 대응하는 복수의 오리피스를 갖고, 상기 복수의 가스 유로의 전부에 있어서, 상기 두께 방향에서의 상기 복수의 오리피스의 길이는, 서로 동일하다.In the shower plate according to one embodiment of the present invention, the plurality of gas flow paths are formed to extend from the gas outlet toward the gas supply surface, and a plurality of orifices correspond one to one to the plurality of gas flow paths. In all of the plurality of gas flow paths, the lengths of the plurality of orifices in the thickness direction are equal to each other.
상기의 구성에 의하면, 가스 분출구로부터 할로우 캐소드 슬릿 내에 분출되고 있는 처리 가스의 유량이 오리피스에 의해서 제어된다. 이것에 의해, 복수의 가스 분출구의 각각에서의 처리 가스의 유량을 균일하게 할 수 있다. 게다가, 깊이가 다른 복수의 할로우 캐소드 슬릿에 있어서도, 오리피스의 길이가, 모든 오리피스에 있어서 동일하다. 이 때문에, 처리 가스의 유량을 제어할 수 있다.According to the above configuration, the flow rate of the processing gas ejected from the gas ejection port into the hollow cathode slit is controlled by the orifice. As a result, the flow rate of the processing gas at each of the plurality of gas jets can be made uniform. Moreover, even in a plurality of hollow cathode slits of different depths, the length of the orifices is the same for all orifices. For this reason, the flow rate of the processing gas can be controlled.
본 발명의 일실시예에 따른 샤워 플레이트에 있어서는, 평면시에 있어서, 상기 복수의 가스 분출구 중 서로 이웃이 되는 2개의 가스 분출구의 거리는, 상기 플라즈마 형성 공간을 사이에 두는 것과 동시에 플라즈마를 형성하는 2개의 전극의 사이의 거리 보다 작다.In the shower plate according to one embodiment of the present invention, in plan view, the distance between two gas jets that are adjacent to each other among the plurality of gas jets is 2, which forms plasma while sandwiching the plasma formation space between them. is less than the distance between the two electrodes.
플라즈마 형성 공간에 있어서 실시되는 플라즈마 처리에 요구되는 소망의 플라즈마 밀도, 래디칼 밀도, 및 전자 밀도를 얻을 수 있도록, 필요한 처리 가스를, 플라즈마 형성 표면에 따라서 골고루 플라즈마 형성 공간에 공급하는 것이 가능해진다.In order to obtain the desired plasma density, radical density, and electron density required for plasma processing performed in the plasma formation space, it becomes possible to supply the necessary processing gas to the plasma formation space evenly along the plasma formation surface.
본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치는, 고주파 전원에 접속된 전극 플랜지와, 측벽 및 저부를 갖는 챔버와, 상기 챔버와 상기 전극 플랜지와의 사이에 배치된 절연 플랜지와, 상기 챔버와 상기 전극 플랜지와 상기 절연 플랜지에 의해서 둘러싸인 플라즈마 형성 공간을 갖는 처리실과, 상기 처리실 내에 수용되고, 처리면을 갖는 기판이 재치되고, 어노드 전극이 되는 지지부와, 상술한 실시예에 따른 샤워 플레이트를 갖고, 상기 샤워 플레이트는, 상기 전극 플랜지로부터 이간하도록 대향하여 상기 가스 공급 공간을 형성하고, 상기 지지부로부터 이간하도록 대향하여 상기 플라즈마 형성 공간을 형성한다.A plasma processing device according to an embodiment of the present invention includes an electrode flange connected to a high-frequency power source, a chamber having a side wall and a bottom, an insulating flange disposed between the chamber and the electrode flange, and the chamber and the electrode flange. It has a processing chamber having a plasma formation space surrounded by an electrode flange and the insulating flange, a substrate accommodated in the processing chamber and having a processing surface is placed, a support portion serving as an anode electrode, and a shower plate according to the above-described embodiment. , the shower plate faces away from the electrode flange to form the gas supply space, and faces away from the support to form the plasma formation space.
상기의 구성에 의하면, 플라즈마 형성 공간에 노출하는 샤워 플레이트의 플라즈마 형성 표면의 전역에 있어서, 서로 교차하지 않는 복수의 할로우 캐소드 슬릿으로 플라즈마 형성 표면을 가릴 수 있다. 평면 형상의 플라즈마 형성 표면을 갖는 종래의 샤프 레이트에 비하여 플라즈마 밀도, 래디칼 밀도, 및 전자 밀도를 증대한 상태에서, 지지부에 지지를 받은 기판에 플라즈마 CVD에 의한 성막 등의 플라즈마 처리를 실시할 수 있다.According to the above configuration, the entire plasma formation surface of the shower plate exposed to the plasma formation space can be covered with a plurality of hollow cathode slits that do not intersect each other. Plasma treatment, such as film formation by plasma CVD, can be performed on a substrate supported on a supporter with increased plasma density, radical density, and electron density compared to the conventional sharp rate with a flat plasma formation surface. .
게다가, 할로우 캐소드 슬릿의 폭 방향에는 단일의 상기 가스 분출구가 형성되고 있다. 할로우 캐소드 슬릿의 길이 방향에는 복수의 가스 분출구가 형성되고 있다. 할로우 캐소드 슬릿의 길이 방향에 있어서는, 복수의 가스 분출구는, 할로우 캐소드 슬릿에 처리 가스를, 균등하게 공급할 수 있다. 복수의 가스 분출구는, 할로우 캐소드 슬릿의 내부에 배치되어 있다. 이것에 의해, 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 내부에 있어서는, 복수의 가스 분출구는, 할로우 캐소드 슬릿의 길이 방향으로, 처리 가스를, 그리고 균일하게 공급할 수 있다. 게다가, 플라즈마 형성 표면의 전면 및 기판의 전면에 있어서, 복수의 가스 분출구는, 처리 가스를 균일하게 공급 가능하도록 배치되어 있다. 이 때문에, 플라즈마 밀도가 플라즈마 형성 공간의 전역으로 균일한 상태를 실현할 수 있다. 따라서, 균일한 성막 등을 실현할 수 있다.In addition, a single gas outlet is formed in the width direction of the hollow cathode slit. A plurality of gas jets are formed in the longitudinal direction of the hollow cathode slit. In the longitudinal direction of the hollow cathode slit, a plurality of gas jets can equally supply processing gas to the hollow cathode slit. A plurality of gas jets are arranged inside the hollow cathode slit. As a result, within each of the plurality of hollow cathode slits, the plurality of gas jets can supply the processing gas uniformly in the longitudinal direction of the hollow cathode slit. In addition, on the entire surface of the plasma formation surface and the entire surface of the substrate, a plurality of gas jets are arranged to enable uniform supply of processing gas. For this reason, it is possible to realize a state in which the plasma density is uniform throughout the plasma formation space. Therefore, uniform film formation, etc. can be realized.
또, 플라즈마 형성 표면의 긴 방향 또는 폭 방향의 외방으로 향하는 복수의 심도 설정 영역의 각각에 있어서는, 상기 두께 방향의 상기 할로우 캐소드 슬릿의 깊이가 커지도록 설정되어 있다. 이 때문에, 할로우 캐소드 슬릿을 가지지 않은 평면 형상의 플라즈마 형성 표면을 갖는 종래의 샤프 레이트와 같이 중심에 비하여 주연부에서 플라즈마 밀도가 감소해 버리는 것을 방지할 수 있다. 상기의 구성에 의하면, 플라즈마 형성 표면의 전역으로, 균등한 플라즈마 밀도를 실현하여 균일한 성막 등을 실시하는 것이 가능해진다.Additionally, in each of the plurality of depth setting regions facing outward in the longitudinal or width direction of the plasma formation surface, the depth of the hollow cathode slit in the thickness direction is set to be large. For this reason, it is possible to prevent the plasma density from decreasing at the periphery compared to the center, as in the conventional sharp rate having a flat plasma formation surface without a hollow cathode slit. According to the above configuration, it becomes possible to realize uniform plasma density over the entire plasma formation surface and perform uniform film formation, etc.
게다가, 상기 심도 설정 영역의 경계와, 상기 할로우 캐소드 슬릿이 서로 교차하지 않는다. 이 때문에, 할로우 캐소드 슬릿의 내부 및 플라즈마 형성 공간에 노출하는 면에서 단차 및 돌기 등의 돌출 부분이 형성되지 않는다. 따라서, 플라즈마 발생 중에서의 이상 방전의 발생을 방지할 수 있다.Additionally, the boundary of the depth setting area and the hollow cathode slit do not intersect each other. For this reason, protruding portions such as steps and protrusions are not formed on the inside of the hollow cathode slit and on the surface exposed to the plasma formation space. Therefore, it is possible to prevent abnormal discharge from occurring during plasma generation.
이들에 의해, 기판의 처리면에 따른 플라즈마 처리 특성의 이차원 분포에 있어서 균일성을 얻을 수 있는 것, 및, 이상 방전에 의한 성막 특성의 악화를 방지하여 그 안정성을 향상하는 것이 가능해진다.This makes it possible to achieve uniformity in the two-dimensional distribution of plasma processing characteristics along the processing surface of the substrate, and to prevent deterioration of film formation characteristics due to abnormal discharge and improve its stability.
본 발명의 일실시예에 따른 샤워 플레이트 및 플라즈마 처리 장치에 의하면, 기판 상에 형성되는 막의 막두께 분포를 보다 양호하게 할 수 있다. 높은 플라즈마 밀도로 처리의 균일성을 향상할 수 있다. 플라즈마 분포 밀도를 기판의 처리면을 따라서 안정시키고, 플라즈마 처리의 균일성을 향상할 수 있다.According to the shower plate and plasma processing device according to an embodiment of the present invention, the film thickness distribution of the film formed on the substrate can be improved. High plasma density can improve processing uniformity. The plasma distribution density can be stabilized along the processing surface of the substrate, and the uniformity of plasma processing can be improved.
[도 1] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 나타내는 개략 종단면도이다.
[도 2] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 샤워 플레이트의 가스 분출구를 나타내는 모식 평면도이다.
[도 3] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 샤워 플레이트를 투시한 도이며, 가스 유로, 가스 분출구, 및 할로우 캐소드 슬릿의 부분을 나타내는 사시도이다.
[도 4] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 샤워 플레이트를 투시한 도이며, 가스 유로, 가스 분출구, 및 할로우 캐소드 슬릿의 부분의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
[도 5] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 샤워 플레이트의 할로우 캐소드 슬릿의 개구 및 가스 분출구를 나타내는 평면도이다.
[도 6] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 샤워 플레이트의 할로우 캐소드 슬릿의 개구 및 가스 분출구의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
[도 7] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 샤워 플레이트의 할로우 캐소드 슬릿의 개구 및 가스 분출구의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
[도 8] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 샤워 플레이트의 가장자리 영역의 부근의 영역에서의 할로우 캐소드 슬릿을 나타내는 사시도이다.
[도 9] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 샤워 플레이트의 중심 영역의 부근의 영역에서의 할로우 캐소드 슬릿을 나타내는 사시도이다.
[도 10] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 샤워 플레이트의 할로우 캐소드 슬릿의 심도 설정 영역을 나타내는 평면도이다.
[도 11] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 샤워 플레이트의 할로우 캐소드 슬릿의 심도 설정 영역을 나타내는 단면도이다.
[도 12] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 샤워 플레이트의 인접하는 심도 설정 영역의 경계를 나타내는 단면도이다.
[도 13] 할로우 캐소드 슬릿의 심도와 플라즈마 형성 표면과의 관계를 나타내는 단면도이다.
[도 14] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 샤워 플레이트의 할로우 캐소드 슬릿으로의 플라즈마 형성 상태를 나타내는 단면도이다.
[도 15] 샤워 플레이트의 할로우 캐소드 슬릿의 예를 나타내는 사시도이다.
[도 16] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 샤워 플레이트의 할로우 캐소드 슬릿의 심도 설정 영역의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
[도 17] 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 샤워 플레이트의 할로우 캐소드 슬릿의 심도 설정 영역을 나타내는 단면도이다.
[도 18] 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 샤워 플레이트의 인접하는 심도 설정 영역의 경계를 나타내는 단면도이다.
[도 19] 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 샤워 플레이트의 할로우 캐소드 슬릿의 심도 설정 영역의 경계를 나타내는 단면도이다.
[도 20] 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 플라즈마 형성 상태를 나타내는 단면도이다.
[도 21] 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 샤워 플레이트의 가스 분출구와 할로우 캐소드 슬릿의 심도 설정 영역을 나타내는 평면도이다.
[도 22] 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 샤워 플레이트의 가스 분출구와 할로우 캐소드 슬릿의 심도 설정 영역을 나타내는 평면도이다.
[도 23] 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 샤워 플레이트의 가스 분출구와 할로우 캐소드 슬릿의 심도 설정 영역을 나타내는 평면도이다.
[도 24] 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 샤워 플레이트의 가스 분출구와 할로우 캐소드 슬릿의 심도 설정 영역을 나타내는 평면도이다.
[도 25] 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 샤워 플레이트의 가스 분출구와 할로우 캐소드 슬릿의 심도 설정 영역을 나타내는 평면도이다.
[도 26] 본 발명의 제8 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 샤워 플레이트의 가스 분출구와 할로우 캐소드 슬릿의 심도 설정 영역을 나타내는 평면도이다.
[도 27] 본 발명에서의 샤워 플레이트 및 플라즈마 처리 장치의 실시예를 나타내는 도이다.
[도 28] 본 발명에서의 샤워 플레이트 및 플라즈마 처리 장치의 실시예를 나타내는 도이다.
[도 29] 본 발명에서의 샤워 플레이트 및 플라즈마 처리 장치의 실시예를 나타내는 도이다.
[도 30] 본 발명에서의 샤워 플레이트 및 플라즈마 처리 장치의 실시예를 나타내는 도이다.
[도 31] 본 발명에서의 샤워 플레이트 및 플라즈마 처리 장치의 실시예를 나타내는 도이다.
[도 32] 본 발명에서의 샤워 플레이트 및 플라즈마 처리 장치의 실시예를 나타내는 도이다.
[도 33] 본 발명에서의 샤워 플레이트 및 플라즈마 처리 장치의 실시예를 나타내는 도이다.
[도 34] 본 발명에서의 샤워 플레이트 및 플라즈마 처리 장치의 실시예를 나타내는 도이다.
[도 35] 본 발명에서의 샤워 플레이트 및 플라즈마 처리 장치의 실시예를 나타내는 도이다.
[도 36] 본 발명에서의 샤워 플레이트 및 플라즈마 처리 장치의 실시예를 나타내는 도이다.[Figure 1] A schematic longitudinal cross-sectional view showing a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
[FIG. 2] A schematic plan view showing a gas jet port of a shower plate in the plasma processing device according to the first embodiment of the present invention.
[FIG. 3] is a perspective view showing the shower plate in the plasma processing device according to the first embodiment of the present invention, and showing parts of the gas flow path, gas jet outlet, and hollow cathode slit.
[FIG. 4] is a perspective view of the shower plate in the plasma processing device according to the first embodiment of the present invention, and is a perspective view showing another example of the gas flow path, gas jet outlet, and hollow cathode slit.
[FIG. 5] A plan view showing the opening of the hollow cathode slit and the gas jet port of the shower plate in the plasma processing device according to the first embodiment of the present invention.
[FIG. 6] A plan view showing another example of the opening of the hollow cathode slit of the shower plate and the gas jet port in the plasma processing device according to the first embodiment of the present invention.
[FIG. 7] A plan view showing another example of the opening of the hollow cathode slit of the shower plate and the gas jet port in the plasma processing device according to the first embodiment of the present invention.
[FIG. 8] A perspective view showing a hollow cathode slit in an area near the edge area of a shower plate in the plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[FIG. 9] A perspective view showing a hollow cathode slit in an area near the center area of the shower plate in the plasma processing device according to the first embodiment of the present invention.
[FIG. 10] A plan view showing the depth setting area of the hollow cathode slit of the shower plate in the plasma processing device according to the first embodiment of the present invention.
[FIG. 11] A cross-sectional view showing the depth setting area of the hollow cathode slit of the shower plate in the plasma processing device according to the first embodiment of the present invention.
[FIG. 12] A cross-sectional view showing the boundary of adjacent depth setting areas of a shower plate in the plasma processing device according to the first embodiment of the present invention.
[FIG. 13] A cross-sectional view showing the relationship between the depth of the hollow cathode slit and the plasma formation surface.
[FIG. 14] A cross-sectional view showing the state of plasma formation in the hollow cathode slit of the shower plate in the plasma processing device according to the first embodiment of the present invention.
[Figure 15] A perspective view showing an example of a hollow cathode slit of a shower plate.
[FIG. 16] A cross-sectional view showing another example of the depth setting area of the hollow cathode slit of the shower plate in the plasma processing device according to the first embodiment of the present invention.
[FIG. 17] A cross-sectional view showing the depth setting area of the hollow cathode slit of the shower plate in the plasma processing device according to the second embodiment of the present invention.
[FIG. 18] A cross-sectional view showing the boundary of adjacent depth setting areas of a shower plate in the plasma processing device according to the second embodiment of the present invention.
[FIG. 19] A cross-sectional view showing the boundary of the depth setting area of the hollow cathode slit of the shower plate in the plasma processing device according to the second embodiment of the present invention.
[FIG. 20] A cross-sectional view showing the state of plasma formation in the plasma processing device according to the second embodiment of the present invention.
[FIG. 21] A plan view showing the depth setting area of the gas jet port of the shower plate and the hollow cathode slit in the plasma processing device according to the third embodiment of the present invention.
[FIG. 22] A plan view showing the depth setting area of the gas jet port of the shower plate and the hollow cathode slit in the plasma processing device according to the fourth embodiment of the present invention.
[FIG. 23] A plan view showing the depth setting area of the gas jet port of the shower plate and the hollow cathode slit in the plasma processing device according to the fifth embodiment of the present invention.
[FIG. 24] A plan view showing the depth setting area of the gas jet port of the shower plate and the hollow cathode slit in the plasma processing device according to the sixth embodiment of the present invention.
[FIG. 25] A plan view showing the depth setting area of the gas jet port of the shower plate and the hollow cathode slit in the plasma processing device according to the seventh embodiment of the present invention.
[FIG. 26] A plan view showing the depth setting area of the gas jet port of the shower plate and the hollow cathode slit in the plasma processing device according to the eighth embodiment of the present invention.
[FIG. 27] A diagram showing an embodiment of a shower plate and a plasma processing device in the present invention.
[FIG. 28] A diagram showing an embodiment of the shower plate and plasma processing device in the present invention.
[FIG. 29] A diagram showing an embodiment of the shower plate and plasma processing device in the present invention.
[FIG. 30] A diagram showing an embodiment of a shower plate and a plasma processing device in the present invention.
[FIG. 31] A diagram showing an embodiment of a shower plate and a plasma processing device in the present invention.
[FIG. 32] A diagram showing an embodiment of the shower plate and plasma processing device in the present invention.
[FIG. 33] A diagram showing an embodiment of a shower plate and a plasma processing device in the present invention.
[FIG. 34] A diagram showing an embodiment of a shower plate and a plasma processing device in the present invention.
[FIG. 35] A diagram showing an embodiment of a shower plate and a plasma processing device in the present invention.
[FIG. 36] A diagram showing an embodiment of the shower plate and plasma processing device in the present invention.
<제1 실시 형태><First embodiment>
이하, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 샤워 플레이트 및 플라즈마 처리 장치를 도면에 근거하여 설명한다.Hereinafter, a shower plate and a plasma processing device according to the first embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
도 1은, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 나타내는 개략 단면도이다. 도 1에 있어서, 부호 1은, 플라즈마 처리 장치이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a plasma processing device according to this embodiment. In FIG. 1, symbol 1 denotes a plasma processing device.
또, 이하의 설명에 이용하는 각 도에 있어서는, 각 구성요소를 도면상에서 인식 할 수 있는 정도의 크기로 하기 위해, 적당히, 각 구성요소의 치수 및 비율을 실제의 것과는 다르게 했을 경우가 있다.In addition, in each figure used in the following description, the dimensions and proportions of each component may be appropriately different from the actual ones in order to make each component recognizable on the drawing.
방향의 정의에 관하여, 「상하 방향」은, 플라즈마 처리 장치(1)의 연직 방향에서 본 방향과 같다. 상하 방향으로 보았을 경우를 평면시라고 칭하는 경우가 있다. Regarding the definition of direction, “up and down direction” is the same as the direction seen from the vertical direction of the plasma processing device 1. When viewed in an upward and downward direction, it is sometimes referred to as planar vision.
「횡방향」은, 상하 방향에 대해서 직교하는 방향이다. 상하 방향을 Z방향으로 칭해도 무방하다. 이 경우, 횡방향은, X방향과 Y방향을 포함한다.The “lateral direction” is a direction perpendicular to the vertical direction. The up and down direction may be referred to as the Z direction. In this case, the lateral direction includes the X direction and Y direction.
본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)는, 플라즈마 CVD법을 이용한 성막 장치이다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 도 1에 나타내듯이, 반응실인 플라즈마 형성 공간(2a)(성막 공간)을 갖는 처리실(3)을 포함한다.The plasma processing device 1 according to this embodiment is a film forming device using the plasma CVD method. As shown in FIG. 1 , the plasma processing apparatus 1 includes a
처리실(3)은, 진공 챔버(2)(챔버)와, 캐소드 플랜지(4)(전극 플랜지)와, 진공 챔버(2) 및 캐소드 플랜지(4)에 협지된 절연 플랜지(23)로 구성되어 있다.The
<진공 챔버(2)><Vacuum chamber (2)>
진공 챔버(2)는, 저부(11)(안저면)과, 저부(11)의 주연으로부터 입설된 측벽(24)(벽부)와, 측벽(24)의 단부 개구(상단 개구)의 주위에 주설된 설치 플랜지(21)를 갖는다. 진공 챔버(2)는, 알루미늄, 알루미늄 합금으로 형성되고 있다.The
진공 챔버(2)의 저부(11)에는, 저부 개구가 형성되고 있다. 이 저부 개구에는 지주(16)가 삽통되고 있다. 지주(16)는, 진공 챔버(2)의 하부에 배치되어 있다.A bottom opening is formed in the bottom 11 of the
지주(16)의 선단은, 진공 챔버(2) 내에 위치한다. 지주(16)의 선단에는, 판 형상의 서스셉터(15)(지지부)이 접속되고 있다. 서스셉터(15)는, 후술하는 샤워 플레이트(100)의 하면인 플라즈마 형성 표면(100a)과 평행하게 배치되어 있다.The tip of the
지주(16)는, 진공 챔버(2)의 외부에 설치된 승강 구동부(16A)(승강기구)에 접속되고 있다. 지주(16)는, 승강 구동부(16A)에 의해서, 상하 방향으로 이동 가능하다. 즉, 지주(16)의 선단에 접속되고 있는 서스셉터(15)는, 상하 방향으로 승강 가능하게 구성되어 있다.The
진공 챔버(2)의 외부에 있어서는, 지주(16)의 외주를 덮도록 벨로우즈(미도시)가 설치되고 있다. 벨로우즈에 의해, 지주(16)가 상하동했을 때에, 플라즈마 형성 공간(2a)의 밀폐가 유지된다.Outside the
진공 챔버(2)에는, 서스셉터(15) 보다 저부(11)에 근접하는 위치에, 배기관(27)이 접속되고 있다. 배기관(27)의 선단에는, 진공 펌프(28)가 설치되고 있다. 진공 펌프(28)는, 진공 챔버(2) 안이 진공 상태가 되도록 감압한다.An
<설치 플랜지(21)><Installation flange (21)>
진공 챔버(2)의 측벽(24)의 상단에는, 설치 플랜지(21)가 설치되고 있다.An
설치 플랜지(21)는, 측벽(24)의 단부 개구로부터 설치 플랜지(21)의 외측으로 향해서 돌출하도록, 측벽(24)의 주위에 설치되고 있다. 측벽(24)와 설치 플랜지(21)는, 각각 도전재로 구성되어 있다. 측벽(24)와 설치 플랜지(21)는, 일체로 되어 있어도 무방하고, 별도의 부재로 되어 있어도 무방하다. 예를 들면, 측벽(24)와 설치 플랜지(21)가 별도의 부재로 구성되어 있는 경우, 측벽(24)와 설치 플랜지(21)의 사이에, O링과 같은 씰 부재를 배치해도 무방하다. 측벽(24)와 설치 플랜지(21)는, 알루미늄, 알루미늄 합금 등으로 형성되고 있다. 설치 플랜지(21)의 상면(21a)은, 대략 수평인 평면 형상을 갖는다.The mounting
<캐소드 플랜지(4), 샤워 플레이트(100)><Cathode flange (4), shower plate (100)>
캐소드 플랜지(4)는, 절연 플랜지(23)를 통하여, 진공 챔버(2)의 상부에 장착되고 있다.The
캐소드 플랜지(4)의 형상은, 대략 평판 형상이다. 캐소드 플랜지(4)는, 설치 플랜지(21)로 형성되고 있는 진공 챔버(2)의 단부 개구를 가리고 있다. 캐소드 플랜지(4)는, 주연부(4a)를 갖는다. 캐소드 플랜지(4)의 주연부(4a)의 하면은, 설치 플랜지(21)의 상면(21a)에 대향하고 있다. 캐소드 플랜지(4)의 주연부(4a)의 하면은, 설치 플랜지(21)의 상면(21a)과 대략 평행하게 위치한다.The shape of the
캐소드 플랜지(4)의 상방에는, 쉴드 커버가 재치되어도 무방하다. 캐소드 플랜지(4)의 하방에는, 캐소드 플랜지(4)로부터 상하 방향으로 이간하도록 샤워 플레이트(100)가 배치되어 있다.A shield cover may be placed above the
샤워 플레이트(100)는, 캐소드 플랜지(4)의 하방에 위치한다. 캐소드 플랜지(4)의 횡방향에 있어서, 샤워 플레이트(100)는, 설치 플랜지(21) 보다 내측에 위치한다. 샤워 플레이트(100)는, 캐소드 플랜지(4)의 하면과 평행하게 배치되어 있다. 샤워 플레이트(100)의 상면인 가스 공급 표면(100b)은, 캐소드 플랜지(4)의 하면과 평행하게 배치되어 있다. 샤워 플레이트(100)는, 캐소드 플랜지(4)로부터 매달려 있다. 샤워 플레이트(100)는, 캐소드 플랜지(4)의 하면에서 하방으로 연재하는 지지주부(4b)에 의하여 지지되고 있다. 지지주부(4b)는, 도체로 구성되어 있다. 지지주부(4b)의 개수는, 복수이다. 지지주부(4b)는, 복수의 부재로 구성되어 있지 않아도 무방하다. 예를 들면, 지지주부(4b)의 형상은, 캐소드 플랜지(4)의 평면시에 있어서, 틀 형상이여도 무방하다. 이 경우, 틀 형상의 지지주부(4b)는, 절연 지지부(8)의 내측에 배치된다.The
캐소드 플랜지(4)와 샤워 플레이트(100)는, 지지주부(4b)에 의하여 전기적으로 도통되고 있다. 샤워 플레이트(100)의 주연부 외방에는, 절연 지지부(8)가 배치되어 있다. 절연 지지부(8)는, 샤워 플레이트(100)의 횡방향에서의 외측에 배치되어 있다. 절연 지지부(8)는, 설치 플랜지(21) 보다 횡방향에서의 내측에 위치한다. 절연 지지부(8)와 설치 플랜지(21)는, 횡방향에 있어서 서로 이간하고 있다. 절연 지지부(8)의 상단은, 캐소드 플랜지(4)로부터 매달려 있다.The
절연 지지부(8)의 횡방향에서의 내측에는, 샤워 플레이트(100)가 접하고 있다. 절연 지지부(8)의 하단에서의 횡방향의 내측의 윤곽은, 캐소드 플랜지(4) 및 샤워 플레이트(100)가 플라즈마 형성 공간(2a)에 노출하는 범위를 제한하도록 설정되어 있다. 절연 지지부(8)는, 전극 절연 커버로서 기능한다.A
캐소드 플랜지(4)와 샤워 플레이트(100)는 상하 방향으로 이간하여, 서로 대략 평행하게 배치되어 있다. 이것에 의해, 캐소드 플랜지(4)와 샤워 플레이트(100)와의 사이에 가스 공급 공간(2c)이 형성되고 있다.The
캐소드 플랜지(4)의 하면(4c)은, 샤워 플레이트(100)에 대향하고 있다. 캐소드 플랜지(4)에는, 가스 도입구(7a)가 관통하여 설치되고 있다.The
또, 처리실(3)의 외부에 설치된 프로세스 가스 공급부(7b)와 가스 도입구(7a)와의 사이에는, 가스 도입관(7)이 설치되고 있다.Additionally, a
가스 도입관(7)의 일단은, 가스 도입구(7a)에 접속되고 있다. 가스 도입관(7)의 타단은, 프로세스 가스 공급부(7b)에 접속되고 있다.One end of the
가스 도입관(7)은, 쉴드 커버를 관통하고 있다. 가스 도입관(7)을 통해서, 프로세스 가스 공급부(7b)로부터 가스 공급 공간(2c)에 프로세스 가스(처리 가스)가 공급되고 있다.The
가스 공급 공간(2c)은, 프로세스 가스가 도입되는 가스류, 가스 조성, 가스압 등을 안정시키는 공간으로서 기능한다.The
샤워 플레이트(100)에는, 후술하는 것과 같은 복수의 가스 분출구(102), 할로우 캐소드 슬릿(110)이 형성되고 있다.In the
가스 공급 공간(2c) 내에 도입된 프로세스 가스는, 가스 분출구(102)로부터 진공 챔버(2) 내의 플라즈마 형성 공간(2a)으로 분출되고 있다.The process gas introduced into the
캐소드 플랜지(4)와 샤워 플레이트(100)는, 각각 도전재로 구성되어 있다. 캐소드 플랜지(4)의 주위에는, 캐소드 플랜지(4)를 덮도록 쉴드 커버가 설치되어도 무방하다. 이 경우, 쉴드 커버는, 캐소드 플랜지(4)와 비접촉이다. 쉴드 커버는, 진공 챔버(2)에 전기적으로 접속하도록 배치되어 있다.The
캐소드 플랜지(4)에는, 진공 챔버(2)의 외부에 설치된 고주파 전원(9)(고주파 전원)이 매칭 박스(12)를 통해 접속되고 있다.A high-frequency power source 9 (high-frequency power source) installed outside the
매칭 박스(12)는, 쉴드 커버에 장착되고 있다.The
캐소드 플랜지(4) 및 샤워 플레이트(100)는, 캐소드 전극을 구성한다.The
진공 챔버(2)는, 쉴드 커버를 통해 접지되고 있다. 쉴드 커버의 주연 하단은, 설치 플랜지(21)의 외주부와 접해서 장착되어도 무방하다.The
<서스셉터(15)><Susceptor (15)>
서스셉터(15)는, 표면이 평탄하게 형성된 판 형상의 부재이다. 서스셉터(15)의 상면에는, 기판(10)이 재치되고 있다. 서스셉터(15)는, 재치된 기판(10)의 법선 방향이, 지주(16)의 축선과 평행이 되도록 형성되고 있다.The
서스셉터(15)는, 히터(14)를 내장해도 무방하다. 서스셉터(15)는, 재치한 기판(10)을 히터(14)에 의해서 가열 및 온도 조절이 가능하게 해도 무방하다.The
서스셉터(15)는, 접지 전극, 즉 어노드 전극으로서 기능한다. 이 때문에, 서스셉터(15)는, 도전성을 갖는 금속 등으로 형성되고 있다. 예를 들면, 서스셉터(15)는, 알루미늄, 알루미늄 합금 등으로 형성되고 있다.The susceptor 15 functions as a ground electrode, that is, an anode electrode. For this reason, the
서스셉터(15)는, 알루미늄, 알루미늄 합금의 표면에 알루마이트(alumite) 처리가 시행된 부재이다.The
기판(10)이 서스셉터(15) 상에 배치되었을 때, 기판(10)과 샤워 플레이트(100)와는 서로 근접하여 평행하게 위치되고 있다.When the
서스셉터(15)의 상면은, 설치 플랜지(21)의 상면(21a)과 평행한 상태를 유지하게 되어 있다. 서스셉터(15)의 상면은, 승강 구동부(16A)에 의해서, 상하 방향으로 이동하여 높이 위치가 변화했을 경우에서도, 설치 플랜지(21)의 상면(21a)과 평행한 상태를 유지한다.The upper surface of the
서스셉터(15)에 기판(10)이 배치된 상태에서, 가스 도입구(7a)로부터 프로세스 가스를 분출하게 하면, 프로세스 가스는, 가스 공급 공간(2c)에 공급된다. 가스 공급 공간(2c)에 공급된 프로세스 가스는, 샤워 플레이트(100)를 통해 기판(10)의 처리면(10a) 상의 플라즈마 형성 공간(2a)에 공급된다.With the
서스셉터(15)의 내부의 히터(14)에 의해서, 서스셉터(15)와 기판(10)이 가열된다. 이것에 의해, 기판(10)의 온도가 소정의 온도로 조정되고 있다.The
히터(14)는, 서스셉터(15)의 대략 중앙부 및 지주(16)에 형성된 관통공의 내부에 삽통된 히터선(14a)에 의하여 진공 챔버(2)의 외부의 전원(14b)에 접속되고 있다. 히터선은, 서스셉터(15)의 연직 방향에서 본 서스셉터(15)의 대략 중앙부의 이면에서 하부로 향해서 돌출되고 있다. 전원(14b)은, 히터(14)에 공급하는 전력에 따라, 서스셉터(15) 및 기판(10)의 온도를 조절한다.The
서스셉터(15)의 상면에는, 기판(10)의 횡방향에서의 외측에 인접하는 위치에, 기판 절연 커버가 설치되어도 무방하다. 기판 절연 커버는, 기판(10)의 주위를 둘러싼다. 기판 절연 커버는, 기판(10)의 전 둘레에 설치된다. 기판 절연 커버의 높이는, 기판(10)의 처리면(10a) 보다 상방향으로 돌출할 수 있다. 기판 절연 커버의 높이는, 예를 들면, 기판(10)의 처리면(10a)과 같다. 기판 절연 커버의 높이는, 기판(10)의 처리면(10a) 보다 낮게 할 수 있다.A substrate insulating cover may be installed on the upper surface of the
<도어 밸브(26a)><Door valve (26a)>
진공 챔버(2)의 측벽(24)에는, 기판(10)을 반출 또는 반입하기 위해서 이용되는 반출입부(26)(반출 입구)가 형성되고 있다.On the
진공 챔버(2)의 측벽(24)에서의 외측면에는, 반출입부(26)를 개폐하는 도어 밸브(26a)가 설치되고 있다. 도어 밸브(26a)는, 예를 들면 상하 방향으로 슬라이드 가능하다.A
도어 밸브(26a)가 하방(진공 챔버(2)의 저부(11)을 향한 방향)으로 슬라이드 이동했을 때는, 반출입부(26)가 개구 한다. 이 상태에서, 진공 챔버(2)에 대해서, 기판(10)을 반출 또는 반입할 수 있다.When the
또한, 도어 밸브(26a)가 상방(캐소드 플랜지(4)를 향한 방향)으로 슬라이드 이동했을 때는, 반출입부(26)가 폐구 한다. 이 상태에서, 기판(10)의 처리(성막 처리)를 실시할 수 있다.Additionally, when the
<샤워 플레이트(100)의 구체적 구성><Specific configuration of
도 2는, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트에서의 가스 분출구의 배치를 나타내는 평면도이다. 도 3은, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트를 투시한 도이며, 가스 유로 및 할로우 캐소드 슬릿을 나타내는 사시도이다.FIG. 2 is a plan view showing the arrangement of gas jets in the shower plate of the plasma processing device according to the present embodiment. FIG. 3 is a perspective view showing the shower plate of the plasma processing device according to the present embodiment, showing the gas flow path and the hollow cathode slit.
샤워 플레이트(100)에는, 가스 공급 표면(100b)로부터 플라즈마 형성 표면(100a)으로 두께 방향으로 연통하는 복수의 가스 유로(101)가 형성되고 있다.In the
가스 유로(101)의 일부는, 가스 분출구(102)이다. 가스 분출구(102)는, 플라즈마 형성 표면(100a)에 개구 한다. 복수의 가스 분출구(102)는, 도 2에 나타내듯이, 샤워 플레이트(100)의 플라즈마 형성 표면(100a)에, 평면시에 있어서, 균등하게 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 복수의 가스 분출구(102)에 있어서는, 서로 이웃이 되는 2개의 가스 분출구(102)의 사이의 거리가, 평면시 한 플라즈마 형성 표면(100a)의 전체에 있어서 동일하다. 여기서, 「서로 이웃이 되는 2개의 가스 분출구(102)」를 「최근접하는 가스 분출구(102)」라고 칭해도 무방하다. 즉, 복수의 가스 분출구(102)에서의 서로 이웃이 되는 2개의 가스 분출구(102)는, 동일한 거리로 이간하고 있다. 가스 분출구(102)의 배치 간격, 즉, 피치는, 플라즈마 형성 표면(100a)의 전면에 있어서 동일하게 설정되어 있다.A part of the
본 실시 형태에 있어서는, 복수의 가스 분출구(102)의 각각은, 플라즈마 형성 표면(100a)에 틈새 없이 배치된 정삼각형의 정점이 되는 위치에 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 서로 이웃이 되는 2개의 가스 분출구(102)를 묶는 선은, 정삼각형의 한 변을 구성한다. 즉, 3개의 변을 갖는 정삼각형 중 2개의 변이 이루는 각도는, 60°이다. 또, 복수의 가스 분출구(102)의 배열은, 복수의 가스 분출구(102)가 직선적으로 늘어선 제1 배열과, 제1 배열에 경사하는 것과 동시에 복수의 가스 분출구(102)가 직선적으로 늘어선 제2 배열을 갖는다. 제1 배열과 제2 배열은, 60° 또는 120°로 경사한다.In this embodiment, each of the plurality of
여기서, 가스 분출구(102)가 배치되어 있는 정삼각형에 있어서는, 도 2에 있어서 지면 종방향으로 연재하는 변이, 플라즈마 형성 표면(100a)의 윤곽의 짧은 방향의 세로변과 평행이다.Here, in the equilateral triangle in which the
복수의 가스 분출구(102)는, 전부, 플라즈마 형성 표면(100a)에 형성된 할로우 캐소드 슬릿(110) 내에 위치한다. 즉, 가스 분출구(102)는, 전부, 플라즈마 형성 표면(100a)에 직접 개구하여 할로우 캐소드 슬릿(110)의 외부에 위치하도록 형성되어 있지 않다. 덧붙여 도 2에서는, 할로우 캐소드 슬릿(110)을 도시하고 있지 않고, 가스 분출구(102)의 배치를 우선하여 나타내고 있다.The plurality of
가스 유로(101)에는, 가스 분출구(102)에 근접하는 위치, 즉, 플라즈마 형성 공간(2a)에 근접하는 위치에는, 오리피스(102a)가 형성되고 있다. 오리피스(102a)는, 가스 공급 공간(2c)으로부터 플라즈마 형성 공간(2a)으로 향하는 가스류를 제어한다. 즉, 가스 분출구(102)에 근접하는 위치에서의 가스 유로(101)의 굵기가 가늘어지고 있다. 바꾸어 말하면, 샤워 플레이트(100)에는, 복수의 오리피스(102a)가 형성되고 있다. 오리피스(102a)의 길이는, 어느 가스 유로(101)에서나, 동일하게 설정되어 있다. 이것에 의해, 복수의 가스 분출구(102)의 각각으로부터 분출되고 있는 가스류가 동일해지도록, 복수의 오리피스(102a)가 구성되어 있다. 오리피스(102a)의 굵기와 오리피스(102a)의 길이는, 전부, 플라즈마 처리 장치(1)에서 행해지는 플라즈마 처리에 대응하여 규정되고 있는 처리 조건에 따라 설정되어 있다.An
오리피스(102a)는, 샤워 플레이트(100)의 두께 방향으로 연재 한다. 오리피스(102a)는, 할로우 캐소드 슬릿(110)에 접속하도록 형성되고 있다. 오리피스(102a)의 하단부 개구는, 가스 분출구(102)를 구성한다. 1개의 가스 유로(101)에는, 1개의 오리피스(102a)가 대응하여 형성되고 있다.The
할로우 캐소드 슬릿(110)은, 플라즈마 형성 표면(100a)에 형성된 홈 형상의 오목부이다. 홈 형상의 오목부의 형상에 관하여, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 폭 방향(110W)의 치수에 대해서, 할로우 캐소드 슬릿(110)이 길이 방향(110L)의 치수가 길다. 덧붙여 후술하는 것과 같은, 복수의 할로우 캐소드 슬릿(110)은, 플라즈마 형성 표면(100a)의 전면을 덮도록 배치되어 있다. 이 때문에, 할로우 캐소드 슬릿(110)에서의 홈 형상의 오목부의 형상은, 본 실시 형태로 한정되지 않았다. 폭 방향(110W)의 치수와 길이 방향(110L)의 치수가 동일한 정도이여도 무방하다. 할로우 캐소드 슬릿(110)의 형상은, 예를 들면, 다음의 2개를 얻기 위해서 설정되어 있다.The hollow cathode slit 110 is a groove-shaped recess formed in the
- 할로우 캐소드 효과를 플라즈마 형성 표면(100a)의 전면에서 균등하게 발휘할 수 있는 것.- The hollow cathode effect can be exerted evenly on the entire surface of the plasma formation surface (100a).
- 플라즈마 형성 표면(100a)의 전면에서 이상 방전을 발생시키지 않는 것.- Do not generate abnormal discharge in front of the plasma formation surface (100a).
할로우 캐소드 슬릿(110) 내에 있어서 가스 분출구(102)가 개구하는 개구 위치에 대하여 설명한다. 개구 위치는, 도 3에 나타내듯이, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 정부면(頂部面, 111)에서의, 폭 방향(110W)의 중앙에 위치한다. 즉, 가스 분출구(102)는, 도 3에 나타내듯이, 할로우 캐소드 슬릿(110)이 길이 방향(110L)(긴 방향)에 연재하여 서로 대향하는 측벽면(112)의 사이에서, 정확히 중앙이 되는 정부면(111)에 개구 한다.The opening position where the
게다가, 할로우 캐소드 슬릿(110) 내에서의 가스 분출구(102)의 개구 위치는, 도 3에 나타내듯이, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 정부면(111)에 있어서, 길이 방향(110L)에 거의 균등한 간격으로 이간하고 있다.Moreover, as shown in FIG. 3, the opening position of the
덧붙여 가스 분출구(102)의 개구 위치는, 플라즈마 형성 표면(100a)에서의 할로우 캐소드 슬릿(110)의 배치 보다, 플라즈마 형성 표면(100a)에서의 가스 공급의 균일성을 우선하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 가스 분출구(102)의 개구 위치는, 할로우 캐소드 슬릿(110)에 개구하고 있으면, 상기의 배치 이외의 구성이 채용되어도 무방하다.In addition, the opening position of the
할로우 캐소드 슬릿(110)의 정부면(111)은, 도 3에 나타내듯이, 폭 방향(110W)의 중앙으로 향하여 그 양측이 경사하고 있어도 무방하다. 즉, 정부면(111)에 있어서는, 폭 방향(110W)의 중앙이, 길이 방향(110L)에 따라서 최상 위치가 된다. 할로우 캐소드 슬릿(110)은, 폭 방향(110W)에 따르는 단면 형상을 5각형이 될 수 있다. 폭 방향(110W)의 단면 형상이 5각형이 되는 할로우 캐소드 슬릿(110)에서는, 최상 위치가 되는 정점으로 가스 분출구(102)가 전부 개구하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 3, the
도 4는, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트를 투시한 도이며, 가스 유로 및 할로우 캐소드 슬릿의 다른 예를 나타내는 사시도이다.FIG. 4 is a perspective view of the shower plate of the plasma processing device according to the present embodiment and shows another example of a gas flow path and a hollow cathode slit.
도 3에 나타내는 구조와는 달리, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 정부면(111)은, 도 4에 나타내듯이, 플라즈마 형성 표면(100a)과 평행한 평면이라도 무방하다. 즉, 정부면(111)은, 폭 방향(110W)의 중앙이, 길이 방향(110L)에 따라서 최상 위치가 된다. 할로우 캐소드 슬릿(110)은, 폭 방향(110W)의 단면 형상이 사각형이 될 수 있다. 이 경우, 기본적으로 플라즈마 형성 표면(100a)과 평행한 사각형의 외관에 가스 분출구(102)가 개구하고 있으면 무방하다. 덧붙여 가스 분출구(102)는, 사각형의 외관의 폭 방향 110 W의 중앙 위치에 개구하는 것이 바람직하지만, 가스 분출구(102)의 위치는, 폭 방향 110 W에 있어서, 다소, 어긋날 수도 있다.Unlike the structure shown in FIG. 3, the
다만, 도 3, 도 4의 어느 경우에서도, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 폭 방향(110W)에는, 단수의 가스 분출구(102)가 형성되고 있다. 가스 분출구(102)는, 할로우 캐소드 슬릿이 길이 방향(110L)에서의 형성 밀도가 균일이 되도록 배치되어 있다. 즉, 할로우 캐소드 슬릿의 폭 방향(110W)에 있어서, 복수의 가스 분출구(102)가 형성되고 있는 것은 바람직하지 않다. 이것은, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 폭 방향(110W) 및 길이 방향(110L)에 있어서, 할로우 캐소드 슬릿(110) 내에 분출하는 가스량을 균일하게 하기 위한 것이다.However, in both cases of FIGS. 3 and 4 , a
도 5는, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트에서의 할로우 캐소드 슬릿의 개구 및 가스 분출구를 나타내는 평면도이다.FIG. 5 is a plan view showing the opening of the hollow cathode slit and the gas jet port in the shower plate of the plasma processing device according to the present embodiment.
할로우 캐소드 슬릿(110)은, 소정의 형상을 갖는 개구(113)를 갖는다.The hollow cathode slit 110 has an
개구(113)는, 도 5에 나타내듯이, 평면시에 있어서, 사각형 형상을 가질 수 있다. 개구(113)는, 장변이 서로 평행하게 배치되어 있다.As shown in FIG. 5 , the
개구(113)는, 동일한 폭 방향 110 W의 치수를 갖는다. 즉, 개구(113)는, 길이 방향(110L)에 연재하여 서로 평행하게 대향하는 측벽면(112)의 사이의 거리에 대응한 형상을 갖는다.The
도 3, 도 4에 나타내듯이, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)는, 길이 방향(110L)으로 균일하다. 즉, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 정부면(111)으로부터 개구(113)까지의 치수는, 길이 방향(110L)으로 균일하다. 기본적으로, 1개의 할로우 캐소드 슬릿(110)에 있어서는, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)는, 균일하게 설정되어 있고, 변화하지 않는다.3 and 4, the
또, 도 3, 도 4의 어느 경우에서도, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 폭 방향(110W)의 측벽면(112)은, 서로 평행하게 샤워 플레이트(100)의 두께 방향으로 평행하다. 혹은, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 폭 방향(110W)의 측벽면(112)은, 샤워 플레이트(100)의 두께 방향으로 정부면(111)으로부터 개구(113)로 향하여, 서로의 이간 거리가 격외(格外)하도록 경사해도 무방하다.3 and 4, the side wall surfaces 112 of the hollow cathode slit 110 in the
도 6은, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트에서의 할로우 캐소드 슬릿의 개구의 다른 예 및 가스 분출구를 나타내는 평면도이다. 도 7은, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트에서의 할로우 캐소드 슬릿의 개구의 다른 예 및 가스 분출구를 나타내는 평면도이다. 개구(113)는, 도 6에 나타내듯이, 평면시에 있어서, 각을 둥글게 한 사각형 형상을 가질 수 있다. 개구(113)는, 도 7에 나타내듯이, 평면시에 있어서, 타원 형상을 가질 수 있다.FIG. 6 is a plan view showing another example of an opening of a hollow cathode slit and a gas jet port in the shower plate of the plasma processing device according to the present embodiment. Fig. 7 is a plan view showing another example of an opening of a hollow cathode slit and a gas jet port in the shower plate of the plasma processing device according to the present embodiment. As shown in FIG. 6 , the
도 8은, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트에서의 가장자리 영역의 부근의 영역에서의 할로우 캐소드 슬릿을 나타내는 사시도이다. 도 9는, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트에서의 중심 영역의 부근의 영역에서의 할로우 캐소드 슬릿을 나타내는 사시도이다.Fig. 8 is a perspective view showing a hollow cathode slit in a region near an edge region of the shower plate of the plasma processing device according to the present embodiment. Fig. 9 is a perspective view showing a hollow cathode slit in a region near the center region of the shower plate of the plasma processing device according to the present embodiment.
복수의 할로우 캐소드 슬릿(110)은, 도 8에 나타내듯이, 플라즈마 형성 표면(100a)의 전역을 덮어 형성되고 있다. 여기서, 「복수의 할로우 캐소드 슬릿(110)이, 플라즈마 형성 표면(100a)의 전역을 덮는다」는, 평행하게 인접해서 배치된 할로우 캐소드 슬릿(110)의 배치 피치가, 가스 분출구(102)의 피치와 동일하고, 또한, 플라즈마 형성 표면(100a)의 전역으로, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 배치 피치가, 변화하지 않는 것을 의미한다.As shown in FIG. 8, the plurality of hollow cathode slits 110 are formed to cover the entire
혹은, 「복수의 할로우 캐소드 슬릿(110)이, 플라즈마 형성 표면(100a)의 전역을 덮는다」는, 샤워 플레이트(100)의 플라즈마 형성 표면(100a)에 있어서, 플라즈마 형성 표면(100a)의 중심으로부터 가장자리를 향해서 흐르는 가스가, 할로우 캐소드 슬릿(110)을 횡단하지 않는 장소가 존재하지 않는 것을 의미한다. 여기서, 샤워 플레이트(100)의 플라즈마 형성 표면(100a)에 있어서, 그 중심으로부터 가장자리를 향해서 흐르는 가스가, 할로우 캐소드 슬릿(110)을 횡단하지 않으면, 그 일부에서 종단 하는 장소가 존재해도 무방하다.Alternatively, "the plurality of hollow cathode slits 110 cover the entire
복수의 할로우 캐소드 슬릿(110)이, 플라즈마 형성 표면(100a)을 덮어 서로 교차하지 않도록 배치되어 있다.A plurality of hollow cathode slits 110 cover the
「서로 교차하지 않는다」는, 할로우 캐소드 슬릿(110)은, 도 8에 나타내듯이, 폭 방향(110W)에 인접하는 할로우 캐소드 슬릿(110)이, 기본적으로는, 긴 방향이 서로 평행이 되도록 배치되어 있는 것을 의미한다.As shown in FIG. 8, the hollow cathode slits 110 that "do not intersect each other" are basically arranged so that the hollow cathode slits 110 adjacent to each other in the
게다가, 복수의 할로우 캐소드 슬릿(110)은, 플라즈마 형성 표면(100a)의 전역에 있어서, 서로 교차하지 않고 분할되고 있다. 즉, 플라즈마 형성 표면(100a)의 전면에서, 전부, 복수의 할로우 캐소드 슬릿(110)의 각각이, 직선 형상에 형성되고 있다. 직선 형상의 할로우 캐소드 슬릿(110)의 길이가 다른 경우에서도, 복수의 할로우 캐소드 슬릿(110)은 평행하게 인접해서 배치되어 있다.In addition, the plurality of hollow cathode slits 110 are divided throughout the
즉, 도 9에 나타내듯이, 복수의 할로우 캐소드 슬릿(110)이 연재하는 긴 방향이 다른 경우에는, 할로우 캐소드 슬릿(110)은 교차하지 않고, 모든 부분이 직선 형상을 유지하도록, 할로우 캐소드 슬릿(110)이 분할되고 있다.That is, as shown in FIG. 9, when the longitudinal directions in which the plurality of hollow cathode slits 110 extend are different, the hollow cathode slits 110 do not intersect and all parts maintain a straight shape, so that the hollow cathode slits (110) are 110) is being divided.
할로우 캐소드 슬릿(110)의 방향은, 심도 설정 영역 및 심도 설정 영역이 원주방향으로 분할된 원주방향 영역마다 설정되어 있다. 여기서, 원주방향은, 후술하는 중심 영역 R01의 주위(외주)에 따르는 방향이다.The direction of the hollow cathode slit 110 is set for each depth setting area and each circumferential area into which the depth setting area is divided in the circumferential direction. Here, the circumferential direction is a direction along the periphery (outer periphery) of the center region R01, which will be described later.
<심도 설정 영역, 원주방향 영역><Depth setting area, circumferential area>
이하, 심도 설정 영역 및 원주방향 영역에 대하여 설명한다.Hereinafter, the depth setting area and the circumferential direction area will be described.
도 10은, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트에서의 할로우 캐소드 슬릿의 복수의 심도 설정 영역을 나타내는 평면도이다. 도 11은, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트에서의 할로우 캐소드 슬릿의 복수의 심도 설정 영역의 각각을 나타내는 단면도이다.FIG. 10 is a plan view showing a plurality of depth setting regions of hollow cathode slits in the shower plate of the plasma processing device according to the present embodiment. FIG. 11 is a cross-sectional view showing each of a plurality of depth setting regions of the hollow cathode slit in the shower plate of the plasma processing device according to the present embodiment.
본 실시 형태에 있어서는, 샤워 플레이트(100)의 플라즈마 형성 표면(100a)에 심도 설정 영역 R01~R20이 설정되어 있다. 심도 설정 영역 R01~R20은, 샤워 플레이트(100)의 플라즈마 형성 표면(100a)의 중심으로부터 주연으로 향하여, 고리상으로 각각 설정되어 있다.In this embodiment, depth setting areas R01 to R20 are set on the
심도 설정 영역 R01~R20은, 도 10, 도 11에 나타내듯이, 크게 나누어 2개의 심도 설정 영역으로 분류된다. 1번째의 심도 설정 영역(제1 심도 설정 영역)은, 샤워 플레이트(100)의 플라즈마 형성 표면(100a)의 중심을 포함한 중심 영역 R01이다. 2번째의 심도 설정 영역(제2 심도 설정 영역)은, 중심 영역 R01의 이웃에 위치하는 영역 R02으로부터 플라즈마 형성 표면(100a)의 가장자리에 위치하는 주연 영역 R20까지의 복수의 심도 설정 영역이다.As shown in FIGS. 10 and 11, the depth setting areas R01 to R20 are roughly divided into two depth setting areas. The first depth setting area (first depth setting area) is a central area R01 including the center of the
복수의 심도 설정 영역 R02~R20 중, 영역 R20은, 샤워 플레이트(100)의 가장 외측에 위치하는 영역이다. 이하의 설명에서는, 영역 R20을 가장자리 영역 R20이라고 칭하는 경우가 있다. 가장자리 영역 R20은, 플라즈마 형성 표면(100a)의 가장자리에 접한다. 또, 심도 설정 영역을 단지 영역이라고 칭하는 경우가 있다. 부호 R01~R20으로 나타내는 영역을, 각각, 서수사로 나타나는 제1 영역~제20 영역이라고 칭해도 무방하다.Among the plurality of depth setting areas R02 to R20, area R20 is an area located on the outermost side of the
본 실시 형태에 있어서는, 20개소의 심도 설정 영역 R01~R20을 설정했지만, 영역의 설정수는, 20으로 한정되지 않는다. 다른 설정수가 채용되어도 무방하다. 플라즈마 형성 표면(100a)의 전역으로 균일한 플라즈마 밀도를 실현될 수 있으면, 심도 설정 영역 R01~R20의 설정수는 한정되지 않는다.In this embodiment, 20 depth setting areas R01 to R20 are set, but the number of areas set is not limited to 20. Other setting numbers may be adopted. As long as uniform plasma density can be realized throughout the
플라즈마 형성 표면(100a)의 중심에 위치하는 중심 영역 R01로부터 플라즈마 형성 표면(100a)의 주연에 위치하는 가장자리 영역 R20으로 향하는 방향을 「지름 방향 외측」이라고 칭하는 경우가 있다. 「지름 방향 외측」과는 반대 방향을 「지름 방향 내측」이라고 칭하는 경우가 있다. 「외측」 및 「내측」을 구별하지 않는 경우에는, 「지름 방향 외측」 및 「지름 방향 내측」을, 단지, 「지름 방향」이라고 칭하는 경우가 있다.The direction from the central region R01 located at the center of the
예를 들면, 복수의 심도 설정 영역 R02~R20은, 중심 영역 R01 보다 지름 방향 외측에 위치한다. 복수의 심도 설정 영역 R02~R20 중, 영역 R02은, 지름 방향 외측에 있어서, 중심 영역 R01의 이웃에 위치한다. 영역 R19은, 지름 방향 내측에 있어서, 가장자리 영역 R20의 이웃에 위치한다.For example, the plurality of depth setting areas R02 to R20 are located radially outside the center area R01. Among the plurality of depth setting areas R02 to R20, area R02 is located adjacent to the center area R01 on the outer radial direction. Area R19 is located adjacent to edge area R20 on the radial inner side.
심도 설정 영역 R01~R20은, 샤워 플레이트(100)의 두께 방향으로 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)가 다르도록 설정되어 있다. 심도 설정 영역 R01~R20의 각각의 영역 내에서는, 전부 동일한 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)를 가지도록 설정되어 있다.The depth setting regions R01 to R20 are set so that the
심도 설정 영역 R01~R20에 있어서는, 중심 영역 R01로부터, 가장자리 영역 R20까지 번호 R01~R20가 올라가는 것에 따라, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이가 깊어지도록 설정되어 있다. 즉, 지름 방향 외측에 인접하는 심도 설정 영역 R02에서의 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)는, 심도 설정 영역 R01(중심 영역)에 비하여 크다.In the depth setting areas R01 to R20, the depth of the hollow cathode slit 110 is set to become deeper as the numbers R01 to R20 increase from the center area R01 to the edge area R20. That is, the
지름 방향 외측에 인접하는 심도 설정 영역 R03에서의 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)는, 심도 설정 영역 R02에 비하여 크다. 이하 동일하게 심도 설정 영역 R03으로부터 심도 설정 영역 R17까지 영역의 번호 R03~R17이 증가하는 것에 따라, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)가 커진다. 게다가, 지름 방향 외측에 인접하는 심도 설정 영역 R19에서의 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)는, 심도 설정 영역 R18에 비하여 크다. 지름 방향 외측에 인접하는 심도 설정 영역 R20에서의 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)는, 심도 설정 영역 R19에 비하여 크다.The
덧붙여 도 10에 나타내듯이, 심도 설정 영역 R08~R20은, 고리상 형상 중 일부의 영역 만이 설정되어 있다. 사각형 윤곽을 갖는 플라즈마 형성 표면(100a)에 의해서 고리상 형상 중 일부의 영역 만이 절취된 상태에서 심도 설정 영역 R08~R20은 구성되어 있다.Additionally, as shown in FIG. 10, in the depth setting areas R08 to R20, only a part of the ring-shaped area is set. The depth setting regions R08 to R20 are formed in a state in which only a portion of the ring-shaped region is cut by the
심도 설정 영역 R01~R20의 외측 윤곽 형상은, 가스 분출구(102)를 묶는 직선에 따라서 설정되어 있다. 이 때문에, 본 실시 형태에 있어서는, 심도 설정 영역 R01~R20의 외측 윤곽 형상이 육각형으로 설정되어 있다. 특히, 중심 영역 R01의 외측 윤곽 형상은, 정육각형으로 설정되어 있다. 즉, 심도 설정 영역 R01~R20의 외측 윤곽 형상은, 가스 분출구(102)의 배치에 의해서 규정되고 있다.The outer outline shape of the depth setting areas R01 to R20 is set according to a straight line connecting the
할로우 캐소드 슬릿(110)은, 심도 설정 영역 R01~R20의 복수의 경계 RR의 각각에 따라서 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 심도 설정 영역 R01~R20의 복수의 경계 RR의 각각의 형상, 즉, 심도 설정 영역 R01~R20의 외측 윤곽 형상은, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 장변에 따라서 배치되어 있다.The hollow cathode slits 110 are arranged along each of the plurality of boundaries RR of the depth setting regions R01 to R20. In other words, each shape of the plurality of boundaries RR of the depth setting areas R01 to R20, that is, the outer outline shape of the depth setting areas R01 to R20, is arranged along the long side of the
심도 설정 영역 R02~R20의 각각은, 복수의 원주방향 영역을 갖는다. 복수의 원주방향 영역은, 원주방향으로 분할되고 있다. 예를 들면, 심도 설정 영역 R03에서는, 원주방향으로 분할된 원주방향 영역 R03a~R03f가 형성되고 있다. 원주방향 영역 R03a~R03f에서는, 전부 동일한 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이를 가지도록 설정되어 있다. 동일하게 심도 설정 영역 R06에서는, 원주방향으로 분할된 원주방향 영역 R06a~R06f가 형성되고 있다. 원주방향 영역 R06a~R06f에서는, 전부 동일한 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)를 가지도록 설정되어 있다.Each of the depth setting areas R02 to R20 has a plurality of circumferential areas. The plurality of circumferential regions are divided in the circumferential direction. For example, in the depth setting area R03, circumferential areas R03a to R03f divided in the circumferential direction are formed. In the circumferential regions R03a to R03f, the hollow cathode slits 110 are all set to have the same depth. Similarly, in the depth setting area R06, circumferential areas R06a to R06f divided in the circumferential direction are formed. In the circumferential regions R06a to R06f, the
원주방향 영역 R02a~R20f의 각각의 내부에 있어서는, 모든 할로우 캐소드 슬릿(110)이 평행하게 동일 방향을 향해서 배치되어 있다. 동시에, 원주방향 영역 R02a~R20f의 각각의 내부에 있어서, 모든 할로우 캐소드 슬릿(110)이 원주방향 영역 R02a~R20f의 외주 윤곽과 평행하게 동일 방향을 향해서 배치되어 있다.Inside each of the circumferential regions R02a to R20f, all hollow cathode slits 110 are arranged in parallel and facing the same direction. At the same time, inside each of the circumferential regions R02a to R20f, all hollow cathode slits 110 are arranged facing in the same direction parallel to the outer outline of the circumferential regions R02a to R20f.
예를 들면, 도 10에 나타내는 심도 설정 영역 R03은, 원주방향에 있어서 반시계방향으로 순서대로 늘어선 복수의 원주방향 영역 R03a~R03f를 갖는다. 원주방향 영역 R03a~R03f는, 심도 설정 영역 R03가 6개로 분할된 영역이다. 원주방향 영역 R03a~R03f는, 육각형의 각 변에 평행한 평행선과 경계 Rab, Rbc, Rcd, Rde, Ref, Rfa에 의해서 분할되고 있다. 여기서, 경계 Rab, Rbc, Rcd, Rde, Ref, Rfa 는, 플라즈마 형성 표면(100a)의 중심을 통과하는 직선이다.For example, the depth setting region R03 shown in FIG. 10 has a plurality of circumferential regions R03a to R03f arranged in order in a counterclockwise direction in the circumferential direction. The circumferential areas R03a to R03f are areas in which the depth setting area R03 is divided into six. The circumferential regions R03a to R03f are divided by parallel lines parallel to each side of the hexagon and boundaries Rab, Rbc, Rcd, Rde, Ref, and Rfa. Here, the boundaries Rab, Rbc, Rcd, Rde, Ref, and Rfa are straight lines passing through the center of the
도 10의 지면 우측에서 종방향에서의 중앙 위치에 나타내는 원주방향 영역 R03a에서는, 심도 설정 영역 R03의 외주의 경계 RR이 되는 직선이 도 10의 지면 종방향으로 연재 한다. 따라서, 원주방향 영역 R03a의 영역 내에 배치되어 있는 모든 할로우 캐소드 슬릿(110)이, 서로 평행이며, 또한, 도 10의 지면 종방향을 향해서 배치되어 있다.In the circumferential area R03a shown at the central position in the longitudinal direction on the right side of the page of FIG. 10, a straight line serving as the outer boundary RR of the depth setting area R03 extends in the longitudinal direction of the page of FIG. 10. Accordingly, all hollow cathode slits 110 arranged in the area of the circumferential region R03a are parallel to each other and are arranged toward the longitudinal direction of the page of FIG. 10 .
도 10의 지면 우상측에서 원주방향 영역 R03a 보다 상측 위치에 나타내는 원주방향 영역 R03b에서는, 심도 설정 영역 R03의 외주 경계 RR이 되는 직선이 도 10의 지면 좌우 방향에서의 중앙에서 우측을 향하여 수평 방향 보다 60°하방으로 경사하는 방향으로 연재 한다. 따라서, 원주방향 영역 R03b의 영역 내에 배치되어 있는 모든 할로우 캐소드 슬릿(110)이, 서로 평행이며, 또한, 도 10의 지면 좌우 방향에서의 중앙에서 우측을 향하여 수평 방향 보다 60°하방으로 경사하는 방향을 향해서 배치되어 있다.In the circumferential area R03b, which is shown at a position above the circumferential area R03a on the upper right side of the drawing of FIG. 10, the straight line that becomes the outer boundary RR of the depth setting area R03 extends from the center to the right in the left and right direction of the drawing of FIG. 10 rather than the horizontal direction. It is serialized in a direction inclined downward at 60°. Therefore, all hollow cathode slits 110 arranged in the area of the circumferential area R03b are parallel to each other and are inclined 60° downward from the horizontal direction toward the right from the center in the left and right direction of the page of FIG. 10. It is placed towards.
도 10의 지면 좌상측에서 원주방향 영역 R03b 보다 좌측 위치에 나타내는 원주방향 영역 R03c에서는, 심도 설정 영역 R03의 외주 경계 RR이 되는 직선이 도 10의 지면 좌우 방향에서의 중앙에서 좌측을 향하여 수평 방향 보다 60°하방으로 경사하는 방향으로 연재 한다. 따라서, 원주방향 영역 R03c의 영역 내에 배치되어 있는 모든 할로우 캐소드 슬릿(110)이, 서로 평행이며, 또한, 도 10의 지면 좌우 방향에서의 중앙에서 좌측을 향하여 수평 방향 보다 60°하방으로 경사하는 방향을 향해서 배치되어 있다.In the circumferential area R03c shown at a position to the left of the circumferential area R03b on the upper left side of the paper in FIG. 10, the straight line that becomes the outer boundary RR of the depth setting area R03 extends from the center to the left in the left and right directions of the paper in FIG. 10 rather than the horizontal direction. It is serialized in a direction inclined downward at 60°. Therefore, all hollow cathode slits 110 arranged in the area of the circumferential area R03c are parallel to each other and are inclined 60° downward from the horizontal direction toward the left from the center in the left and right direction of the page of FIG. 10. It is placed towards.
도 10의 지면 좌측에서 종방향에서의 중앙 위치에 나타내는 원주방향 영역 R03d에서는, 심도 설정 영역 R03의 외주 경계 RR이 되는 직선이 도 10의 지면 종방향으로 연재 한다. 따라서, 원주방향 영역 R03d의 영역 내에 배치되어 있는 모든 할로우 캐소드 슬릿(110)이, 서로 평행이며, 또한, 도 10의 지면 종방향을 향해서 배치되어 있다.In the circumferential area R03d shown at the central position in the longitudinal direction on the left side of the page of FIG. 10, a straight line serving as the outer boundary RR of the depth setting area R03 extends in the longitudinal direction of the page of FIG. 10. Accordingly, all hollow cathode slits 110 arranged in the area of the circumferential area R03d are parallel to each other and are arranged toward the longitudinal direction of the page of FIG. 10.
도 10의 지면 좌하측에서 원주방향 영역 R03d 보다 하측 위치에 나타내는 원주방향 영역 R03e에서는, 심도 설정 영역 R03의 외주 경계 RR이 되는 직선이 도 10의 지면 좌우 방향에서의 중앙에서 좌측을 향하여 수평 방향 보다 60°상방으로 경사하는 방향으로 연재 한다. 따라서, 원주방향 영역 R03e의 영역 내에 배치되어 있는 모든 할로우 캐소드 슬릿(110)이, 서로 평행이며, 또한, 도 10의 지면 좌우 방향에서의 중앙에서 좌측을 향하여 수평 방향 보다 60°상방으로 경사하는 방향을 향해서 배치되어 있다.In the circumferential area R03e shown at a position lower than the circumferential area R03d on the lower left side of the drawing of FIG. 10, the straight line that becomes the outer boundary RR of the depth setting area R03 extends from the center to the left in the horizontal direction of the drawing of FIG. 10. It is serialized in a direction inclined upward at 60°. Therefore, all hollow cathode slits 110 arranged in the area of the circumferential area R03e are parallel to each other and are inclined 60° above the horizontal direction toward the left from the center in the left and right direction of the page of FIG. 10. It is placed towards.
도 10의 지면 우하측에서 원주방향 영역 R03e 보다 우측 위치 한편 원주방향 영역 R03a 보다 하측 위치에 나타내는 원주방향 영역 R03f에서는, 심도 설정 영역 R03의 외주 경계 RR이 되는 직선이 도 10의 지면 좌우 방향에서의 중앙에서 우측을 향하여 수평 방향 보다 60°상방으로 경사하는 방향으로 연재 한다. 따라서, 원주방향 영역 R03f의 영역 내에 배치되어 있는 모든 할로우 캐소드 슬릿(110)이, 서로 평행이며, 또한, 도 10의 지면 좌우 방향에서의 중앙에서 우측을 향하여 수평 방향 보다 60°상방으로 경사하는 방향을 향해서 배치되어 있다.In the circumferential area R03f, which is located at a position to the right of the circumferential area R03e and lower than the circumferential area R03a in the lower right side of the drawing of FIG. It is serialized in a direction slanting 60° upward from the horizontal direction toward the right from the center. Therefore, all hollow cathode slits 110 arranged in the area of the circumferential area R03f are parallel to each other and are inclined 60° upward from the horizontal direction toward the right from the center in the left and right direction of the page of FIG. 10. It is placed towards.
도 10의 심도 설정 영역 R03 이외의 심도 설정 영역 R02, R04~R07의 각각에 있어서도, 동일하게 원주방향 영역 R02a~R02f, R04a~R04f, R05a~R05f, R06a~R06f, R07a~R07f가 설정되어 있다. 이러한 원주방향 영역의 각각에 있어서는, 심도 설정 영역 R02, R04~R07의 외주 경계를 따라서 모든 할로우 캐소드 슬릿(110)이, 서로 평행하게 배치되어 있다.In each of the depth setting areas R02 and R04 to R07 other than the depth setting area R03 in FIG. 10, the circumferential areas R02a to R02f, R04a to R04f, R05a to R05f, R06a to R06f, and R07a to R07f are set similarly. . In each of these circumferential regions, all hollow cathode slits 110 are arranged in parallel with each other along the outer peripheral boundaries of the depth setting regions R02 and R04 to R07.
덧붙여 심도 설정 영역 R08~R20은, 전주(全周) 형상이 육각형인 고리상 형상을 가져 있지 않고, 고리상 형상이 부분적으로 결여된 형상을 갖는다. 심도 설정 영역 R08~R20에 있어서도, 동일하게 하여, 원주방향 영역 R08b~R20f가 설정되어 있다. 원주방향 영역 R08b~R20f의 각각에 있어서, 심도 설정 영역 R08~R20의 외주 경계 RR에 따라서 모든 할로우 캐소드 슬릿(110)이, 서로 평행하게 배치되어 있다.In addition, the depth setting regions R08 to R20 do not have a ring-shaped shape with a hexagonal circumferential shape, but have a shape in which the ring-shaped shape is partially missing. In the depth setting areas R08 to R20, the circumferential areas R08b to R20f are set similarly. In each of the circumferential regions R08b to R20f, all hollow cathode slits 110 are arranged in parallel with each other along the outer boundary RR of the depth setting regions R08 to R20.
본 실시 형태에 따른 중심 영역 R01에서는, 할로우 캐소드 슬릿(110)이, 서로 평행이며, 또한, 도 10의 지면 종방향을 향해서 배치되어 있다.In the central region R01 according to the present embodiment, the hollow cathode slits 110 are parallel to each other and are arranged toward the longitudinal direction of the page of FIG. 10 .
중심 영역 R01에서는, 중심 영역 R01의 외주 경계 RR에 따라서 모든 할로우 캐소드 슬릿(110)이, 서로 평행하게 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 중심 영역 R01에 있어서는, 정육각형인 외주 경계 RR 중 어느 하나의 일변을 선택하고, 중심 영역 R01 내의 모든 할로우 캐소드 슬릿(110)이, 선택된 일변과 서로 평행하게 배치되어 있다.In the central region R01, all hollow cathode slits 110 are arranged in parallel with each other along the outer boundary RR of the central region R01. In other words, in the central region R01, one side of the regular hexagonal outer boundary RR is selected, and all hollow cathode slits 110 in the central region R01 are arranged parallel to the selected side.
중심 영역 R01에서의 할로우 캐소드 슬릿(110)은, 본 실시 형태에서는, 도 9에 나타내듯이, 지면 종방향으로 늘어서도록 배치되어 있다. 본 실시 형태의 중심 영역 R01에서, 모든 할로우 캐소드 슬릿(110)은, 서로 평행하게 배치되어 있다. 게다가, 중심 영역 R01에서의 할로우 캐소드 슬릿(110)은, 원주방향 영역 R02a 및 원주방향 영역 R02d 각각에서의 할로우 캐소드 슬릿(110)과 평행하다. 덧붙여 중심 영역 R01에서는, 중심 영역 R01에 인접하는 심도 설정 영역 R02의 원주방향 영역 R02a~R02f 중 어느 하나와 평행이 되도록 중심 영역 R01의 할로우 캐소드 슬릿(110)이 배치되어 있으면 무방하다.In the present embodiment, the hollow cathode slits 110 in the central region R01 are arranged to line up in the longitudinal direction of the paper, as shown in FIG. 9 . In the central region R01 of this embodiment, all hollow cathode slits 110 are arranged parallel to each other. Moreover, the hollow cathode slit 110 in the central area R01 is parallel to the hollow cathode slit 110 in the circumferential area R02a and the circumferential area R02d, respectively. Additionally, in the central region R01, the hollow cathode slit 110 of the central region R01 may be arranged so as to be parallel to any one of the circumferential regions R02a to R02f of the depth setting region R02 adjacent to the central region R01.
이와 같이 중심 영역 R01에서의 할로우 캐소드 슬릿(110)의 배치를 채용하는 이유는, 중심 영역 R01에 있어서 정육각형인 외주 경계 RR 마다 원주방향 영역을 설정하면, 직선 형상의 할로우 캐소드 슬릿(110)이 길이 방향 110 L의 치수가 너무 짧아져 버려, 바람직하지 않기 때문이다. 또, 중심 영역 R01에 있어서도 모든 할로우 캐소드 슬릿(110)이 서로 평행하게 배치되어 있을 필요가 있기 때문에 있다.The reason for adopting the arrangement of the hollow cathode slit 110 in the central region R01 in this way is that if a circumferential region is set for each regular hexagonal outer boundary RR in the central region R01, the straight hollow cathode slit 110 has a length of This is because the dimension in
바꾸어 말하면, 중심 영역 R01 내에서의 모든 할로우 캐소드 슬릿(110)은, 중심 영역 R01에 인접하는 심도 설정 영역의 원주방향 영역 R02a 또는 원주방향 영역 R02d의 할로우 캐소드 슬릿(110)과 평행하게 동일 방향을 향해서 배치되어 있다.In other words, all hollow cathode slits 110 in the central region R01 are oriented in the same direction parallel to the hollow cathode slits 110 in the circumferential region R02a or circumferential region R02d of the depth setting region adjacent to the central region R01. It is placed towards.
또, 복수의 원주방향 영역 R02a~R20f의 외주 경계 RR은, 원주방향으로 동일한 방향이 된다. 구체적으로, 심도 설정 영역 R02에 있어서는, 원주방향에 있어서 서로 인접하는 원주방향 영역 R02a와 원주방향 영역 R02b와의 사이에 경계 Rab가 있다. 심도 설정 영역 R02의 지름 방향 외측에 인접하는 심도 설정 영역 R03에 있어서는, 원주방향에 있어서 서로 인접하는 원주방향 영역 R03a와 원주방향 영역 R03b와의 사이에 경계 Rab가 있다. 심도 설정 영역 R02에서의 경계 Rab는, 심도 설정 영역 R03에서의 경계 Rab에 일치한다.Additionally, the outer boundaries RR of the plurality of circumferential regions R02a to R20f have the same direction in the circumferential direction. Specifically, in the depth setting area R02, there is a boundary Rab between the circumferential area R02a and the circumferential area R02b, which are adjacent to each other in the circumferential direction. In the depth setting area R03 adjacent to the radial outer side of the depth setting area R02, there is a boundary Rab between the circumferential area R03a and the circumferential area R03b, which are adjacent to each other in the circumferential direction. The border Rab in the depth setting area R02 coincides with the border Rab in the depth setting area R03.
동일하게 원주방향 영역 R02b와 원주방향 영역 R02c와의 경계 Rbc는, 원주방향 영역 R03b와 원주방향 영역 R03c와의 경계 Rbc에 일치한다. 원주방향 영역 R02c와 원주방향 영역 R02d와의 경계 Rcd는, 원주방향 영역 R03c와 원주방향 영역 R03d와의 경계 Rcd에 일치한다. 원주방향 영역 R02d와 원주방향 영역 R02e와의 경계 Rde는, 원주방향 영역 R03d와 원주방향 영역 R03e와의 경계 Rde에 일치한다.Similarly, the boundary Rbc between the circumferential area R02b and the circumferential area R02c coincides with the boundary Rbc between the circumferential area R03b and the circumferential area R03c. The boundary Rcd between the circumferential area R02c and the circumferential area R02d coincides with the boundary Rcd between the circumferential area R03c and the circumferential area R03d. The boundary Rde between the circumferential area R02d and the circumferential area R02e coincides with the boundary Rde between the circumferential area R03d and the circumferential area R03e.
원주방향 영역 R02e와 원주방향 영역 R02f와의 경계 Ref는, 원주방향 영역 R03e와 원주방향 영역 R03f와의 경계 Ref에 일치한다. 원주방향 영역 R02f와 원주방향 영역 R02a와의 경계 Rfa는, 원주방향 영역 R03f와 원주방향 영역 R03a와의 경계 Rfa에 일치한다.The boundary Ref between the circumferential area R02e and the circumferential area R02f coincides with the boundary Ref between the circumferential area R03e and the circumferential area R03f. The boundary Rfa between the circumferential area R02f and the circumferential area R02a coincides with the boundary Rfa between the circumferential area R03f and the circumferential area R03a.
이와 같이, 심도 설정 영역 R02~R20의 전부에 있어서, 도 9, 도 10에 나타내듯이, 인접하는 원주방향 영역의 경계는, 원주방향으로 대응하는 위치에서 일치하고 있다.In this way, in all of the depth setting areas R02 to R20, as shown in Figs. 9 and 10, the boundaries of adjacent circumferential areas coincide at corresponding positions in the circumferential direction.
심도 설정 영역 R02~R20에 있어서, 원주방향으로 인접하는 복수의 원주방향 영역의 각각에서의 복수의 할로우 캐소드 슬릿(110)은, 같은 방향을 향하고 평행하게 배치되어 있다. 예를 들면, 원주방향 영역 R02a와 원주방향 영역 R03a와의 경계 RR에 있어서도, 심도 설정 영역 R02에서의 할로우 캐소드 슬릿(110)과 심도 설정 영역 R03에서의 할로우 캐소드 슬릿(110)은, 같은 방향을 향하고 평행하게 배치되어 있다.In the depth setting regions R02 to R20, a plurality of hollow cathode slits 110 in each of a plurality of circumferential regions adjacent to each other face the same direction and are arranged in parallel. For example, even at the border RR between the circumferential region R02a and the circumferential region R03a, the hollow cathode slit 110 in the depth setting region R02 and the hollow cathode slit 110 in the depth setting region R03 face in the same direction. They are arranged in parallel.
이것에 대해서, 복수의 심도 설정 영역 R02~R20의 각각에 있어서, 서로 원주방향으로 인접하는 2개의 원주방향 영역의 경계에 있어서, 일방의 원주방향 영역의 할로우 캐소드 슬릿(110)과, 타방의 원주방향 영역의 할로우 캐소드 슬릿(110)은, 서로 다른 방향으로 향하도록 배치되어 있다. 예를 들면, 심도 설정 영역 R02에 있어서, 서로 원주방향으로 인접하는 원주방향 영역 R02a와 원주방향 영역 R02b와의 경계 Rab에 있어서, 원주방향 영역 R02a의 할로우 캐소드 슬릿(110)과, 원주방향 영역 R02b의 할로우 캐소드 슬릿(110)은, 도 9에 나타내듯이, 다른 방향을 향해서 배치되어 있다. 동일하게 경계 Rbc에 있어서, 원주방향 영역 R02b의 할로우 캐소드 슬릿(110)의 연재 방향과, 원주방향 영역 R02c의 할로우 캐소드 슬릿(110)의 연재 방향은, 도 9에 나타내듯이, 60° 혹은 120°의 각도를 형성하도록 서로 경사하고 있다.In relation to this, in each of the plurality of depth setting regions R02 to R20, at the boundary of two circumferential regions adjacent to each other in the circumferential direction, a hollow cathode slit 110 in one circumferential region and a circumferential edge in the other The hollow cathode slits 110 in the direction area are arranged to face in different directions. For example, in the depth setting region R02, at the boundary Rab between the circumferential region R02a and the circumferential region R02b, which are adjacent to each other in the circumferential direction, the hollow cathode slit 110 of the circumferential region R02a and the circumferential region R02b The hollow cathode slits 110 are arranged facing different directions, as shown in FIG. 9 . Similarly, at the boundary Rbc, the extending direction of the hollow cathode slit 110 in the circumferential region R02b and the extending direction of the hollow cathode slit 110 in the circumferential region R02c are 60° or 120°, as shown in FIG. 9. They are inclined toward each other to form an angle of .
여기서, 복수의 심도 설정 영역 R02~R20의 각각에 있어서, 서로 원주방향으로 인접하는 2개의 원주방향 영역의 경계에 있어서는, 일방의 원주방향 영역의 상기 할로우 캐소드 슬릿(110)의 단부(115)와, 타방의 원주방향 영역의 상기 할로우 캐소드 슬릿(110)의 단부(115)가, 지름 방향에 따라서 서로 다르게 배치되어 있다.Here, in each of the plurality of depth setting regions R02 to R20, at the boundary of two circumferential regions adjacent to each other in the circumferential direction, the
이러한 서로 원주방향으로 인접하는 2개의 원주방향 영역의 경계에 있어서는, 도 9에 나타내듯이, 타방의 원주방향 영역의 할로우 캐소드 슬릿(110)의 단부(115)가, 타방의 원주방향 영역으로 튀어나오도록, 또한, 서로 접속되지 않게, 배치되어 있다.At the boundary of these two circumferential regions adjacent to each other in the circumferential direction, as shown in FIG. 9, the
즉, 도 9에 나타내듯이, 서로 원주방향으로 인접하는 2개의 원주방향 영역의 경계에 배치된 할로우 캐소드 슬릿(110)의 단부(115)에 의해서, 이하의 효과를 얻을 수 있다. 프로세스 가스는, 플라즈마 형성 표면(100a)에 따라서 플라즈마 형성 공간(2a)의 중심으로부터 지름 방향 밖으로 향하여 흐른다. 이 때, 프로세스 가스의 흐름의 도중에, 프로세스 가스가 할로우 캐소드 슬릿(110)을 횡단하지 않고 플라즈마 형성 표면(100a)의 가장자리에 도달하는 것을 방지하도록 배치되어 있다.That is, as shown in FIG. 9, the following effects can be obtained by the
예를 들면, 여기서, 심도 설정 영역 R03에서의 원주방향 영역 R03b와 원주방향 영역 R03c와의 경계 Rbc에 대하여 설명한다. 도 9에 나타내듯이, 임의 지름 방향에 위치하는 할로우 캐소드 슬릿(110)의 단부(115)가, 원주방향 영역 R03b로부터 경계 Rbc 보다 원주방향 영역 R03c로 향하여 좌방향으로 돌출한 경우를 고려한다. 이 경우, 원주방향 영역 R03b에 있어서, 지름 방향 외측에 인접하는 할로우 캐소드 슬릿(110)의 단부(115)는, 경계 Rbc 보다 원주방향 영역 R03b로 향하여 우방향으로 인입하고 있다.For example, here, the boundary Rbc between the circumferential area R03b and the circumferential area R03c in the depth setting area R03 will be described. As shown in Fig. 9, consider the case where the
동시에, 경계 Rbc에 있어서, 도 9에 나타내듯이, 임의 지름 방향에 위치하는 할로우 캐소드 슬릿(110)의 단부(115)가, 원주방향 영역 R03c로부터 경계 Rbc 보다 원주방향 영역 R03b로 향하여 우방향으로 돌출한 경우를 고려한다. 이 경우, 원주방향 영역 R03c에 있어서, 지름 방향 외측에 인접하는 할로우 캐소드 슬릿(110)의 단부(115)는, 경계 Rbc 보다 원주방향 영역 R03c로 향하여 좌방향에 인입하고 있다.At the same time, at the border Rbc, as shown in FIG. 9, the
여기서, 원주방향 영역 R03c로부터 경계 Rbc 보다 원주방향 영역 R03b로 향하여 우방향으로 돌출한 단부(115)가 할로우 캐소드 슬릿(110)에 설치되고 있다. 원주방향 영역 R03b로부터 경계 Rbc 보다 원주방향 영역 R03c로 향하여 좌방향으로 돌출한 단부(115)가 할로우 캐소드 슬릿(110)에 설치되고 있다. 우방향으로 돌출한 단부(115)와 좌방향으로 돌출한 단부(115)는, 원주방향으로 거의 같은 위치에 배치되어 있다.Here, the hollow cathode slit 110 is provided with an
즉, 이와 같이 우방향으로 돌출한 단부(115)와, 좌방향으로 돌출한 단부(115)는, 플라즈마 형성 표면(100a)의 중심으로부터 지름 방향에 따라서 바깥 가장자리로 향하는 동일한 직선상에 배치되어 있다.That is, the
또, 우방향으로 돌출한 단부(115)는, 전부, 원주방향으로 거의 같은 위치에 배치되어 있다. 즉, 지름 방향으로 다른 위치에 배치되어 각각 우방향으로 돌출한 단부(115)는, 전부, 플라즈마 형성 표면(100a)의 중심으로부터 지름 방향에 따라서 바깥 가장자리로 향하는 동일한 직선상에 배치되어 있다.Additionally, the
또, 좌방향으로 돌출한 단부(115)는, 전부, 원주방향으로 거의 같은 위치에 배치되어 있다. 즉, 지름 방향으로 다른 위치에 배치되어 각각 좌방향으로 돌출한 단부(115)는, 전부, 플라즈마 형성 표면(100a)의 중심으로부터 지름 방향에 따라서 바깥 가장자리로 향하는 동일한 직선상에 배치되어 있다.Additionally, the
또, 우방향에 인입한 단부(115)는, 전부, 원주방향으로 거의 같은 위치에 배치되어 있다. 즉, 지름 방향으로 다른 위치에 배치되어 각각 우방향에 인입한 단부(115)는, 전부, 플라즈마 형성 표면(100a)의 중심으로부터 지름 방향에 따라서 바깥 가장자리로 향하는 동일한 직선상에 배치되어 있다.Additionally, the
또, 좌방향에 인입한 단부(115)는, 전부, 원주방향으로 거의 같은 위치에 배치되어 있다. 즉, 지름 방향으로 다른 위치에 배치되어 각각 좌방향에 인입한 단부(115)는, 전부, 플라즈마 형성 표면(100a)의 중심으로부터 지름 방향에 따라서 바깥 가장자리로 향하는 동일한 직선상에 배치되어 있다.Additionally, the
즉, 원주방향으로 돌출 혹은 인입한 단부(115)는, 심도 설정 영역 R02~R20에서, 대응하는 것이, 각각 지름 방향으로 거의 직선상에 위치한다.That is, the
즉, 일방의 원주방향 영역과 타방의 원주방향 영역과의 경계에서, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 단부(115)가 서로 다르게 되도록, 할로우 캐소드 슬릿(110)이 배치되어 있다. 이 때문에, 플라즈마 형성 표면(100a)에 따라서 흐르는 처리 가스의 흐름과 교차하도록 할로우 캐소드 슬릿(110)이 배치된다.That is, the hollow cathode slits 110 are arranged so that the
이 때, 일방의 할로우 캐소드 슬릿(110)의 단부(115)는, 타방의 측벽면(112)에 근접하지만, 접촉하지 않는다. 즉, 모든 할로우 캐소드 슬릿(110)은 전부 직선 형상을 유지한다.At this time, the
도 12는, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트에 있어서 서로 인접하는 2개의 심도 설정 영역의 경계를 나타내는 단면도이다.FIG. 12 is a cross-sectional view showing the boundary of two depth setting regions adjacent to each other in the shower plate of the plasma processing device according to the present embodiment.
본 실시 형태에 있어서는, 심도 설정 영역 R01~R20 중 서로 이웃이 되는 2개의 심도 설정 영역의 경계 RR에서는, 도 12에 나타내듯이, 깊이(110D)를 바꾸고 있다. 즉, 일방의 심도 설정 영역에 위치하는 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)는, 타방의 심도 설정 영역에 위치하는 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)와는 다르다.In this embodiment, the
여기서, 본 실시 형태에 따른 할로우 캐소드 슬릿(110)에 있어서는, 샤워 플레이트(100)의 두께 방향에서의 복수의 가스 분출구(102)의 위치는, 플라즈마 형성 표면(100a)의 전역에서 변하지 않다. 그 때문에, 심도 설정 영역 R01~R20의 각각에 있어서, 플라즈마 형성 표면(100a)의 개구(113)의 위치를 샤워 플레이트(100)의 두께 방향으로 변화시키는 것으로, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)가 변화하고 있다.Here, in the hollow cathode slit 110 according to the present embodiment, the positions of the plurality of
즉, 도 12에 나타내듯이, 경계 RR 보다 도 12의 좌측에서 나타내는 중심 영역 R01에 근접하는 위치에서의 깊이(110D)에 대해서, 경계 RR 보다 도 12의 우측에서 나타내는 가장자리 영역 R20에 근접하는 위치에서의 깊이(110D)는, 크다. 또, 도 12에서는, 경계 RR의 양측에서의 깊이(110D)의 변화를 모식적으로 나타내고 있지만, 실제로는, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 내부에 있어서 단차, 볼록부 등의 이상 방전의 발생을 유발하는 형상은 회피한다.That is, as shown in FIG. 12, with respect to the
즉, 경계 RR에 대응하는 플라즈마 형성 표면(100a)에는, 도 13으로 나타내는 단차 등의 부위(DD)는 형성되어 있지 않다. 경계 RR에 대응하는 위치에 있어서는, 매끈하게 플라즈마 형성 표면(100a)의 형상은 변화한다. 여기서, 부위(DD)는, 이상 방전이 발생하는 원인이 되는 부위에 상당한다.That is, the portion DD such as a step shown in FIG. 13 is not formed on the
따라서, 도 11에 나타내듯이, 플라즈마 형성 표면(100a)에는, 곡면이 형성되고 있다. 이 곡면은, 플라즈마 형성 표면(100a)의 중심에 있어서 느슨하고 오목하게 하는 것과 동시에, 샤워 플레이트(100)의 외주연을 향해서 두께 방향의 단면 하단 윤곽이 원호 형상으로 만곡한 오목부 형상을 갖는다. 이러한 곡면을 갖는 플라즈마 형성 표면(100a)에 개구(113)가 형성되고 있다. 이 때문에, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)가 변화하여 설정되어 있게 된다.Therefore, as shown in FIG. 11, a curved surface is formed on the
구체적으로는, 플라즈마 형성 표면(100a)은, 평면시에 있어서, 한 변의 길이가 1000 mm 이상의 사각형 윤곽이다. 이것에 대하여, 두께 방향으로의 플라즈마 형성 표면(100a)의 오목부 깊이는, 수 mm 정도이다.Specifically, the
<샤워 플레이트(100)의 제조 방법><Method of
본 실시 형태에 따른 샤워 플레이트(100)를 제조할 때, 우선, 균일한 두께를 갖는 판체를 준비한다. 복수의 가스 유로(101), 오리피스(102a), 가스 분출구(102), 및 할로우 캐소드 슬릿을 형성하기 위한 복수의 홈을 판체에 형성한다. 이 때, 두께 방향에서의 오리피스(102a)의 길이, 두께 방향에서의 가스 분출구(102)의 위치, 및, 할로우 캐소드 슬릿을 형성하기 위한 복수의 홈의 깊이는, 전부 균일이 되도록, 홈을 형성한다. 그 후, 미리 설정한 심도 설정 영역 R01~R20에 대응하여, 플라즈마 형성 표면(100a)을 중앙에서 깊어지도록 깎거나 혹은 제거한다. 이것에 의해, 소정 상태를 갖는 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)의 분포를 실현하는 것이 가능해진다.When manufacturing the
다음으로, 플라즈마 처리 장치(1)를 이용하여 기판(10)의 처리면(10a)에 막을 형성하는 경우의 작용에 대하여 설명한다.Next, the operation when forming a film on the
<플라즈마 처리 공정><Plasma treatment process>
처리를 개시할 때, 우선, 진공 펌프(28)를 구동하고, 진공 챔버(2) 안을 감압한다. 진공 챔버(2) 안이 진공으로 유지된 상태에서, 도어 밸브(26a)가 열리고, 진공 챔버(2)의 반출입부(26)를 통하여, 진공 챔버(2)의 외부로부터 플라즈마 형성 공간(2a)을 향해서 기판(10)이 반입되고 있다. 기판(10)은, 서스셉터(15) 상에 재치되고 있다. 기판(10)은, 기판 절연 커버나 다른 구성에 의해서, 서스셉터(15) 상에서의 재치 위치가 규정되어 얼라이먼트 되고 있다.When starting processing, first, the
기판(10)을 반입한 후, 도어 밸브(26a)가 닫힌다(폐동작).After loading the
기판(10)을 재치하기 전은, 서스셉터(15)는, 진공 챔버(2) 내의 하부에 위치하고 있다. 또, 기판(10)을 재치하기 전은, 서스셉터(15)는, 반출입부(26) 보다 하부에 위치하고 있다.Before placing the
즉, 서스셉터(15)와 샤워 플레이트(100)와의 간격이 넓어져있기 때문에, 로봇 암(미도시)을 이용하여 기판(10)을 서스셉터(15) 상에 용이하게 재치할 수 있다.That is, since the gap between the susceptor 15 and the
기판(10)이 서스셉터(15) 상에 재치된 후에는, 승강 구동부(16A)가 기동하여, 지주(16)를 상승한다. 상방으로 밀어 올려진 서스셉터(15) 상에 재치된 기판(10)도 상방으로 이동한다. 이것에 의해서, 적절히 성막을 실시하기 위해서 필요한 간격이 되도록 샤워 플레이트(100)와 기판(10)과의 간격이 소망의 값으로 결정되고, 이 간격이 유지된다. 샤워 플레이트(100)의 플라즈마 형성 표면(100a)과 기판(10)의 처리면(10a)과의 간격은, 플라즈마 형성 공간(2a)에서의 플라즈마 형성 전극 간의 거리(100T)(도 18 참조)이다. 거리(100T)는, 처리 조건에 따라 설정되어 있다.After the
게다가, 기판(10)을 재치한 서스셉터(15)는, 전원(14b)으로부터 히터선(14a)을 통해 전력 공급한 히터(14)에 의하여 가열된다. 기판(10)의 온도는, 소정의 온도에 유지되고 있다.Furthermore, the
그 후, 프로세스 가스 공급부(7b)로부터 가스 도입관(7) 및 가스 도입구(7a)를 통해 가스 공급 공간(2c)에 프로세스 가스가 도입된다. 그리고, 샤워 플레이트(100)의 가스 분출구(102) 및 할로우 캐소드 슬릿(110)을 통하여, 성막 공간인 플라즈마 형성 공간(2a) 내에 프로세스 가스가 분출된다.Afterwards, the process gas is introduced from the process
도 14는, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트에서의 플라즈마 형성 상태를 나타내는 단면도이다.FIG. 14 is a cross-sectional view showing the state of plasma formation in the shower plate of the plasma processing device according to the present embodiment.
다음으로, 고주파 전원(9)을 기동하여 캐소드 플랜지(4)에 고주파 전력을 인가한다.Next, the high-
그러면, 캐소드 플랜지(4)의 표면으로부터 샤워 플레이트(100)의 표면을 타고 고주파 전류가 흘리고, 샤워 플레이트(100)와 서스셉터(15)와의 사이에 방전이 생긴다. 그리고, 샤워 플레이트(100)와 기판(10)의 처리면(10a)과의 사이에 플라즈마가 발생한다.Then, a high-frequency current flows from the surface of the
동시에, 도 14에 나타내듯이, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 내부에 있어서도, 할로우 캐소드 효과에 의해, 평판 전극에 비하여 높은 플라즈마 밀도로 플라즈마가 발생한다.At the same time, as shown in FIG. 14, plasma is generated at a higher plasma density than that of a flat electrode due to the hollow cathode effect also inside the
이렇게 하여 발생한 플라즈마 내에서 프로세스 가스가 분해되고, 플라즈마 상태의 프로세스 가스를 얻을 수 있고, 기판(10)의 처리면(10a)에서 기상 성장 반응이 생겨, 박막이 처리면(10a) 상에 성막되고 있다.In the plasma generated in this way, the process gas is decomposed, the process gas in a plasma state can be obtained, a vapor phase growth reaction occurs on the
서스셉터(15)에 전달된 고주파 전류는, 측벽(24), 쉴드 커버를 타고 리턴 되고 있다(리턴 전류).The high-frequency current transmitted to the
본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서, 서로 인접하는 할로우 캐소드 슬릿(110)의 간격은, 가스 분출구(102)의 개구 분포에 의해서 규정되고 있다. 서로 이웃이 되는 2개의 가스 분출구(102)의 간격이, 샤워 플레이트(100)의 플라즈마 형성 표면(100a)과 기판(10)의 처리면(10a)과의 간격인 플라즈마 형성 전극 간의 거리(100T) 보다 작게 설정되어 있다. 이 때문에, 성막 공간인 플라즈마 형성 공간(2a) 내에 균일하게 프로세스 가스가 공급된다. 동시에, 할로우 캐소드 효과에 의해, 높은 플라즈마 밀도, 높은 래디칼 밀도, 높은 전자 밀도를 실현하는 것이 가능하다.In the plasma processing apparatus 1 according to the present embodiment, the interval between adjacent hollow cathode slits 110 is defined by the opening distribution of the
특히, 종래, 플라즈마 형성 표면(100a)으로의 가스 유로의 개구가, 복수의 가스 유로마다 확대되고 있는 홀 타입의 구성이 알려져 있다. 이 구성에서는, 할로우 캐소드 효과를 얻을 수 있다. 이러한 종래의 구성에 비해서도, 본 실시 형태에 의하면, 할로우 캐소드 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 높은 플라즈마 밀도, 높은 래디칼 밀도, 높은 전자 밀도를 실현하는 것이 가능해진다. 보다 매우 적합한 플라즈마 처리 특성, 성막 특성을 얻는 것이 가능해진다.In particular, conventionally, a hole-type configuration is known in which the opening of the gas flow path to the
게다가, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서, 심도 설정 영역 R01~R20에 따라, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)의 분포를 중심 보다 외주연으로 커지도록 설정되어 있다. 통상에서는 바깥 틀에서 플라즈마 밀도, 래디칼 밀도, 및 전자 밀도가 작아지고 있었지만, 본 실시 형태에 의하면, 플라즈마 형성 표면(100a)의 지름 방향으로 균일이 되도록 분포 형성시킬 수 있다.Furthermore, in the plasma processing device 1 according to the present embodiment, the distribution of the
여기서, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)가 크면(깊으면) 전자 밀도는, 높아진다. 이것은, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 단위 길이 마다의 할로우 캐소드 슬릿(110) 내부의 공간 체적이 증대하기 때문이다. 할로우 캐소드 슬릿(110)의 폭 방향(110W)의 치수가 크면 전자 밀도는, 높아진다.Here, as the
이것에 의해, 플라즈마 처리 특성의 균일한 분포, 즉, 성막시의 균일한 막두께 분포를 실현하는 것이 용이하게 가능해진다. 게다가, 성막 하는 막의 조성에 따라, 특성 분포 변동을 억제하도록 용이하게 제어 가능하다.This makes it possible to easily realize uniform distribution of plasma processing characteristics, that is, uniform film thickness distribution during film formation. Moreover, depending on the composition of the film being formed, it can be easily controlled to suppress variations in characteristic distribution.
또, 본 실시 형태의 구성은, 도 15에 나타내듯이 평면시에 있어서 굴곡한 할로우 캐소드 슬릿 내에 각부를 갖는 구성과는 다르다. 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서는, 모든 할로우 캐소드 슬릿(110)이 직선으로 형성되고 있다. 복수의 할로우 캐소드 슬릿(110)은, 서로 교차하고 있지 않다. 그 상태에서, 샤워 플레이트(100)의 플라즈마 형성 표면(100a)의 전역을 덮도록, 복수의 할로우 캐소드 슬릿(110)이 배치되어 있다. 따라서, 할로우 캐소드 효과를 일으키는 슬릿 내에 볼록부, 돌기, 단차 등의 이상 방전이 발생하는 원인이 되는 부위(DD)가 형성되어 있지 않다. 이 때문에, 성막 특성에 악영향을 주는 이상 방전의 발생을 회피하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 성막 특성이 저하하는 것이 없다.In addition, the configuration of this embodiment is different from the configuration of having corners within the hollow cathode slit that is curved in plan view, as shown in FIG. 15 . In the plasma processing device 1 according to the present embodiment, all hollow cathode slits 110 are formed in a straight line. The plurality of hollow cathode slits 110 do not intersect each other. In that state, a plurality of hollow cathode slits 110 are arranged to cover the entire
게다가, 심도 설정 영역 R01~R20에 따라, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)는, 플라즈마 형성 표면(100a)의 지름 방향에 따라서, 중심으로부터 외주연으로 향하여 커지도록 설정되어 있다. 이것에 의해, 플라즈마 밀도, 래디칼 밀도, 및 전자 밀도를 균일하게 설정한 상태에서, 플라즈마 밀도, 래디칼 밀도, 및 전자 밀도를 소망의 상태로 제어하는 것이 용이해진다.Furthermore, according to the depth setting areas R01 to R20, the
본 실시 형태에 있어서는, 심도 설정 영역 R01~R20에 대응하여, 플라즈마 형성 표면(100a)을 중심이 외주에 비하여 오목하도록 플라즈마 형성 표면(100a)을 가공하고 있다. 이러한 가공만으로, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)를 플라즈마 형성 표면(100a)의 지름 방향에 따라서 변화하도록 형성할 수 있다. 따라서, 가공 정밀도 좋게 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)를 설정하는 것이 용이해진다.In this embodiment, corresponding to the depth setting regions R01 to R20, the
동시에, 심도 설정 영역 R01~R20과 할로우 캐소드 슬릿(110)이 교차하지 않는 구성이 얻어지고 있다. 이 때문에, 이상 방전이 발생하는 원인이 되는 부위(DD)를 형성하지 않고, 높은 플라즈마 밀도, 높은 래디칼 밀도, 높은 전자 밀도를 균일하게 실현되는 것이 가능하다.At the same time, a configuration is obtained in which the depth setting regions R01 to R20 and the hollow cathode slit 110 do not intersect. For this reason, it is possible to uniformly realize high plasma density, high radical density, and high electron density without forming a site DD that causes abnormal discharge.
동시에, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서는, 성막 하는 막의 조성에 따라, 특성 분포 변동을 억제하도록 용이하게 제어 가능하다.At the same time, in the plasma processing device 1 according to the present embodiment, it is possible to easily control the characteristic distribution fluctuations according to the composition of the film to be formed.
여기서, 플라즈마 형성 파워에 의한 특성 변화가 커지는 종류의 성막과, 플라즈마 형성 전극 간의 거리(100T)에 의한 특성 변화가 큰 종류의 성막과의 양방을 양호하게 실시할 수 있다. 양방의 특성의 차이가 생기지 않도록 플라즈마 처리를 실시할 수 있다.Here, both type of film formation in which the characteristic change due to the plasma formation power is large and type of film formation in which the characteristic change in the distance (100T) between the plasma formation electrodes is large can be performed satisfactorily. Plasma treatment can be performed so that there is no difference in the characteristics of the two.
기판(10)에 성막되는 막의 조성은, 플라즈마 형성 공간(2a)에 공급되는 프로세스 가스에 의해서 변화하지만, 동시에, 가스 종류의 변화에 의해서, 처리 특성도 변화한다. 즉, 다른 조성의 성막을 실시하면, 전력, 및 전극 간 거리의 변화에 대한 행동(Behaviour), 특히, 감도가 변화한다.The composition of the film formed on the
이것에 대하여, 본 실시 형태에 의하면, 심도 설정 영역 R01~R20에 의해서, 밀도 분포의 균일성을 유지한 채로, 밀도를 변화시키는 것이 용이하다. 이 때문에, 플라즈마 파워의 변동을 실시해도, 플라즈마 형성 표면(100a)에 따른 특성 분포를 유지하는 것이 가능해진다. 또, 플라즈마 형성 전극 간의 거리(100T)를 변화했을 때에, 플라즈마 형성 표면(100a)에 따른 특성 분포를 유지하는 것이 가능하다. 따라서, 전극 간의 거리가 변화하는 것에 의한 특성을 효과적으로 성막에 이용하는 것이 가능해진다.In contrast, according to the present embodiment, it is easy to change the density while maintaining the uniformity of the density distribution using the depth setting areas R01 to R20. For this reason, even if the plasma power fluctuates, it becomes possible to maintain the characteristic distribution along the
이것에 의해, 양호한 막두께 분포를 플라즈마 밀도가 높은 할로우 캐소드 슬릿(110)을 이용하여 이상 방전 없게 실현될 수 있는 샤워 플레이트(100)를 갖춘 플라즈마 처리 장치(1)를 제공하는 것이 가능해진다.This makes it possible to provide a plasma processing device 1 equipped with a
도 16은, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트에서의 할로우 캐소드 슬릿의 심도 설정 영역의 다른 예를 나타내는 단면도이다.FIG. 16 is a cross-sectional view showing another example of the depth setting area of the hollow cathode slit in the shower plate of the plasma processing device according to the present embodiment.
게다가, 도 11에 나타낸 예에 비하여, 도 16에 나타내는 예에서는, 심도 설정 영역 R01~R20에 대응하도록 플라즈마 형성 표면(100a)을 중심이 외주에 비해 보다 오목하도록 가공이 되고 있다. 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)를 플라즈마 형성 표면(100a)의 지름 방향에 따라서 크게 변화하도록, 플라즈마 형성 표면(100a)을 형성할 수 있다.Furthermore, compared to the example shown in FIG. 11, in the example shown in FIG. 16, the
이것에 의해, 플라즈마 형성 표면(100a)의 지름 방향으로 막두께 분포의 차이가 큰 성막을 실시할 때에도, 균일한 막두께 분포로의 성막을 실현할 수 있다.As a result, even when forming a film with a large difference in film thickness distribution in the radial direction of the
<제2 실시 형태><Second Embodiment>
이하, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 샤워 플레이트 및 플라즈마 처리 장치를 도면에 근거하여 설명한다.Hereinafter, a shower plate and a plasma processing device according to a second embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
도 17은, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트에서의 할로우 캐소드 슬릿의 심도 설정 영역을 나타내는 단면도이다. 도 18은, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트에서의 인접하는 심도 설정 영역의 경계를 나타내는 단면도이다. 본 실시 형태는, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)의 설정에 관한 점에서, 상술한 제1 실시 형태와 다르다. 이외의 상술한 제1 실시 형태와 대응하는 구성에는 동일한 부호를 교부하여 그 설명을 생략한다.FIG. 17 is a cross-sectional view showing the depth setting area of the hollow cathode slit in the shower plate of the plasma processing device according to the present embodiment. FIG. 18 is a cross-sectional view showing the boundary of adjacent depth setting areas in the shower plate of the plasma processing device according to the present embodiment. This embodiment differs from the above-described first embodiment in that the
본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)는, 도 17, 도 18에 나타내듯이, 샤워 플레이트(100)에서의 플라즈마 형성 표면(100a)이 평면을 가지도록 형성되고 있다. 또한, 샤워 플레이트(100)의 두께 방향에서의 가스 분출구(102)의 위치가 변화하도록 플라즈마 형성 표면(100a)이 형성되고 있다.In the plasma processing device 1 according to the present embodiment, as shown in FIGS. 17 and 18, the
이것에 의해, 심도 설정 영역 R01~R20으로의 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)가 설정되어 있다.By this, the
본 실시 형태에 있어서는, 심도 설정 영역 R01~R20 중 서로 이웃이 되는 2개의 심도 설정 영역의 경계 RR에서는, 도 18에 나타내듯이, 깊이(110D)를 바꾸고 있다. 즉, 일방의 심도 설정 영역에 위치하는 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)는, 타방의 심도 설정 영역에 위치하는 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)와는 다르다.In this embodiment, the
여기서, 본 실시 형태에 따른 할로우 캐소드 슬릿(110)은, 샤워 플레이트(100)의 두께 방향에서의 개구(113)의 위치는, 플라즈마 형성 표면(100a)의 전역에서 변하지 않다. 즉, 플라즈마 형성 표면(100a)의 전면은, 평면이다.Here, in the hollow cathode slit 110 according to the present embodiment, the position of the
이것에 대해서, 샤워 플레이트(100)의 두께 방향에서의 가스 분출구(102)의 위치가, 심도 설정 영역 R01~R20의 각각에 따라, 샤워 플레이트(100)의 두께 방향으로 변위하고 있다. 이것에 의해, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)가 변화하고 있다.In contrast, the position of the
여기서, 샤워 플레이트(100)의 두께 치수가 균일하게 설정되었을 경우에는, 심도 설정 영역 R01~R20의 각각에서의 가스 유로(101)의 형상을 바꾸고 있다. 가스 유로(101)는, 오리피스(102a) 보다 가스 공급 표면(100b)에 근접하고 있다. 이 가스 유로(101)는, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)에 대응하여 변화하고 있다.Here, when the thickness dimension of the
즉, 도 18에 나타내듯이, 경계 RR 보다 도 18의 좌측에서 나타내는 중심 영역 R01에 근접하는 위치에서의 깊이(110D)에 대해서, 경계 RR 보다 도 18의 우측에서 나타내는 가장자리 영역 R20에 근접하는 위치에서의 깊이(110D)는, 크다. 또, 도 18에서는, 경계 RR의 양측에서의 깊이(110D)의 변화를 모식적으로 나타내고 있지만, 실제로는, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 내부에 있어서 단차, 볼록부 등의 이상 방전의 발생을 유발하는 형상은 회피한다.That is, as shown in FIG. 18, with respect to the
여기서, 복수의 할로우 캐소드 슬릿(110)에서의 정부면(111)은, 도 17에 나타내듯이, 하방을 향해서 볼록한 모양으로 돌출하는 구면(100d)에 따라서 형성되고 있다.Here, the
이 구면(100d)는, 복수의 할로우 캐소드 슬릿(110)에 걸쳐서 정부면(111)의 가스 분출구(102)를 묶어 형성되고 있다. 이 구면(100d)은, 전술한 제1 실시 형태에 있어서 설명한 상방향을 향해서 볼록한 모양으로 돌출하는 곡면으로서 형성된 플라즈마 형성 표면(100a)에 대응한다. 즉, 이 구면(100d)의 샤워 플레이트(100)의 두께 방향에서의 위치에 의해서, 상기 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)가 설정되어 있다.This
여기서, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 정부면(111)에는, 도 19에 나타내는 단차 등의 이상 방전이 발생하는 원인이 되는 부위(DD)는, 형성되어 있지 않다. 또, 복수의 할로우 캐소드 슬릿(110)의 각각은, 심도 설정 영역의 경계 RR을 넘지 않는다. 이 때문에, 1개의 할로우 캐소드 슬릿(110)에서의 정부면(111)에 있어서는, 도 19에 나타내는 단차는 형성되어 있지 않다.Here, the portion DD that causes abnormal discharge such as a step shown in FIG. 19 is not formed on the
평면의 플라즈마 형성 표면(100a)에 대해서, 복수의 가스 분출구(102)의 두께 방향에서의 위치가 변화하고 있다. 특히, 가스 분출구(102)의 위치는, 플라즈마 형성 표면(100a)의 중심에서 느슨하게 가까워지고 있다. 게다가, 샤워 플레이트(100)의 외주연을 향해서 원호 형상으로 만곡한 곡면에 따라서, 가스 분출구(102)의 위치는, 플라즈마 형성 표면(100a)으로부터 이간하도록 설정되어 있다. 이것에 의해, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)가 변화하여 설정되어 있다.With respect to the flat
구체적으로는, 플라즈마 형성 표면(100a)은, 평면시에 있어서, 한 변의 길이가 1000 mm 이상의 사각형 윤곽이다. 이것에 대하여, 평면의 플라즈마 형성 표면(100a)으로부터 두께 방향에서의 가스 분출구(102)의 위치까지의 이간 거리의 차이는, 수 mm 정도이다.Specifically, the
본 실시 형태에 있어서는, 제1 실시 형태와 동일하게, 심도 설정 영역 R01~R20에 대응하여 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)가 설정되어 있다. 게다가, 플라즈마 형성 표면(100a)이 평면이다. 이것에 의해, 도 18에 나타내듯이, 플라즈마 형성 공간(2a)의 전역에서의 플라즈마 형성 전극 간 거리(100T)가 균일한 상태를 유지할 수 있다. 이것에 의해, 전극 간 거리(100T)의 변동에 대해서 민감한 플라즈마 처리에 대해서도, 플라즈마 형성 표면(100a)의 전역으로, 균일한 플라즈마 처리, 예를 들면 성막 처리를 실시하는 것이 가능해진다.In this embodiment, similarly to the first embodiment, the
<샤워 플레이트(100)의 제조 방법><Method of
본 실시 형태에 따른 샤워 플레이트(100)를 제조할 때, 균일한 두께를 갖는 판체를 준비한다. 미리 설정한 심도 설정 영역 R01~R20에 대응하여, 샤워 플레이트(100)의 두께 방향으로 각각 변화시킨, 복수의 가스 유로(101), 오리피스(102a), 가스 분출구(102), 및, 할로우 캐소드 슬릿(110)을 판체에 형성한다. 이 때, 두께 방향에서의 오리피스(102a)의 길이는, 전부 균일이 되도록 형성한다. 이것에 의해, 평면 형상의 플라즈마 형성 표면(100a)에 대해서, 소정 상태를 갖는 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)의 분포를 실현하는 것이 가능해진다.When manufacturing the
도 20은, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트에서의 플라즈마 형성 상태를 나타내는 단면도이다.Figure 20 is a cross-sectional view showing the state of plasma formation in the shower plate of the plasma processing device according to the present embodiment.
본 실시 형태에 있어서도, 고주파 전원(9)을 기동하여 캐소드 플랜지(4)에 고주파 전력을 인가하면, 샤워 플레이트(100)와 서스셉터(15)와의 사이에 방전이 생긴다. 그리고, 샤워 플레이트(100)와 기판(10)의 처리면(10a)과의 사이에 플라즈마가 발생한다.Also in this embodiment, when the high-
동시에, 도 20에 나타내듯이, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 내부에 있어서도, 할로우 캐소드 효과에 의해, 평판 전극에 비하여 높은 플라즈마 밀도로 플라즈마가 발생한다.At the same time, as shown in FIG. 20, plasma is generated at a higher plasma density than that of a flat electrode due to the hollow cathode effect, even inside the
본 실시 형태에 있어서는, 상술한 실시 형태와 동등의 효과를 유발할 수 있다.In this embodiment, the same effect as the above-described embodiment can be produced.
<제3 실시 형태><Third embodiment>
이하, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 샤워 플레이트 및 플라즈마 처리 장치를 도면에 근거하여 설명한다.Hereinafter, a shower plate and a plasma processing device according to a third embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
도 21은, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트의 가스 분출구의 배치 패턴과 할로우 캐소드 슬릿의 심도 설정 영역의 경계 배치 패턴을 나타내는 평면도이다.FIG. 21 is a plan view showing the arrangement pattern of the gas jet port of the shower plate of the plasma processing apparatus according to the present embodiment and the boundary arrangement pattern of the depth setting area of the hollow cathode slit.
본 실시 형태는, 가스 분출구 및 심도 설정 영역의 배치 패턴에 관한 점에서, 상술한 제1 및 제2 실시 형태와 다르다. 이외의 상술한 제1 및 제2 실시 형태에 대응하는 구성요소에 관해서는, 동일한 부호를 교부하여 그 설명을 생략한다.This embodiment differs from the above-described first and second embodiments in that it relates to the arrangement pattern of the gas jet outlet and the depth setting area. Other components corresponding to the first and second embodiments described above are assigned the same reference numerals and their descriptions are omitted.
본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)에서는, 도 21에 나타내듯이, 샤워 플레이트(100)의 플라즈마 형성 표면(100a)에서의 가스 분출구(102)의 배치 패턴이 얻어지고 있다. 이 배치 패턴에 있어서는, 플라즈마 형성 표면(100a)에 틈새 없게 배치된 정삼각형의 정점이 되는 위치에 가스 분출구(102)가 배치되어 있다. 이러한 구성은, 상술한 실시 형태와 같다. 또한, 사각형의 플라즈마 형성 표면(100a)의 윤곽변에 대한 가스 분출구(102)의 배치 패턴의 방향이 다르다.In the plasma processing apparatus 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 21, an arrangement pattern of the
즉, 가스 분출구(102)가 정점으로 배치되어 있는 정삼각형에 관하여, 도 21에서 좌우 방향으로 연재하는 정삼각형의 하변이, 플라즈마 형성 표면(100a)의 윤곽의 긴 방향의 변과 평행이다.That is, with respect to the equilateral triangle in which the
본 실시 형태의 심도 설정 영역은, 도 21에 나타내듯이, 가스 분출구(102)가 정점으로 배치되어 있는 정삼각형의 변과 심도 설정 영역의 육각형의 변이 평행이 되도록, 심도 설정 영역의 경계 RR이 설정되어 있다. 이 때, 심도 설정 영역의 경계 RR은, 플라즈마 형성 표면(100a)의 윤곽의 긴 방향의 변과 평행한 변을 갖는다.In the depth setting area of the present embodiment, as shown in FIG. 21, the boundary RR of the depth setting area is set so that the side of the equilateral triangle at which the
또, 본 실시 형태의 심도 설정 영역의 폭 방향의 치수는, 제1, 제2 실시 형태에 비하여 작게 설정되어 있다. 즉, 본 실시 형태의 심도 설정 영역의 분할수는, 제1, 제2 실시 형태의 심도 설정 영역의 분할수에 비하여, 적게 되도록 설정되어 있다. 또, 본 실시 형태의 심도 설정 영역의 경계 RR은, 거의 균등한 지름 방향의 이간 거리를 갖는다. 덧붙여 플라즈마 처리 조건에 따라, 심도 설정 영역의 경계 RR은, 지름 방향에서의 위치에 따라 다른 지름 방향의 이간 거리를 가질 수도 있다.Additionally, the width direction dimension of the depth setting area in this embodiment is set smaller than that in the first and second embodiments. That is, the number of divisions of the depth setting area of the present embodiment is set to be smaller than the number of divisions of the depth setting area of the first and second embodiments. Additionally, the boundary RR of the depth setting area of this embodiment has a substantially equal radial separation distance. Additionally, depending on the plasma processing conditions, the boundary RR of the depth setting region may have a different radial separation distance depending on the position in the radial direction.
본 실시 형태에 있어서는, 상술한 실시 형태와 동등의 효과를 유발할 수 있다.In this embodiment, the same effect as the above-described embodiment can be produced.
<제4 실시 형태><Fourth Embodiment>
이하, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 샤워 플레이트 및 플라즈마 처리 장치를 도면에 근거하여 설명한다.Hereinafter, a shower plate and a plasma processing device according to a fourth embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
도 22는, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트의 가스 분출구의 배치 패턴과 할로우 캐소드 슬릿의 심도 설정 영역의 경계 배치 패턴을 나타내는 평면도이다.FIG. 22 is a plan view showing the arrangement pattern of the gas jet port of the shower plate of the plasma processing apparatus according to the present embodiment and the boundary arrangement pattern of the depth setting area of the hollow cathode slit.
본 실시 형태는, 가스 분출구 및 심도 설정 영역의 배치 패턴에 관한 점에서, 상술한 제3 실시 형태와 다르다. 이외의 상술한 제3 실시 형태에 대응하는 구성요소에 관해서는, 동일한 부호를 교부하여 그 설명을 생략한다.This embodiment differs from the above-described third embodiment in that it relates to the arrangement pattern of the gas jet outlet and the depth setting area. Other components corresponding to the third embodiment described above are assigned the same reference numerals and their descriptions are omitted.
본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)에서는, 도 22에 나타내듯이, 샤워 플레이트(100)의 플라즈마 형성 표면(100a)에서의 가스 분출구(102)의 배치 패턴이 얻어지고 있다. 이 배치 패턴에 있어서는, 플라즈마 형성 표면(100a)에 틈새 없게 배치된 정삼각형의 정점이 되는 위치에 가스 분출구(102)가 배치되어 있다. 이러한 구성은, 제3 실시 형태와 같다. 또한, 사각형의 플라즈마 형성 표면(100a)의 윤곽변에 대한 가스 분출구(102)의 배치 패턴의 방향이 제1 실시 형태와 같다.In the plasma processing apparatus 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 22, an arrangement pattern of the
즉, 가스 분출구(102)가 정점으로 배치되어 있는 정삼각형에 관하여, 도 22에서 종방향으로 연재하는 변이, 플라즈마 형성 표면(100a)의 윤곽의 짧은 방향에 있어서 종방향으로 연재하는 변과 평행이다.That is, with respect to the equilateral triangle in which the
본 실시 형태의 심도 설정 영역은, 도 22에 나타내듯이, 가스 분출구(102)가 정점으로 배치되어 있는 정삼각형의 변과 심도 설정 영역의 육각형의 변이 평행이 되도록, 심도 설정 영역의 경계 RR이 설정되어 있다. 이 때, 심도 설정 영역의 경계 RR은, 플라즈마 형성 표면(100a)의 윤곽의 짧은 방향의 변과 평행한 변을 갖는다.In the depth setting area of the present embodiment, as shown in FIG. 22, the boundary RR of the depth setting area is set so that the side of the equilateral triangle at which the
또, 본 실시 형태의 심도 설정 영역의 폭 방향의 치수는, 제1~제3 실시 형태에 비하여 작게 설정되어 있다. 즉, 본 실시 형태의 심도 설정 영역의 분할수는, 제1~제3 실시 형태의 심도 설정 영역의 분할수에 비하여, 적게 되도록 설정되어 있다. 또, 본 실시 형태의 심도 설정 영역의 경계 RR은, 거의 균등한 지름 방향의 이간 거리를 갖는다. 덧붙여 플라즈마 처리 조건에 따라, 심도 설정 영역의 경계 RR은, 지름 방향에서의 위치에 따라 다른 지름 방향의 이간 거리를 가질 수도 있다.Additionally, the width direction dimension of the depth setting area in this embodiment is set smaller than that in the first to third embodiments. That is, the number of divisions of the depth setting area in this embodiment is set to be smaller than the number of divisions in the depth setting area in the first to third embodiments. Additionally, the boundary RR of the depth setting area of this embodiment has a substantially equal radial separation distance. Additionally, depending on the plasma processing conditions, the boundary RR of the depth setting region may have a different radial separation distance depending on the position in the radial direction.
본 실시 형태에 있어서는, 상술한 실시 형태와 동등의 효과를 유발할 수 있다.In this embodiment, the same effect as the above-described embodiment can be produced.
<제5 실시 형태><Fifth Embodiment>
이하, 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 샤워 플레이트 및 플라즈마 처리 장치를 도면에 근거하여 설명한다.Hereinafter, a shower plate and a plasma processing device according to a fifth embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
도 23은, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트의 가스 분출구의 배치 패턴과 할로우 캐소드 슬릿의 심도 설정 영역의 경계 배치 패턴을 나타내는 평면도이다.FIG. 23 is a plan view showing the arrangement pattern of the gas jet port of the shower plate of the plasma processing apparatus according to the present embodiment and the boundary arrangement pattern of the depth setting area of the hollow cathode slit.
본 실시 형태는, 가스 분출구 및 심도 설정 영역의 배치 패턴에 관한 점에서, 상술한 제4 실시 형태와 다르다. 이외의 상술한 제4 실시 형태에 대응하는 구성요소에 관해서는, 동일한 부호를 교부하여 그 설명을 생략한다.This embodiment differs from the fourth embodiment described above in terms of the arrangement pattern of the gas jet outlet and the depth setting area. Other components corresponding to the above-described fourth embodiment are assigned the same reference numerals and their descriptions are omitted.
본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)에서는, 도 23에 나타내듯이, 샤워 플레이트(100)의 플라즈마 형성 표면(100a)에서의 가스 분출구(102)의 배치 패턴이 얻어지고 있다. 이 배치 패턴에 있어서는, 플라즈마 형성 표면(100a)에 틈새 없게 배치된 정삼각형의 정점이 되는 위치에 가스 분출구(102)가 배치되어 있다. 이러한 구성은, 제4 실시 형태와 같다. 또, 사각형의 플라즈마 형성 표면(100a)의 윤곽변에 대한 가스 분출구(102)의 배치 패턴의 방향도 제4 실시 형태와 같다.In the plasma processing apparatus 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 23, an arrangement pattern of the
즉, 가스 분출구(102)가 정점으로 배치되어 있는 정삼각형에 관하여, 도 23에서 종방향으로 연재하는 변이, 플라즈마 형성 표면(100a)의 윤곽의 짧은 방향에서의 종방향으로 연재하는 변과 평행이다.That is, with respect to the equilateral triangle in which the
본 실시 형태의 심도 설정 영역은, 도 23에 나타내듯이, 가스 분출구(102)가 정점으로 배치되어 있는 정삼각형의 변과 심도 설정 영역의 육각형의 변이 평행이 되도록, 심도 설정 영역의 경계 RR이 설정되어 있다. 이 때, 심도 설정 영역의 경계 RR은, 플라즈마 형성 표면(100a)의 윤곽의 짧은 방향의 변과 평행한 변을 갖는다.In the depth setting area of the present embodiment, as shown in FIG. 23, the boundary RR of the depth setting area is set so that the side of the equilateral triangle at which the
또, 본 실시 형태의 심도 설정 영역의 폭 방향의 치수는, 제4 실시 형태에 비하여 작게 설정되어 있다. 즉, 본 실시 형태의 심도 설정 영역의 분할수는, 제4 실시 형태의 심도 설정 영역의 분할수에 비하여, 적게 되도록 설정되어 있다. 구체적으로는, 플라즈마 형성 표면(100a)의 윤곽에서의 모서리의 부근의 영역에서만, 심도 설정 영역의 경계 RR이 설정되어 있다.Additionally, the width direction dimension of the depth setting area in this embodiment is set smaller than that in the fourth embodiment. That is, the number of divisions of the depth setting area in the present embodiment is set to be smaller than the number of divisions in the depth setting area in the fourth embodiment. Specifically, the boundary RR of the depth setting area is set only in the area near the edge of the outline of the
또, 플라즈마 형성 표면(100a)의 윤곽의 모서리의 부근의 영역에서의 심도 설정 영역의 경계 RR은, 거의 균등한 지름 방향의 이간 거리를 가질 수 있다. 덧붙여 플라즈마 처리 조건에 따라, 심도 설정 영역의 경계 RR은, 지름 방향에서의 위치에 따라 다른 지름 방향의 이간 거리를 가질 수도 있다.Additionally, the boundary RR of the depth setting area in the area near the corner of the outline of the
본 실시 형태에 있어서는, 상술한 실시 형태와 동등의 효과를 유발할 수 있다.In this embodiment, the same effect as the above-described embodiment can be produced.
<제6 실시 형태><Sixth Embodiment>
이하, 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 샤워 플레이트 및 플라즈마 처리 장치를 도면에 근거하여 설명한다.Hereinafter, a shower plate and a plasma processing device according to a sixth embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
도 24는, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트의 가스 분출구의 배치 패턴과 할로우 캐소드 슬릿의 심도 설정 영역의 경계 배치 패턴을 나타내는 평면도이다.FIG. 24 is a plan view showing the arrangement pattern of the gas jet port of the shower plate of the plasma processing apparatus according to the present embodiment and the boundary arrangement pattern of the depth setting area of the hollow cathode slit.
본 실시 형태는, 가스 분출구 및 심도 설정 영역의 배치 패턴에 관한 점에서, 상술한 제4 및 제5 실시 형태와 다르다. 이외의 상술한 제4 및 제5 실시 형태에 대응하는 구성요소에 관해서는, 동일한 부호를 교부하여 그 설명을 생략한다.This embodiment differs from the fourth and fifth embodiments described above in terms of the arrangement pattern of the gas outlet and the depth setting area. Other components corresponding to the fourth and fifth embodiments described above are assigned the same reference numerals and their descriptions are omitted.
본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)에서는, 도 24에 나타내듯이, 샤워 플레이트(100)의 플라즈마 형성 표면(100a)에서의 가스 분출구(102)의 배치 패턴이 얻어지고 있다. 이 배치 패턴에 있어서는, 플라즈마 형성 표면(100a)에 틈새 없게 배치된 정삼각형의 정점이 되는 위치에 가스 분출구(102)가 배치되어 있다. 이러한 구성은, 제4 및 제5 실시 형태와 같다. 또, 사각형의 플라즈마 형성 표면(100a)의 윤곽변에 대한 가스 분출구(102)의 배치 패턴의 방향도 제4 및 제5 실시 형태와 같다.In the plasma processing apparatus 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 24, an arrangement pattern of the
즉, 가스 분출구(102)가 정점으로 배치되어 있는 정삼각형에 관하여, 도 23에서 종방향으로 연재하는 변이, 플라즈마 형성 표면(100a)의 윤곽의 짧은 방향에서의 종방향으로 연재하는 변과 평행이다.That is, with respect to the equilateral triangle in which the
본 실시 형태의 심도 설정 영역은, 도 24에 나타내듯이, 가스 분출구(102)가 정점으로 배치되어 있는 정삼각형과 심도 설정 영역의 육각형의 변이 평행이 되도록, 심도 설정 영역의 경계 RR이 설정되어 있다. 이 때, 심도 설정 영역의 경계 RR은, 플라즈마 형성 표면(100a)의 윤곽의 짧은 방향의 변과 평행한 변을 갖는다. 본 실시 형태의 심도 설정 영역의 일부에 있어서는, 가스 분출구(102)가 정점으로 배치되어 있는 정삼각형의 변과 경계 RR을 갖는 사각형의 변이 평행이다. 이 사각형은, 마름모이다.As shown in FIG. 24, the boundary RR of the depth setting area of the present embodiment is set so that the sides of the hexagon of the depth setting area are parallel to the equilateral triangle with the
또, 본 실시 형태의 심도 설정 영역의 폭 방향의 치수는, 제4 실시 형태에 비하여, 거의 동일하게 되도록 설정되어 있다. 즉, 본 실시 형태의 심도 설정 영역의 분할수는, 제4 실시 형태의 심도 설정 영역의 분할수에 비하여 거의 똑같이 설정되어 있다. 구체적으로는, 제5 실시 형태와 같이, 플라즈마 형성 표면(100a)의 윤곽의 모서리 부근에 심도 설정 영역의 경계 RR이 설정되어 있다. 게다가, 중심 영역 R01의 부근에 사각형의 윤곽을 갖는 심도 설정 영역의 경계 RR과, 육각형의 윤곽을 갖는 심도 설정 영역의 경계 RR이 설정되어 있다.Additionally, the width direction dimension of the depth setting area in this embodiment is set to be almost the same as that in the fourth embodiment. That is, the number of divisions of the depth setting area in the present embodiment is set to be almost the same as the number of divisions in the depth setting area in the fourth embodiment. Specifically, as in the fifth embodiment, the boundary RR of the depth setting area is set near the edge of the outline of the
또, 본 실시 형태의 심도 설정 영역의 경계 RR은, 거의 균등한 지름 방향의 이간 거리를 가질 수 있다. 덧붙여 플라즈마 처리 조건에 따라, 심도 설정 영역의 경계 RR은, 지름 방향에서의 위치에 따라 다른 지름 방향의 이간 거리를 가질 수도 있다.Additionally, the boundary RR of the depth setting area of this embodiment may have a substantially equal radial separation distance. Additionally, depending on the plasma processing conditions, the boundary RR of the depth setting region may have a different radial separation distance depending on the position in the radial direction.
본 실시 형태에 있어서는, 상술한 실시 형태와 동등의 효과를 유발할 수 있다.In this embodiment, the same effect as the above-described embodiment can be produced.
<제7 실시 형태><Seventh embodiment>
이하, 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 샤워 플레이트 및 플라즈마 처리 장치를 도면에 근거하여 설명한다.Hereinafter, a shower plate and a plasma processing device according to a seventh embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
도 25는, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트의 가스 분출구의 배치 패턴과 할로우 캐소드 슬릿의 심도 설정 영역의 경계 배치 패턴을 나타내는 평면도이다.Fig. 25 is a plan view showing the arrangement pattern of the gas jet port of the shower plate of the plasma processing apparatus according to the present embodiment and the boundary arrangement pattern of the depth setting area of the hollow cathode slit.
본 실시 형태는, 가스 분출구 및 심도 설정 영역의 배치 패턴에 관한 점에서, 상술한 제1~제6 실시 형태와 다르다. 이외의 상술한 제1~제6 실시 형태에 대응하는 구성요소에 관해서는, 동일한 부호를 교부하여 그 설명을 생략한다.This embodiment differs from the above-described first to sixth embodiments in that it relates to the arrangement pattern of the gas jet outlet and the depth setting area. Other components corresponding to the first to sixth embodiments described above are assigned the same reference numerals and their descriptions are omitted.
본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)에서는, 도 25에 나타내듯이, 샤워 플레이트(100)의 플라즈마 형성 표면(100a)에서의 가스 분출구(102)의 배치 패턴이 얻어지고 있다. 이 배치 패턴은, 제1~제6 실시 형태와는 달리, 플라즈마 형성 표면(100a)에 틈새 없게 배치된 정사각형의 정점이 되는 위치에 가스 분출구(102)가 배치되어 있다. 이러한 구성은, 제1~제6 실시 형태와는 다르다. 바꾸어 말하면, 서로 이웃이 되는 2개의 가스 분출구(102)를 묶는 선은, 정사각형의 한 변을 구성한다. 즉, 4개의 변을 갖는 정사각형 중 직교하는 2개의 변이 이루는 각도는, 90°이다. 또, 복수의 가스 분출구(102)의 배열은, 복수의 가스 분출구(102)가 직선적으로 늘어선 제1 배열과, 제1 배열에 직교하는 것과 동시에 복수의 가스 분출구(102)가 직선적으로 늘어선 제2 배열을 갖는다. 제1 배열과 제2 배열은, 90°로 경사한다. 게다가, 제1 배열 및 제2 배열의 각각은, 사각형의 플라즈마 형성 표면(100a)의 윤곽변에 대해서, 45°로 경사한다.In the plasma processing apparatus 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 25, an arrangement pattern of the
즉, 가스 분출구(102)가 정점으로 배치되어 있는 정사각형을 형성하는 4개의 변의 각각은, 도 25에서 종방향으로 연재하는 플라즈마 형성 표면(100a)의 윤곽의 변에 대해서, 전부, 45°로 경사한다.That is, each of the four sides forming a square with the
본 실시 형태의 심도 설정 영역은, 도 25에 나타내듯이, 가스 분출구(102)가 정점으로 배치되어 있는 정사각형의 변과, 심도 설정 영역의 사각형의 변이 평행이 되도록, 심도 설정 영역의 경계 RR이 설정되어 있다. 이 때, 심도 설정 영역의 경계 RR은, 플라즈마 형성 표면(100a)의 윤곽의 변에 대해서 45°로 경사하는 변을 갖는다. 게다가, 본 실시 형태의 심도 설정 영역의 경계 RR에 의해, 동심상의 복수의 정사각형이 설정되어 있다. 복수의 정사각형의 각각의 변은, 가스 분출구(102)가 정점으로 배치되어 있는 정사각형의 변에 평행이다.In the depth setting area of this embodiment, as shown in FIG. 25, the boundary RR of the depth setting area is set so that the sides of the square where the
또, 본 실시 형태의 심도 설정 영역의 경계 RR은, 제1~제6 실시 형태와는 달리, 거의 같은 이간 거리를 가지도록 설정되어 있다. 본 실시 형태의 심도 설정 영역의 분할수는, 제6 실시 형태의 심도 설정 영역의 분할수로 동일한 정도가 되도록 설정되어 있다. 구체적으로는, 제1~제6 실시 형태와는 달리, 플라즈마 형성 표면(100a)의 전역으로, 균등한 지름 방향 거리를 가지고 심도 설정 영역의 경계 RR이 설정되어 있다.Additionally, the boundary RR of the depth setting area in this embodiment is set to have substantially the same separation distance, unlike the first to sixth embodiments. The number of divisions of the depth setting area of the present embodiment is set to be approximately the same as the number of divisions of the depth setting area of the sixth embodiment. Specifically, unlike the first to sixth embodiments, the boundary RR of the depth setting region is set with an equal radial distance throughout the
또, 본 실시 형태의 심도 설정 영역의 경계 RR은, 거의 균등한 지름 방향의 이간 거리를 가질 수 있다. 덧붙여 플라즈마 처리 조건에 따라, 심도 설정 영역의 경계 RR은, 지름 방향에서의 위치에 따라 다른 지름 방향의 이간 거리를 가질 수도 있다.Additionally, the boundary RR of the depth setting area of this embodiment may have a substantially equal radial separation distance. Additionally, depending on the plasma processing conditions, the boundary RR of the depth setting region may have a different radial separation distance depending on the position in the radial direction.
본 실시 형태에 있어서는, 상술한 실시 형태와 동등의 효과를 유발할 수 있다.In this embodiment, the same effect as the above-described embodiment can be produced.
<제8 실시 형태><Eighth embodiment>
이하, 본 발명의 제8 실시 형태에 따른 샤워 플레이트 및 플라즈마 처리 장치를 도면에 근거하여 설명한다.Hereinafter, a shower plate and a plasma processing device according to an eighth embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
도 26은, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트의 가스 분출구의 배치 패턴과 할로우 캐소드 슬릿의 심도 설정 영역의 경계 배치 패턴을 나타내는 평면도이다.FIG. 26 is a plan view showing the arrangement pattern of the gas jet port of the shower plate of the plasma processing apparatus according to the present embodiment and the boundary arrangement pattern of the depth setting area of the hollow cathode slit.
본 실시 형태는, 가스 분출구 및 심도 설정 영역의 배치 패턴에 관한 점에서, 상술한 제1~제7 실시 형태와 다르다. 이외의 상술한 제1~제7 실시 형태에 대응하는 구성요소에 관해서는, 동일한 부호를 교부하여 그 설명을 생략한다.This embodiment differs from the above-described first to seventh embodiments in that it relates to the arrangement pattern of the gas jet outlet and the depth setting area. Other components corresponding to the first to seventh embodiments described above are assigned the same reference numerals and their descriptions are omitted.
본 실시 형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)에서는, 도 26에 나타내듯이, 샤워 플레이트(100)의 플라즈마 형성 표면(100a)에서의 가스 분출구(102)의 배치 패턴이 얻어지고 있다. 이 배치 패턴은, 제1~제7 실시 형태와는 달리, 동심상의 복수의 원상에 이간해서 배치되어 있다. 또, 제1~제7 실시 형태와 같게, 플라즈마 형성 표면(100a)의 윤곽 중심과 가스 분출구(102)가 배치되어 있는 원의 중심은, 일치하도록 설정되어 있다.In the plasma processing apparatus 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 26, an arrangement pattern of the
본 실시 형태의 심도 설정 영역은, 도 26에 나타내듯이, 가스 분출구(102)가 동심상에 배치되어 있는 원형에 대응하는 동심원이 경계 RR이다. 이 때, 심도 설정 영역의 경계 RR은, 원형이기 때문에, 플라즈마 형성 표면(100a)의 윤곽과는 일치하지 않는다. 게다가, 본 실시 형태의 심도 설정 영역의 내부에서의 할로우 캐소드 슬릿(110)도, 심도 설정 영역의 경계 RR과 동심상에 배치된 복수의 원형으로 형성되고 있다. 이 배치에 있어서는, 할로우 캐소드 슬릿(110)이 심도 설정 영역의 경계 RR과 교차하지 않는다.In the depth setting area of this embodiment, as shown in FIG. 26, the border RR is a concentric circle corresponding to the circle in which the
또, 본 실시 형태의 심도 설정 영역의 경계 RR은, 제7 실시 형태와 같게, 거의 같은 이간 거리를 가지도록 설정되어 있다. 본 실시 형태의 심도 설정 영역의 분할수는, 제7 실시 형태의 심도 설정 영역의 분할수에 비하여, 적게 되도록 설정되어 있다.Additionally, the boundary RR of the depth setting area in this embodiment is set to have substantially the same separation distance as in the seventh embodiment. The number of divisions of the depth setting area of the present embodiment is set to be smaller than the number of divisions of the depth setting area of the seventh embodiment.
또, 본 실시 형태의 심도 설정 영역의 경계 RR은, 거의 균등한 지름 방향의 이간 거리를 가질 수 있다. 덧붙여 플라즈마 처리 조건에 따라, 심도 설정 영역의 경계 RR은, 지름 방향에서의 위치에 따라 다른 지름 방향의 이간 거리를 가질 수도 있다.Additionally, the boundary RR of the depth setting area of this embodiment may have a substantially equal radial separation distance. Additionally, depending on the plasma processing conditions, the boundary RR of the depth setting region may have a different radial separation distance depending on the position in the radial direction.
본 실시 형태에 있어서는, 상술한 실시 형태와 동등의 효과를 유발할 수 있다.In this embodiment, the same effect as the above-described embodiment can be produced.
덧붙여 상기의 각 실시 형태에 있어서 설명한 개개의 구성을 각각 적당히 선택하여 조합한 구성으로 하는 것이 가능하다.In addition, it is possible to create a configuration by appropriately selecting and combining the individual configurations described in each of the above embodiments.
또, 본 명세서에서 개시한 실시 형태 중, 복수의 요소로 구성되어 있는 것은, 상기 복수의 요소를 일체화해도 무방하고, 반대로 하나의 요소로 구성되어 있는 것을 복수의 요소로 나눌 수 있다. 일체화되고 있는지 아닌지와 관계없이, 발명의 목적을 달성할 수 있도록 구성되어 있으면 무방하다.Moreover, among the embodiments disclosed in this specification, those composed of a plurality of elements may integrate the plurality of elements, and conversely, those composed of a single element may be divided into a plurality of elements. Regardless of whether it is integrated or not, it is okay as long as it is configured to achieve the purpose of the invention.
[실시예][Example]
이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described.
여기서, 본 발명에서의 샤워 플레이트 및 플라즈마 처리 장치를 구체적인 예로 채용하여, 실험을 실시했다. 이 실험에 의해서 얻을 수 있던 성막 특성의 확인 시험에 대하여 설명한다.Here, an experiment was conducted using the shower plate and plasma processing device of the present invention as specific examples. A test to confirm the film formation characteristics obtained through this experiment will be explained.
<실험예 1><Experimental Example 1>
우선, 실험예 1로서 본 발명의 할로우 캐소드 슬릿(110)이 형성된 샤워 플레이트(100)에서의, 전자 밀도의 증대 확인 시험을 실시했다.First, as Experimental Example 1, a test was conducted to confirm the increase in electron density on the
우선, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)를 변화시켰을 때의 전자 밀도 변화를 시뮬레이션에 의하여 구했다.First, the change in electron density when changing the
여기에서는, 도 8~도 10에 나타내듯이, 할로우 캐소드 슬릿(110)이 형성된 샤워 플레이트(100)에 관하여, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)를 변화시켰을 때의 전자 밀도의 변화를 확인하는 시험을 실시했다. 실험예 1에서의 제원을 이하에서 나타낸다.Here, as shown in FIGS. 8 to 10, with respect to the
- 샤워 플레이트 치수 ; 1978 mm * 1628 mm- Shower plate dimensions; 1978mm*1628mm
- 할로우 캐소드 슬릿폭 방향(110W)의 치수 ; 5.7 mm~6.7 mm- Dimensions in the hollow cathode slit width direction (110W); 5.7mm~6.7mm
- 할로우 캐소드 슬릿 깊이 110D ; 3 mm~8 mm- Hollow
- 복수의 가스 분출구(102)의 배치 간격(피치) ; 한 변 7 mm의 정삼각형- Arrangement spacing (pitch) of a plurality of gas outlets (102); An equilateral triangle with a side of 7 mm
- 플라즈마 형성 전극 간 거리(100T) ; 18 mm- Distance between plasma forming electrodes (100T); 18mm
- 공급 전력 ; 9 kW- supply power; 9kW
- 고주파 전력 주파수 ; 13.56 MHz- High power frequency; 13.56 MHz
- 진공 챔버 내 압력 ; 120 Pa- pressure in the vacuum chamber; 120Pa
실험예 1의 결과는, 도 27의 Slit로서 나타낸다.The results of Experimental Example 1 are shown as Slit in FIG. 27.
동일하게 홀 타입의 할로우 캐소드 효과를 유발하는 샤워 플레이트를 이용하여, 똑같이 깊이와 전자 밀도의 변화를 산출했다.Using a shower plate that induces the same hole-type hollow cathode effect, the same changes in depth and electron density were calculated.
여기서, 홀 타입의 할로우 캐소드 효과를 유발하는 샤워 플레이트에 있어서는, 본 발명의 할로우 캐소드 슬릿과 같게, 복수의 가스 분출구의 배치 간격은 한 변 7 mm의 정삼각형으로 했다. 복수의 가스 분출구의 각각의 오리피스 보다 플라즈마 형성 표면 측에 복수의 원형 오목부를 형성했다. 복수의 원형 오목부의 각각은, 개별적으로 분리되어 있다. 복수의 원형 오목부의 각각의 지름 치수는, 본 발명의 할로우 캐소드 슬릿과 같게, 폭 방향(110W)의 치수(5.7 mm~6.7 mm)와 같은 지름 치수로 했다. 이 결과는, 도 27의 Hole로서 나타낸다.Here, in the shower plate that induces the hole-type hollow cathode effect, like the hollow cathode slit of the present invention, the spacing between the plurality of gas jets is an equilateral triangle with a side of 7 mm. A plurality of circular concave portions were formed on the side of the plasma formation surface rather than each orifice of the plurality of gas jets. Each of the plurality of circular recesses is individually separated. The diameter of each of the plurality of circular concave portions was set to be the same as that of the hollow cathode slit of the present invention, the dimension in the width direction (110W) (5.7 mm to 6.7 mm). This result is shown as Hole in FIG. 27.
이 도 27에 나타내는 결과대로, 깊이(110D)를 변화시켰을 때의 전자 밀도의 변화에 관하여, 홀 타입(Hole)에 비하여, 본 발명과 같은 할로우 캐소드 슬릿(110)(Slit)의 전자 밀도의 변화량이 큰 것을 알 수 있다.As a result shown in FIG. 27, with respect to the change in electron density when the
<실험예 2><Experimental Example 2>
다음으로, 실험예 2로서 실험예 1에서 구한 전자 밀도의 변화량의 차이에 근거하여, 2개의 타입의 샤워 플레이트의 사이에, 면내 균일성을 유지하기 위해서, 어느 정도의 형상의 차이가 생기는지를 비교했다. 여기에서는, 상술한 조건을 이용하여 그 비교를 실시했다.Next, as Experimental Example 2, based on the difference in the amount of change in electron density obtained in Experimental Example 1, the degree to which the shape difference occurs between the two types of shower plates in order to maintain in-plane uniformity is compared. did. Here, the comparison was performed using the conditions described above.
홀 타입의 할로우 캐소드 효과를 유발하는 샤워 플레이트를 이용하여, 균일한 전자 밀도 분포를 실현하기 위해서는, 다음의 치수가 필요하다.In order to realize uniform electron density distribution using a shower plate that induces a hole-type hollow cathode effect, the following dimensions are required.
- 샤워 플레이트의 중심에서의 깊이를, 상기의 깊이 중 가장 작은 3.0 mm로 한다.- The depth from the center of the shower plate is set to 3.0 mm, the smallest of the above depths.
- 샤워 플레이트의 외연부에서의 깊이를, 상기의 깊이 중 가장 큰 7.5 mm로 한다.- The depth at the outer edge of the shower plate is set to 7.5 mm, which is the largest of the above depths.
- 즉, 홀 타입의 할로우 캐소드 효과를 유발하는 샤워 플레이트에서의, 홀의 깊이의 차이 ΔHole를 4.5 mm로 설정하는 것이 필요하다.- In other words, it is necessary to set the difference in hole depth, ΔHole, in the shower plate, which causes the hole-type hollow cathode effect, to 4.5 mm.
이것에 대하여, 본 발명의 할로우 캐소드 슬릿(110)을 갖는 샤워 플레이트(100)를 이용하는 경우에 대하여 설명한다.Regarding this, a case where the
샤워 플레이트(100)의 중심에서, 상기의 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D) 중 가장 작은 3.0 mm로 설정하는 경우를 고려한다. 이 경우, 균일한 전자 밀도 분포를 실현하기 위해서, 같은 샤워 플레이트(100)의 외연부에서, 동등의 균일한 전자 밀도를 얻기 위해서 필요한, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)를 산출했다.Consider the case where, at the center of the
여기서, 홀 타입의 할로우 캐소드 효과를 유발하는 샤워 플레이트, 및, 본 발명의 할로우 캐소드 슬릿(110)을 갖는 샤워 플레이트(100)의 각각에 있어서, 모든 깊이를 변화시키기 위해서, 플라즈마 형성 표면(100a)의 중심에서 오목부가 형성된 곡면을 갖는 샤워 플레이트를 이용했다.Here, in each of the shower plate causing the hole-type hollow cathode effect and the
그 결과, 도 27에 나타내는 결과로부터, 전자 밀도를 같게 하기 위해서는, 상기의 할로우 캐소드 슬릿(110)에서는, 그 깊이(110D)가 4.5 mm인 것이 필요하다는 것을 알았다. 즉, 깊이(110D)의 차이 ΔSlit가 3.5 mm인 것이 필요하다는 것을 알았다.As a result, from the results shown in FIG. 27, it was found that in order to equalize the electron density, the
즉, Slit 타입에서는, 깊이에 대해서의 전자 밀도의 변화가 Hole 타입 보다 큰 것을 알 수 있다. 또, 플라즈마 형성 표면(100a)이 만곡한 구조의 경우, ΔSlit는 3.5 mm의 만곡으로 끝나는 것에 대해, ΔHole는 4.5 mm의 만곡이 필요하다. 즉, 본 발명의 할로우 캐소드 슬릿(110)을 갖는 샤워 플레이트(100)는, 샤워 플레이트(100)의 플라즈마 형성 표면(100a)의 만곡을 작게 할 수 있는 구조인 것을 알 수 있다.In other words, it can be seen that in the Slit type, the change in electron density with respect to depth is greater than in the Hole type. In addition, in the case of a structure in which the
즉, 본 발명의 할로우 캐소드 슬릿(110)을 갖는 샤워 플레이트(100)에서는, 홀 타입의 할로우 캐소드 효과를 유발하는 샤워 플레이트에 비하여, 플라즈마 형성 표면(100a)에 따른 플라즈마 형성 전극 간의 거리(100T)의 차이를 작게 하는 것이 가능해진다.That is, in the
동일하게, 평면의 플라즈마 형성 표면(100a)에 있어서 다른 깊이(110D)를 갖는 할로우 캐소드 슬릿(110)을 형성한 Flat 구조의 경우에서도, 홀 타입 보다 깊이의 차이, 즉, 가스 분출구(102)의 형성 위치 변화가 작은 것을 알 수 있다.Likewise, in the case of a flat structure in which hollow cathode slits 110 with
덧붙여 평면으로서 형성되어 할로우 캐소드 효과를 갖지 않는 플라즈마 형성 표면을 갖는 샤워 플레이트에서는, 홀 타입 보다, 한층 더 플라즈마 형성 표면에 따른 전자 밀도의 차이가 커진다. 이 전자 밀도의 차이를 해소할 수 없다.Additionally, in a shower plate having a plasma formation surface that is formed as a plane and does not have a hollow cathode effect, the difference in electron density depending on the plasma formation surface becomes even larger than in the hole type. This difference in electron density cannot be resolved.
<실험예 3><Experimental Example 3>
다음으로, 실험예 3으로서, 다른 조성을 갖는 막을 성막 했을 때의, 각각의 타입의 샤워 플레이트에서의 파라미터 의존성을 검증했다.Next, as Experimental Example 3, the parameter dependence of each type of shower plate when films with different compositions were deposited was verified.
여기에서는, 예로서, SiN(질화 실리콘)과 SiO(산화 실리콘)와의 성막 속도와 파라미터의 의존성에 대한 차이를 나타낸다.Here, as an example, the difference in film formation speed and dependence of parameters between SiN (silicon nitride) and SiO (silicon oxide) is shown.
여기서, SiN과 SiO와의 성막에서의 성막 조건을, 각각 도 28에 나타낸다.Here, the film formation conditions for SiN and SiO film formation are shown in Figure 28, respectively.
SiN과 SiO와의 성막에 있어서, 파라미터로서 전극 간 거리(100T)를 변화시켰을 때에, 성막 속도(Deposition rate)의 변화량을 도 29에 나타냈다. 도 29에 나타내는 변화량의 각각은, 규격화되고 있다.In the film formation of SiN and SiO, the amount of change in the film deposition rate (Deposition rate) when the distance between electrodes (100T) was changed as a parameter is shown in Figure 29. Each of the change amounts shown in Figure 29 is standardized.
동일하게, SiN과 SiO와의 성막에 있어서, 파라미터로서 RF power을 변화시켰을 때에, 성막 속도(Deposition rate)의 변화량을 도 30에 나타냈다. 도 30에 나타내는 변화량의 각각은, 규격화되고 있다.Similarly, in the film formation of SiN and SiO, the amount of change in the film deposition rate (Deposition rate) when the RF power was changed as a parameter is shown in FIG. 30. Each of the change amounts shown in Figure 30 is standardized.
여기서, RF power는, 전극 간에 인가하는 플라즈마 형성 전력이다. 성막 조건으로서 RF power는, 플라즈마 밀도, 전자 밀도의 변화에 대응한다.Here, RF power is the plasma formation power applied between electrodes. As a film formation condition, RF power corresponds to changes in plasma density and electron density.
도 29의 결과로부터, SiN의 성막 속도와 SiO의 성막 속도를 비교하면, 횡축인 전극 간 거리의 변화에 대한 종축의 성막 속도의 변화는, SiO의 기울기에 비하여 SiN의 기울기가 작다. 즉, SiN의 성막 속도는, 전극 간 거리에 대한 의존성이, SiO의 성막 속도에 비하여 작은 것을 알 수 있다. 반대로 말하면, SiO의 성막 속도는, 전극 간 거리에 대한 의존성이, SiN의 성막 속도에 비하여 크다.From the results in Figure 29, when comparing the film formation speed of SiN and the film formation speed of SiO, the change in the film formation speed on the vertical axis with respect to the change in the distance between electrodes on the horizontal axis is smaller than that of SiO. In other words, it can be seen that the dependence of the SiN film formation speed on the distance between electrodes is smaller than that of SiO. In other words, the dependence of the SiO film formation speed on the distance between electrodes is greater than that of SiN.
도 30의 결과로부터, SiN의 성막 속도와 SiO의 성막 속도를 비교하면, 횡축인 RF power의 변화에 대한 종축의 성막 속도의 변화는, SiN의 기울기에 비하여 SiO의 기울기가 작다. 즉, SiO의 성막 속도는, RF power에 대한 의존성이, SiN의 성막 속도에 비하여 작은 것을 알 수 있다. 반대로 말하면, SiN의 성막 속도는, RF power에 대한 의존성이, SiO의 성막 속도에 비하여 크다.From the results in Figure 30, when comparing the film formation speed of SiN and the film formation speed of SiO, the change in film formation speed on the vertical axis with respect to the change in RF power on the horizontal axis is smaller than that of SiN. In other words, it can be seen that the dependence of the SiO film formation speed on RF power is smaller than that of SiN. In other words, the SiN film formation speed is more dependent on RF power than the SiO film formation speed.
즉, SiN의 성막 속도는, SiO의 성막에 비하여 플라즈마 밀도, 전자 밀도에 의존하는 것을 알 수 있다.In other words, it can be seen that the SiN film formation speed depends on the plasma density and electron density compared to the SiO film formation.
여기서, 도 29의 결과와 도 30의 결과에 근거한 검토를 실시한다. 구체적으로, SiN과 SiO와의 성막에 있어서, 실험예 1, 2와 같게, Slit 타입의 샤워 플레이트(100)를 이용하는 것으로, 전자 밀도를 증대시켰을 때에서의 성막 속도로의 영향을 고려한다. 덧붙여 Slit 타입의 샤워 플레이트(100)는, 플라즈마 형성 표면(100a)을 만곡시킨 구조를 갖는다. 게다가, 이 Slit 타입의 샤워 플레이트(100)에 있어서는, 중심 보다 외주측의 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)가 깊게 되어 있다.Here, an examination is conducted based on the results in FIG. 29 and the results in FIG. 30. Specifically, in the film formation of SiN and SiO, as in Experimental Examples 1 and 2, the slit
여기서, 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)는, 도 10에 나타낸 심도 설정 영역 R01~R20에 있어서, 심도 설정 영역의 각각으로 설정했다. 심도 설정 영역 R01~R20에서의 할로우 캐소드 슬릿(110)의 깊이(110D)를 도 31에 나타낸다.Here, the
여기서, 심도 설정 영역 R01~R20가 영역 1~19로서 나타내고 있다. 덧붙여 심도 설정 영역 R19와 심도 설정 영역 R20은, 같은 깊이(110D)로 했기 때문에, 영역 19로서 나타내고 있다.Here, depth setting areas R01 to R20 are indicated as areas 1 to 19. Additionally, since the depth setting area R19 and the depth setting area R20 are set to the same depth (110D), they are indicated as area 19.
그러면, 플라즈마 형성 표면(100a)을 만곡시킨 샤워 플레이트의 경우, 중심에 가까운 내측의 전극 간 거리(100T) 보다, 주연에 가까운 외측의 전극 간 거리(100T)가 상대적으로 가깝게 된다.Then, in the case of a shower plate with a curved
동일하게, 도 29의 결과와 도 30의 결과에 근거하여, SiN과 SiO와의 성막에 있어서, 플라즈마 형성 표면을 만곡시킨 구조에서, 중심 보다 외주측의 홀의 깊이를 깊게 한, Hole 타입의 샤워 플레이트를 이용하는 것으로, 전자 밀도를 증대시켰을 때에서의 성막 속도로의 영향을 고려한다.Similarly, based on the results of FIG. 29 and FIG. 30, in the film formation of SiN and SiO, a hole-type shower plate with a structure in which the plasma formation surface is curved and the hole depth on the outer periphery is deeper than the center is used. By using it, the effect on the film formation speed when the electron density is increased is considered.
동일하게 비교 대상으로서, SiN과 SiO와의 성막에 있어서, Hole 및 Slit가 형성되어 있지 않은 Flat인 플라즈마 형성 표면을 갖는 Flat 타입의 샤워 플레이트를 이용했을 때에서의 성막 속도로의 영향을 고려한다.As an object of comparison, the effect on the film formation speed when forming a SiN and SiO film using a flat type shower plate with a flat plasma formation surface without holes or slits is considered.
이 경우, 성막 속도의 변화는, 도 32에 나타내듯이, SiN의 성막에서의 규격화된 성막 속도의 기판 면내 위치에서의 변화 ΔFlat-SiN는, 22.6%가 되었다. 동일하게 SiO의 성막에서의 규격화된 성막 속도의 기판 면내 위치에서의 변화 ΔFlat-SiO는, 3.3%가 되었다.In this case, as shown in FIG. 32, the change in film formation speed ΔFlat-SiN at the position in the substrate plane of the normalized film formation speed in SiN film formation was 22.6%. Similarly, the change in substrate in-plane position ΔFlat-SiO at the normalized film formation speed in SiO film formation was 3.3%.
여기서, 도 32, 후술하는 도 34 및 도 35의 횡축인 기판 위치(mm)로서는, 도 33에 나타내듯이, 사각형의 유리 기판에서의 대각선 상의 각 점으로의 값을 나타낸다.Here, the substrate position (mm), which is the horizontal axis of Figure 32 and Figures 34 and 35 described later, represents the value at each point on the diagonal of a square glass substrate, as shown in Figure 33.
Hole 타입의 샤워 플레이트를 이용했을 경우, 성막 속도의 변화는, 도 34에 나타내듯이, SiN의 성막에서의 규격화된 성막 속도의 기판 면내 위치에서의 변화 ΔHole-SiN는, 2.8%가 되었다. 즉, Hole 타입의 샤워 플레이트를 이용했을 경우, 기판 면내 위치에서의 SiN의 성막에서의 성막 속도의 변화를, Flat 타입의 샤워 플레이트를 이용했을 경우에 비하여, 큰폭으로 억제할 수 있었다. Hole 타입의 샤워 플레이트를 이용했을 경우, 기판 면내 위치에서의 SiN의 성막에서의 성막 속도의 변화를, Flat 타입의 샤워 플레이트를 이용했을 경우에 비하여, 한 자리수 삭감할 수 있었다.When a hole-type shower plate is used, the change in film formation speed is as shown in FIG. 34, and the change ΔHole-SiN at the position in the substrate plane at the standardized film formation speed in SiN film formation was 2.8%. In other words, when a hole-type shower plate was used, the change in film formation speed during SiN film formation at a position within the substrate surface was able to be greatly suppressed compared to when a flat-type shower plate was used. When a hole-type shower plate was used, the change in film formation speed during SiN film formation at a position within the substrate surface was reduced by one order of magnitude compared to when a flat-type shower plate was used.
또, Hole 타입의 샤워 플레이트를 이용했을 경우, 성막 속도의 변화는, 도 34에 나타내듯이, SiO의 성막에서의 규격화된 성막 속도의 기판 면내 위치에서의 변화 ΔHole-SiO는, 5.7%가 되었다. Hole 타입의 샤워 플레이트를 이용했을 경우, 기판 면내 위치에서의 SiO의 성막에서의 성막 속도의 변화는, Flat 타입의 샤워 플레이트를 이용했을 경우에 비하여 억제할 수 없었다.Additionally, when a hole-type shower plate is used, the change in film formation speed is as shown in FIG. 34, and the change ΔHole-SiO at the position in the substrate plane of the standardized film formation speed in SiO film formation was 5.7%. When a hole-type shower plate was used, the change in film formation speed during SiO film formation at the position within the substrate surface could not be suppressed compared to when a flat-type shower plate was used.
이것에 대하여, Slit 타입의 샤워 플레이트를 이용했을 경우, 성막 속도의 변화는, 도 35에 나타내듯이, SiN의 성막에서의 규격화된 성막 속도의 기판 면내 위치에서의 변화 ΔSlit-SiN는, 2.5%가 되었다. 즉, Slit 타입의 샤워 플레이트를 이용했을 경우, 기판 면내 위치에서의 SiN의 성막에서의 성막 속도의 변화를, Flat 타입의 샤워 플레이트를 이용했을 경우에 비하여, 큰폭으로 억제할 수 있었다. 동시에, Slit 타입의 샤워 플레이트를 이용했을 경우, 기판 면내 위치에서의 SiN의 성막에서의 성막 속도의 변화를, Hole 타입의 샤워 플레이트를 이용했을 경우에 비해도, 삭감할 수 있었다.In contrast, when a slit type shower plate is used, the change in film formation speed is as shown in Figure 35. The change in the substrate in-plane position ΔSlit-SiN at the standardized film formation speed for SiN film formation is 2.5%. It has been done. In other words, when a slit type shower plate was used, the change in film formation speed during SiN film formation at a position within the substrate surface could be greatly suppressed compared to when a flat type shower plate was used. At the same time, when a slit-type shower plate was used, the change in film formation speed during SiN film formation at a position within the substrate surface could be reduced compared to when a hole-type shower plate was used.
게다가, Slit 타입의 샤워 플레이트를 이용했을 경우, 성막 속도의 변화는, 도 35에 나타내듯이, SiO의 성막에서의 규격화된 성막 속도의 기판 면내 위치에서의 변화 ΔSlit-SiO는, 2.0%가 되었다. 즉, Slit 타입의 샤워 플레이트를 이용했을 경우, 기판 면내 위치에서의 SiO의 성막에서의 성막 속도의 변화를, Flat 타입의 샤워 플레이트를 이용했을 경우에 비하여, 억제할 수 있었다. Slit 타입의 샤워 플레이트를 이용했을 경우, 기판 면내 위치에서의 SiO의 성막에서의 성막 속도의 변화는, Hole 타입의 샤워 플레이트를 이용했을 경우에 비하여, 큰폭으로 삭감할 수 있었다.In addition, when using a slit type shower plate, the change in film formation speed is as shown in Figure 35, the change ΔSlit-SiO at the position in the substrate plane of the standardized film formation speed in SiO film formation was 2.0%. In other words, when a slit type shower plate was used, the change in film formation speed during SiO film formation at a position within the substrate surface could be suppressed compared to when a flat type shower plate was used. When a slit-type shower plate was used, the change in film formation speed during SiO film formation at a position within the substrate surface was significantly reduced compared to when a hole-type shower plate was used.
즉, Slit 타입의 샤워 플레이트를 이용했을 경우, SiN의 변화 ΔSlit-SiN에 더해, SiO의 변화 ΔSlit-SiO도 동시에 또한 동일한 정도로 3%이하로 억제하는 것이 가능하다는 것을 알았다.In other words, it was found that when a slit type shower plate was used, in addition to the change in SiN ΔSlit-SiN, the change in SiO ΔSlit-SiO could also be suppressed to 3% or less to the same degree.
이 결과에 대하여 고찰한다.Let's consider this result.
플라즈마 형성 표면(100a)을 만곡시킨 것으로, 중심에 가까운 내측의 전극 간 거리(100T) 보다, 주연에 가까운 외측의 전극 간 거리(100T)가 상대적으로 가깝게 되었다. 이 때문에, Hole 타입에서는 SiO의 막두께 분포가 악화되어 버리는 것에 대하여, Slit 타입에서는, Hole 타입에 비하여 플라즈마 형성 표면의 만곡을 작게 하는 것이 가능하다. 따라서, Slit 타입에서는, SiO의 막두께 분포가 양호하다라고 생각할 수 있다.By curving the
덧붙여 가스 분출구(102)의 두께 방향에서의 위치를 변화시킨 타입의 구조에서는, 플라즈마 형성 표면의 만곡이 없기 때문에, 상기의 만곡 구조에 의한 SiO의 영향은 거의 없다.In addition, in the type of structure in which the position of the
또, 도 32, 도 34, 도 35에 나타낸 그래프에서의 각각의 수치를, 데이터로서 도 36에 다시 게시한다.In addition, each numerical value in the graphs shown in Fig. 32, Fig. 34, and Fig. 35 is again posted as data in Fig. 36.
<실험예 4><Experimental Example 4>
다음으로, 실험예 4로서, 이상 방전의 억제를 확인했다.Next, as Experimental Example 4, suppression of abnormal discharge was confirmed.
실험예 4에 있어서는, 다음의 2개의 샤워 플레이트에서의 이상 방전의 발생의 비교를 실시했다.In Experimental Example 4, the occurrence of abnormal discharge in the following two shower plates was compared.
- 도 8~도 10에 나타내듯이, 직선 형상의 할로우 캐소드 슬릿(110) 만이 형성된 샤워 플레이트(100)- As shown in FIGS. 8 to 10, a
- 도 15에 나타낸 것처럼, 지름 치수가 다른 육각형의 할로우 캐소드 슬릿이 동심상에 형성되고, 또, 그 할로우 캐소드 슬릿이 절곡되는 슬릿 내에 부위 DD(각부)가 형성된 샤워 플레이트- As shown in Fig. 15, a shower plate in which hexagonal hollow cathode slits of different diameter dimensions are formed concentrically, and a region DD (corner portion) is formed within the slit where the hollow cathode slits are bent.
공급 전력 등의 조건은, 이하와 같다.Conditions such as supply power are as follows.
- 복수의 가스 분출구(102)의 배치 간격(피치) ; 한 변 7 mm의 정삼각형- Arrangement spacing (pitch) of a plurality of gas outlets (102); An equilateral triangle with a side of 7 mm
- 주파수 ; 13.56 MHz- frequency ; 13.56 MHz
- 공급 전력 ; 9 kW- supply power; 9kW
- 공급 전력 ; 13 kW- supply power; 13kW
직선 형상의 할로우 캐소드 슬릿(110)에서는, 어느 공급 전력이여도 이상 방전이 발생하지 않았다. 이것에 대하여, 부위 DD가 형성된 샤워 플레이트에서는, 일부의 조건에서는, 이상 방전이 관찰되었다.In the straight hollow cathode slit 110, no abnormal discharge occurred regardless of the power supplied. In contrast, abnormal discharge was observed in the shower plate where site DD was formed under some conditions.
이 결과로부터, 본 발명의 직선 형상의 할로우 캐소드 슬릿(110) 만이 형성된 샤워 플레이트(100)에서는, 이상 방전의 발생을 거의 억제하는 것이 가능한 것을 알았다.From these results, it was found that in the
게다가, 공급하는 처리 가스의 종류를 바꾸고, 이상 방전의 발생을 검증했다.Additionally, the type of processing gas supplied was changed and the occurrence of abnormal discharge was verified.
그 조건을 이하에 나타낸다. 덧붙여 전력 조건은, 상기와 같다.The conditions are shown below. Additionally, the power conditions are the same as above.
- Ar 만-Ar only
- SiH4, N2O, Ar- SiH 4 , N 2 O, Ar
- SiH4, NH3, N2 - SiH 4 , NH 3 , N 2
이러한 결과로부터, 가스종류에 의해서, 본 발명의 직선 형상의 할로우 캐소드 슬릿(110) 만이 형성된 샤워 플레이트(100)에서는, 이상 방전의 발생을 거의 억제하는 것이 가능한 것을 알았다.From these results, it was found that, depending on the type of gas, it was possible to substantially suppress the occurrence of abnormal discharge in the
1…플라즈마 처리 장치
2a…플라즈마 형성 공간
2c…가스 공급 공간
100…샤워 플레이트
100a…플라즈마 형성 표면
100b…가스 공급 표면
101…가스 유로
102…가스 분출구
102a…오리피스
110…할로우 캐소드 슬릿
110D…깊이
R01~R20…심도 설정 영역One… plasma processing device
2a… plasma formation space
2c… gas supply space
100… shower plate
100a… plasma formation surface
100b… gas supply surface
101… gas euro
102… gas vent
102a… orifice
110… hollow cathode slit
110D… depth
R01~R20… Depth setting area
Claims (12)
상기 어노드 전극에 대향하고, 상기 플라즈마 형성 공간에 접하는 플라즈마 형성 표면과,
상기 플라즈마 형성 표면과는 반대 측에 있고, 상기 가스 공급 공간에 접하는 가스 공급 표면과,
상기 샤워 플레이트의 두께 방향에 있어서, 상기 가스 공급 표면으로부터 상기 플라즈마 형성 표면으로 연통하는 복수의 가스 유로와,
상기 플라즈마 형성 표면에 형성된 복수의 할로우 캐소드 슬릿과,
상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 내부에 배치되고, 상기 플라즈마 형성 표면의 전역으로 상기 처리 가스를 균등하게 공급하는 복수의 가스 분출구
를 갖고,
상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿은, 상기 플라즈마 형성 표면을 덮도록, 또, 서로 교차하지 않도록 배치되어 있고,
상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 내부에는, 상기 복수의 가스 유로가 개구하고 있고,
상기 복수의 가스 분출구는, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 길이 방향에 따라서 일렬로 형성되고 있고,
상기 복수의 가스 분출구는, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 길이 방향으로, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각에 상기 처리 가스를 균등하게 공급하는 것이 가능하고,
상기 플라즈마 형성 표면은, 중심 영역과 가장자리 영역과, 상기 중심 영역으로부터 상기 가장자리 영역으로 향하는 방향에 따라서 서로 분할된 복수의 심도 설정 영역을 갖고,
상기 복수의 심도 설정 영역의 각각에 있어서, 상기 두께 방향에서의 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 깊이가 커지도록 설정되어 있고,
상기 복수의 심도 설정 영역 중 서로 이웃이 되는 2개의 심도 설정 영역의 경계와, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각이, 서로 교차하지 않는,
샤워 플레이트.A shower plate that uniformly supplies processing gas from the gas supply space to the plasma formation space within the chamber of a plasma processing device and serves as a cathode electrode disposed opposite to the anode electrode,
a plasma formation surface facing the anode electrode and in contact with the plasma formation space;
a gas supply surface on a side opposite to the plasma formation surface and in contact with the gas supply space;
a plurality of gas flow paths communicating from the gas supply surface to the plasma formation surface in the thickness direction of the shower plate;
a plurality of hollow cathode slits formed on the plasma formation surface;
A plurality of gas jets disposed inside each of the plurality of hollow cathode slits and supplying the processing gas evenly throughout the plasma formation surface.
With
The plurality of hollow cathode slits are arranged to cover the plasma formation surface and do not intersect each other,
Inside each of the plurality of hollow cathode slits, the plurality of gas flow paths are opened,
The plurality of gas ejection ports are formed in a row along each longitudinal direction of the plurality of hollow cathode slits,
The plurality of gas jets are capable of equally supplying the processing gas to each of the plurality of hollow cathode slits in each longitudinal direction of the plurality of hollow cathode slits,
The plasma formation surface has a center region, an edge region, and a plurality of depth setting regions divided into each other along a direction from the center region to the edge region,
In each of the plurality of depth setting regions, each depth of the plurality of hollow cathode slits in the thickness direction is set to be large,
Boundaries of two adjacent depth setting areas among the plurality of depth setting areas and each of the plurality of hollow cathode slits do not intersect each other.
shower plate.
평면시에 있어서, 상기 복수의 가스 분출구 중 서로 이웃이 되는 2개의 가스 분출구의 거리는, 균일하게 설정되어 있는,
샤워 플레이트.According to paragraph 1,
In plan view, the distance between two gas jets that are adjacent to each other among the plurality of gas jets is set uniformly.
shower plate.
평면시에 있어서, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각은, 직선 형상으로 늘어나도록 형성되고 있는,
샤워 플레이트.According to claim 1 or 2,
In plan view, each of the plurality of hollow cathode slits is formed to extend in a straight line,
shower plate.
상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿 중 서로 이웃이 되는 2개의 할로우 캐소드 슬릿의 장변은, 서로 평행인,
샤워 플레이트.According to claim 1 or 2,
Among the plurality of hollow cathode slits, the long sides of two adjacent hollow cathode slits are parallel to each other,
shower plate.
상기 서로 이웃이 되는 2개의 심도 설정 영역의 상기 경계는, 상기 할로우 캐소드 슬릿의 장변에 따라서 배치되어 있는,
샤워 플레이트.According to claim 1 or 2,
The boundaries of the two adjacent depth setting regions are arranged along the long side of the hollow cathode slit.
shower plate.
상기 두께 방향에서의 상기 복수의 가스 분출구의 위치가 동일해지도록, 또, 상기 플라즈마 형성 표면이 만곡하여 형성되도록, 상기 복수의 심도 설정 영역의 각각에서의 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 깊이가 설정되어 있는,
샤워 플레이트.According to claim 1 or 2,
The respective depths of the plurality of hollow cathode slits in each of the plurality of depth setting regions are set such that the positions of the plurality of gas jets in the thickness direction are the same and the plasma formation surface is formed curved. set,
shower plate.
상기 두께 방향에서의 상기 복수의 가스 분출구의 위치가 변화하도록, 또, 상기 플라즈마 형성 표면이 평면을 가지도록, 상기 복수의 심도 설정 영역의 각각에서의 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각의 깊이가 설정되어 있는,
샤워 플레이트.According to claim 1 or 2,
The respective depths of the plurality of hollow cathode slits in each of the plurality of depth setting regions are set so that the positions of the plurality of gas jets in the thickness direction change and the plasma formation surface has a flat surface. It is done,
shower plate.
상기 복수의 심도 설정 영역의 각각은, 복수의 원주방향 영역을 갖고,
상기 복수의 원주방향 영역의 각각은, 원주방향에 있어서 분할되고 있고,
상기 복수의 원주방향 영역의 각각에 있어서는, 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 전부가 평행하게 동일 방향을 향해서 배치되어 있고,
상기 중심 영역에서의 상기 복수의 할로우 캐소드 슬릿의 각각은, 상기 중심 영역에 인접하는 상기 심도 설정 영역 중 하나의 원주방향 영역에서의 상기 할로우 캐소드 슬릿과 평행하게 동일 방향을 향해서 배치되어 있는,
샤워 플레이트.According to claim 1 or 2,
Each of the plurality of depth setting areas has a plurality of circumferential areas,
Each of the plurality of circumferential regions is divided in the circumferential direction,
In each of the plurality of circumferential regions, all of the plurality of hollow cathode slits are arranged in parallel and facing the same direction,
Each of the plurality of hollow cathode slits in the central region is arranged parallel to and facing the same direction as the hollow cathode slit in a circumferential region of one of the depth setting regions adjacent to the central region.
shower plate.
상기 복수의 심도 설정 영역의 각각에 있어서, 서로 이웃이 되는 2개의 원주방향 영역의 경계에서는, 일방의 원주방향 영역의 상기 할로우 캐소드 슬릿의 단부와, 타방의 원주방향 영역의 상기 할로우 캐소드 슬릿의 단부가, 서로 다르게 배치되어 있는,
샤워 플레이트.According to clause 8,
In each of the plurality of depth setting regions, at a boundary between two adjacent circumferential regions, an end of the hollow cathode slit in one circumferential region and an end of the hollow cathode slit in the other circumferential region are arranged differently,
shower plate.
상기 복수의 가스 유로는, 상기 가스 분출구로부터 상기 가스 공급 표면을 향해서 늘어나도록 형성되고, 또, 상기 복수의 가스 유로에 일대일로 대응하는 복수의 오리피스을 갖고,
상기 복수의 가스 유로의 전부에 있어서, 상기 두께 방향에서의 상기 복수의 오리피스의 길이는, 서로 동일한,
샤워 플레이트.According to claim 1 or 2,
The plurality of gas passages are formed to extend from the gas outlet toward the gas supply surface, and have a plurality of orifices corresponding one to one to the plurality of gas passages,
In all of the plurality of gas flow paths, the lengths of the plurality of orifices in the thickness direction are the same,
shower plate.
평면시에 있어서, 상기 복수의 가스 분출구 중 서로 이웃이 되는 2개의 가스 분출구의 거리는, 상기 플라즈마 형성 공간을 사이에 두는 것과 동시에 플라즈마를 형성하는
샤워 플레이트.According to claim 1 or 2,
In plan view, the distance between two gas jets that are adjacent to each other among the plurality of gas jets is such that the plasma formation space is sandwiched between them and the plasma is formed at the same time.
shower plate.
측벽 및 저부를 갖는 챔버와,
상기 챔버와 상기 전극 플랜지와의 사이에 배치된 절연 플랜지와,
상기 챔버와 상기 전극 플랜지와 상기 절연 플랜지에 의해서 둘러싸인 플라즈마 형성 공간을 갖는 처리실과,
상기 처리실 내에 수용되고, 처리면을 갖는 기판이 재치되고, 어노드 전극이 되는 지지부와,
제1항 또는 제2항의 샤워 플레이트
를 갖고,
상기 샤워 플레이트는,
상기 전극 플랜지로부터 이간하도록 대향하여 상기 가스 공급 공간을 형성하고,
상기 지지부로부터 이간하도록 대향하여 상기 플라즈마 형성 공간을 형성하는,
플라즈마 처리 장치.An electrode flange connected to a high-frequency power source,
a chamber having side walls and a bottom;
an insulating flange disposed between the chamber and the electrode flange;
a processing chamber having a plasma formation space surrounded by the chamber, the electrode flange, and the insulating flange;
a support portion accommodated in the processing chamber, on which a substrate having a processing surface is placed, and serving as an anode electrode;
Shower plate of claim 1 or 2
With
The shower plate is,
forming the gas supply space facing away from the electrode flange,
Forming the plasma formation space by facing away from the support,
Plasma processing device.
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100262837B1 (en) | 1995-06-06 | 2000-09-01 | 스피겔 알렌 제이 | Endovascular measuring apparatus, loading and deployment means |
JP2002025984A (en) | 2000-07-05 | 2002-01-25 | Kyocera Corp | Shower plate |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100615015B1 (en) | 2002-10-16 | 2006-08-25 | 샤프 가부시키가이샤 | Electronic device, production method thereof, and plasma process apparatus |
US8083853B2 (en) | 2004-05-12 | 2011-12-27 | Applied Materials, Inc. | Plasma uniformity control by gas diffuser hole design |
US8328939B2 (en) | 2004-05-12 | 2012-12-11 | Applied Materials, Inc. | Diffuser plate with slit valve compensation |
JP5013272B2 (en) | 2008-04-08 | 2012-08-29 | 株式会社島津製作所 | Cathode electrode for plasma CVD and plasma CVD apparatus |
TWI733712B (en) | 2015-12-18 | 2021-07-21 | 美商應用材料股份有限公司 | A diffuser for a deposition chamber and an electrode for a deposition chamber |
US20180090300A1 (en) | 2016-09-27 | 2018-03-29 | Applied Materials, Inc. | Diffuser With Corner HCG |
-
2022
- 2022-04-08 JP JP2022064498A patent/JP7417652B2/en active Active
-
2023
- 2023-04-06 TW TW112112809A patent/TW202344709A/en unknown
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- 2023-04-06 CN CN202310357382.2A patent/CN116892017A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100262837B1 (en) | 1995-06-06 | 2000-09-01 | 스피겔 알렌 제이 | Endovascular measuring apparatus, loading and deployment means |
JP2002025984A (en) | 2000-07-05 | 2002-01-25 | Kyocera Corp | Shower plate |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7417652B2 (en) | 2024-01-18 |
CN116892017A (en) | 2023-10-17 |
TW202344709A (en) | 2023-11-16 |
JP2023154874A (en) | 2023-10-20 |
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