KR20240035708A - 플라스마 처리 장치 - Google Patents

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KR20240035708A
KR20240035708A KR1020230113583A KR20230113583A KR20240035708A KR 20240035708 A KR20240035708 A KR 20240035708A KR 1020230113583 A KR1020230113583 A KR 1020230113583A KR 20230113583 A KR20230113583 A KR 20230113583A KR 20240035708 A KR20240035708 A KR 20240035708A
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plasma processing
electrode
space
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KR1020230113583A
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마사키 히라야마
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 플라스마 처리 장치의 공진기에 결합되는 고주파 전원의 주파수의 변경 가능 범위가 작아도 임피던스 정합을 가능하게 하는 기술을 제공한다. 개시되는 플라스마 처리 장치는, 챔버, 기판 지지부, 제1 전극, 제2 전극, 도입부 및 공진기를 구비한다. 기판 지지부는, 챔버의 처리 공간 내에 마련되어 있다. 제1 전극은, 처리 공간의 상방에 마련되어 있다. 제2 전극은, 처리 공간의 상방이면서 또한 제1 전극의 하방에 마련되어 있다. 제2 전극은, 제1 전극과 제2 전극의 사이에 플라스마 생성 공간을 제공하고, 플라스마 생성 공간에서 생성된 활성종을 처리 공간 내에 유도하는 복수의 관통 구멍을 제공한다. 도입부는, 플라스마 생성 공간에 전자파를 도입하도록 구성되어 있다. 공진기는, 도입부에 전자파를 전파시키기 위한 도파로를 포함한다. 도파로의 길이는, 해당 도파로에서의 전자파의 파장의 1/2보다도 길다.

Description

플라스마 처리 장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 개시의 예시적 실시 형태는, 플라스마 처리 장치에 관한 것이다.
플라스마 처리 장치가, 기판에 대한 플라스마 처리에서 사용되고 있다. 1종의 플라스마 처리 장치는, 처리 용기, 스테이지, 상부 전극, 도입부 및 도파부를 구비한다. 스테이지는, 처리 용기 내에 마련되어 있다. 상부 전극은, 스테이지의 상방에 처리 용기 내의 공간을 개재해서 마련되어 있다. 도입부는, 고주파의 도입부이며, 처리 용기 내의 공간의 가로 방향 단부에 마련되어 있고, 처리 용기의 중심 축선의 주위에서 둘레 방향으로 연장되어 있다. 도파부는, 도입부에 고주파를 공급하도록 구성되어 있다. 도파부는, 도파로를 제공하는 공진기를 포함한다. 공진기의 도파로는, 중심 축선의 주위에서 둘레 방향으로 연장되고, 중심 축선이 연장되는 방향으로 연장되어, 도입부에 접속되어 있다.
일본 특허 공개 제2020-92031호 공보
본 개시는, 플라스마 처리 장치의 공진기에 결합되는 고주파 전원의 주파수의 변경 가능 범위가 작아도 임피던스 정합을 가능하게 하는 기술을 제공한다.
하나의 예시적 실시 형태에 있어서, 플라스마 처리 장치가 적용된다. 플라스마 처리 장치는, 챔버, 기판 지지부, 제1 전극, 제2 전극, 도입부 및 공진기를 구비한다. 기판 지지부는, 챔버의 처리 공간 내에 마련되어 있다. 제1 전극은, 처리 공간의 상방에 마련되어 있다. 제2 전극은, 처리 공간의 상방이면서 또한 제1 전극의 하방에 마련되어 있다. 제2 전극은, 제1 전극과 제2 전극의 사이에 플라스마 생성 공간을 제공하고, 플라스마 생성 공간에서 생성된 활성종을 처리 공간 내에 유도하는 복수의 관통 구멍을 제공한다. 도입부는, 유전체로 형성되어 있고, 플라스마 생성 공간에 전자파를 도입하도록 구성되어 있다. 공진기는, 도입부에 전자파를 전파시키기 위한 도파로를 포함한다. 도파로의 길이는, 해당 도파로에서의 전자파의 파장의 1/2보다도 길다.
하나의 예시적 실시 형태에 따르면, 플라스마 처리 장치의 공진기에 결합되는 고주파 전원의 주파수의 변경 가능 범위가 작아도 임피던스 정합을 행하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 하나의 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 하나의 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치의 공진기 및 커넥터를 도시하는 부분 확대 단면도이다.
도 3은 하나의 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치의 공진기 및 커넥터를 도시하는 부분 확대 평면도이다.
도 4는 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치를 도시하는 도면이다.
도 5는 또 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치를 도시하는 도면이다.
도 6은 또 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치를 도시하는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 다양한 예시적 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일하거나 또는 상당하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하는 것으로 한다.
도 1은, 하나의 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치를 도시하는 도면이다. 도 1에 도시하는 플라스마 처리 장치(1)는, 챔버(10), 기판 지지부(12), 제1 전극(14), 제2 전극(16), 도입부(18) 및 공진기(20)를 구비하고 있다.
챔버(10)는, 그 안에 처리 공간(10s)을 제공하고 있다. 플라스마 처리 장치(1)에서는, 기판(W)은, 처리 공간(10s) 내에서 처리된다. 챔버(10)는, 알루미늄과 같은 금속으로 형성되어 있고, 접지되어 있다. 챔버(10)는, 측벽(10a)을 갖고 있고, 그 상단에서 개구되어 있다. 챔버(10) 및 측벽(10a)은, 대략 원통 형상을 가질 수 있다. 처리 공간(10s)은, 측벽(10a)의 내측에 제공되어 있다. 챔버(10), 측벽(10a) 및 처리 공간(10s) 각각의 중심 축선은, 축선(AX)이다. 챔버(10)는, 그 표면에 내부식성을 갖는 막을 갖고 있어도 된다. 내부식성을 갖는 막은, 산화이트륨막, 산화불화이트륨막, 불화이트륨막, 산화이트륨, 또는 불화이트륨 등을 포함하는 세라믹막일 수 있다.
챔버(10)의 저부는, 배기구(10e)를 제공하고 있다. 배기구(10e)에는, 배기 장치가 접속된다. 배기 장치는, 드라이 펌프 및/또는 터보 분자 펌프와 같은 진공 펌프와 자동 압력 제어 밸브를 포함할 수 있다.
기판 지지부(12)는, 처리 공간(10s) 내에 마련되어 있다. 기판 지지부(12)는, 그 상면 상에 적재된 기판(W)을 대략 수평하게 지지하도록 구성되어 있다. 기판 지지부(12)는, 대략 원반 형상을 갖고 있다. 기판 지지부(12)의 중심 축선은, 축선(AX)이다.
제1 전극(14)은, 처리 공간(10s)의 상방에 마련되어 있다. 제1 전극(14)은, 알루미늄과 같은 도체로 형성되어 있고, 대략 원반 형상을 갖고 있다. 제1 전극(14)의 중심 축선은, 축선(AX)이다. 제1 전극(14)은, 후술하는 플라스마 생성 공간(15)에 가스를 도입하기 위한 복수의 가스 구멍(14h)을 제공하고 있어도 된다. 복수의 가스 구멍(14h)은, 제1 전극(14)의 두께 방향(연직 방향)으로 연장되어 있고, 제1 전극(14)을 관통하고 있다.
제2 전극(16)은, 처리 공간(10s)의 상방이면서 또한 제1 전극(14)의 하방에 마련되어 있다. 제2 전극(16)은, 제1 전극(14)과 대략 평행하게 연장되어 있어도 된다. 제2 전극(16)은, 알루미늄과 같은 도체로 형성되어 있고, 대략 원반 형상을 갖고 있다. 제2 전극(16)의 중심 축선은, 축선(AX)이다. 제2 전극(16)은, 챔버(10)의 상단 개구를 닫고 있다. 즉, 제2 전극(16)은, 처리 공간(10s)을 상방으로부터 구획 형성하고 있다.
제2 전극(16)은, 제1 전극(14)과 제2 전극(16)의 사이에 플라스마 생성 공간(15)을 제공하고 있다. 플라스마 생성 공간(15)에서는, 전자파에 의해 가스로부터 플라스마가 생성된다. 제2 전극(16)은, 플라스마 생성 공간(15) 내의 플라스마로부터 활성종을 처리 공간(10s)에 유도하기 위해서, 복수의 관통 구멍(16h)을 제공하고 있다. 복수의 관통 구멍(16h)은, 제2 전극(16)의 두께 방향(연직 방향)으로 연장되어 있고, 제2 전극(16)을 관통하고 있다. 복수의 관통 구멍(16h)의 단면적은, 활성종이 복수의 관통 구멍(16h)을 통과할 때 실활하는 것을 억제하도록 설정되어 있어, 비교적 크다.
도입부(18)는, 플라스마 생성 공간(15)에서의 플라스마의 생성을 위해서, 플라스마 생성 공간(15)에 전자파를 도입하도록 구성되어 있다. 도입부(18)는, 석영, 질화알루미늄, 또는 산화알루미늄과 같은 유전체로 형성되어 있다. 도입부(18)는, 플라스마 생성 공간(15)을 둘러싸도록 축선(AX)의 주위에서 둘레 방향으로 연장되어 있어도 된다. 도입부(18)는, 링 형상을 갖고 있어도 된다. 도입부(18)는, 제1 전극(14)의 주연부와 제2 전극(16)의 주연부의 사이에서 끼움 지지되어 있어도 된다. 도입부(18)로부터 플라스마 생성 공간(15)에 도입되는 전자파는, VHF파 또는 UHF파와 같은 고주파이어도 된다. 전자파는, 후술하는 고주파 전원에 의해 발생된다. 전자파는, 공진기(20)를 통해서 도입부(18)에 전파하여, 도입부(18)로부터 플라스마 생성 공간(15) 내에 도입된다. 공진기(20)의 상세에 대해서는 후술한다.
일 실시 형태에 있어서, 플라스마 처리 장치(1)는, 덮개(24)을 더 구비하고 있어도 된다. 덮개(24)는, 제1 전극(14) 상에 마련되어 있다. 덮개(24)는, 알루미늄과 같은 도체로 형성되어 있고, 대략 원반 형상을 갖고 있다. 덮개(24)의 중심 축선은, 축선(AX)이다.
덮개(24)는, 제1 전극(14)과 덮개(24)의 사이에, 가스 확산 공간(24d)을 제공하고 있다. 가스 확산 공간(24d)에는, 가스 공급부(36)가 접속되어 있다. 가스 공급부(36)로부터 출력되는 가스는, 가스 확산 공간(24d) 및 복수의 가스 구멍(14h)을 통해서 플라스마 생성 공간(15)에 공급된다.
플라스마 처리 장치(1)는, 고주파 전원(30)을 더 구비하고 있어도 된다. 고주파 전원(30)은, 공진기(20)의 도파로에 전기적으로 결합되어 있어, 그 주파수가 가변인 고주파 전력을 발생시키도록 구성되어 있다. 챔버(10) 내에 도입되는 전자파는, 고주파 전원(30)에 의해 발생되는 고주파 전력에 기초하여 발생한다. 고주파 전원(30)은, 동축선로(34)를 사용해서 공진기(20)의 도파로에 직결되어 있어도 된다. 즉, 고주파 전원(30)은, 정합기를 통하지 않고, 공진기(20)의 도파로에 결합되어 있어도 된다.
공진기(20)는, 챔버(10)의 상방에 마련될 수 있다. 공진기(20)는, 도입부(18)에 전자파를 전파하기 위한 도파로(20w)를 포함한다. 도파로(20w)는, 알루미늄과 같은 도체로 형성된 벽에 의해 둘러싸인 공동을 제공하고 있어도 된다. 도파로(20w)는, 제1 단(20a) 및 제2 단(20b)을 포함한다. 제2 단(20b)은, 후술하는 도파로(20w)의 제2 부분(202)의 단부이며, 도입부(18)에 결합되어 있다. 제1 단(20a)은, 제2 단(20b)과는 반대측의 도파로(20w)의 단부이다. 공진기(20)의 도파로(20w)의 길이(전기 길이), 즉, 도파로(20w) 내에서 전자파가 전파하는 경로의 제1 단(20a)과 제2 단(20b)의 사이에서의 길이는, 도파로(20w)에서의 당해 전자파의 파장의 1/2보다도 길다. 공진기(20)의 도파로(20w)의 길이는, 도파로(20w)에서의 전자파의 파장의 3/4 이하이어도 된다.
일 실시 형태에 있어서, 도파로(20w)는, 제1 부분(201), 제2 부분(202) 및 제3 부분(203)을 포함하고 있어도 된다. 도 1에서, 제1 부분(201)과 제3 부분(203)의 경계와 제2 부분(202)과 제3 부분(203)의 경계는, 점선으로 나타내져 있다.
제1 부분(201)은, 전자파를 도파로(20w)에 도입하기 위해서 후술하는 커넥터(40)와 결합된다. 커넥터(40)는, 동축선로(34)의 일부이다. 제1 부분(201)은, 제1 단(20a)을 포함한다. 제1 부분(201)은 원통 형상을 갖고 있어도 되고, 그 중심 축선은 축선(AX)이어도 된다. 즉, 제1 부분(201)은, 제1 단(20a)으로부터 축선(AX)에 접근하도록 수평 방향으로 연장되어 있어도 된다.
제2 부분(202)은, 상술한 제2 단(20b)을 포함하고, 도입부(18)에 결합되어 있다. 제2 부분(202)은, 제2 단(20b)까지 하방으로 연장되어 있다. 제2 부분(202)은, 원통 형상을 갖고 있어도 되고, 그 중심 축선은 축선(AX)이어도 된다.
제3 부분(203)은, 제1 부분(201)과 제2 부분(202)의 사이의 도파로이다. 제3 부분(203)은, 제1 부분(201)과 제2 부분(202)의 사이에서 사행하고 있다. 제3 부분(203)은, 복수회 사행하고 있어도 된다. 도 1에 도시하는 실시 형태에서는, 제3 부분(203)은, 제2 부분(202)에 대하여 직경 방향 내측에서 상하로 사행하고 있다. 즉, 제3 부분(203)에서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 원통 형상을 갖고 동축상으로 마련된 복수의 도파로가, 직렬적으로 접속하고 있다.
도파로(20w) 내를 전파하는 전자파는, 단락된 제1 단(20a)에서 반사되어, 도파로(20w) 내, 및 플라스마 생성 공간(15) 내에 정재파를 형성한다. 제1 단(20a) 및 플라스마 생성 공간(15)의 중심간의 도파로(20w)를 따른 전자파의 위상차가 (1+2n)π/2일 때, 도파로 및 플라스마 생성 공간에서 공진 상태가 형성된다. 여기에서 n은 0 또는 양의 정수이다. 이때, 플라스마 생성 공간(15)에는 둘레 방향으로 균일한 전계가 인가되어, 둘레 방향으로 균일한 플라스마가 여기된다. 또한, 커넥터(40)의 직경 방향 위치는, 공진 상태가 형성되어 있을 때 공진기(20)로부터의 반사가 0이 되도록 조정된다. n=1일 경우에는, 상술한 바와 같이, 플라스마 처리 장치(1)의 공진기(20)의 도파로(20w)의 길이(즉, 제1 단(20a)과 제2 단(20b)을 도파로(20w)를 따라 연결한 거리)는, 도파로(20w)에서의 전자파의 파장의 1/2보다도 길고, 또한, 3/4 이하이다. 따라서, 플라스마 처리 장치(1)에 의하면, n=0일 경우(즉, 도파로(20w)의 길이가 도파로(20w)에서의 전자파의 파장의 1/2 이하일 경우)보다도 고주파 전원(30)에 의해 발생되는 고주파 전력의 주파수의 변화에 의해, 공진기(20)의 임피던스를 크게 변화시키는 것이 가능하다. 따라서, 공진기(20)에 결합되는 고주파 전원(30)의 주파수의 변경 가능 범위가 작아도 임피던스 정합을 행하는 것이 가능하게 된다. 그러므로, 고주파 전원(30)의 주파수의 변경 가능 범위가 작아도, 플라스마 생성 공간(15)에서 플라스마가 생성되어 있는 상태와 플라스마가 생성되어 있지 않은 상태의 양쪽에 있어서, 고주파 전력의 주파수의 조정에 의해 임피던스 정합을 행하는 것이 가능하게 된다.
이하, 도 1과 함께, 도 2 및 도 3을 참조한다. 도 2는, 하나의 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치의 공진기 및 커넥터를 도시하는 부분 확대 단면도이다. 도 3은, 하나의 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치의 공진기 및 커넥터를 도시하는 부분 확대 평면도이다. 도 3에서는, 한 쌍의 누름부재 중 한쪽이 부분적으로 파단된 상태가 도시되어 있다.
플라스마 처리 장치(1)는, 커넥터(40)를 더 구비할 수 있다. 커넥터(40)는, 상술한 바와 같이 제1 부분(201)에서 도파로(20w)와 결합되어 있다. 커넥터(40)는, 축선(AX)에 대하여 직경 방향을 따라 이동 가능하게 구성되어 있어도 된다.
일 실시 형태에 있어서, 커넥터(40)는, 동축 커넥터이어도 된다. 이 경우에 있어서, 커넥터(40)는, 중심 도체(41), 외측 도체(42), 스페이서(43), 결합 로드(44) 및 1개 이상의 콘택트 부재(45)를 포함하고 있어도 된다.
중심 도체(41)는, 막대 형상을 이루고 있다. 외측 도체(42)는, 원통 형상을 갖고 있다. 중심 도체(41)는, 외측 도체(42)와 동축상으로 마련되어 있다. 스페이서(43)는, 폴리테트라플루오로에틸렌과 같은 절연체 재료로 형성되어 있다. 스페이서(43)는, 중심 도체(41)와 외측 도체(42)의 사이에 개재하고 있다.
제1 부분(201)의 상측 도체벽(201a)에는, 제1 부분(201)의 공동에 접속하는 관통 구멍(201h)이 형성되어 있다. 관통 구멍(201h)은, 축선(AX)에 대하여 직경 방향으로 길게 연장되어 있다. 상측 도체벽(201a)은, 관통 구멍(201h)의 양측에 지지면(201s)을 제공하고 있다. 지지면(201s)은, 상방을 향하고 있다.
결합 로드(44)는, 중심 도체(41)의 하단에 결합하고 있다. 결합 로드(44)는, 관통 구멍(201h)을 통해서 하방으로 연장되어 있다. 1개 이상의 콘택트 부재(45)는, 결합 로드(44)의 하단에 마련되어 있다. 1개 이상의 콘택트 부재(45)는, 제1 부분(201)의 하측 도체벽(201b)에 탄성적으로 접촉할 수 있다. 일 실시 형태에 있어서, 커넥터(40)는, 1개 이상의 콘택트 부재(45)가 결합 로드(44)로부터 탈락하는 것을 방지하기 위해서, 마그네트(46)를 결합 로드(44) 내에 내장하고 있어도 된다.
일 실시 형태에 있어서, 커넥터(40)는, 1개 이상의 콘택트 부재(45)로서, 복수의 콘택트 프로브를 포함하고 있어도 된다. 복수의 콘택트 프로브 각각은, 배럴, 당해 배럴의 내측 구멍 내에 배치된 스프링, 당해 배럴의 내측 구멍으로부터 하방으로 연장되어 당해 스프링에 의해 하방으로 가압되는 플런저를 포함한다. 복수의 콘택트 프로브는, 결합 로드(44)의 중심 축선의 주위에서 둘레 방향을 따라 배열되어 있어도 된다. 혹은, 커넥터(40)는, 1개 이상의 콘택트 부재(45)로서, 스파이럴 스프링 가스켓 또는 비스듬히 권취한 코일 스프링을 갖고 있어도 된다.
외측 도체(42)는, 지지면(201s)에 접촉하고 있다. 외측 도체(42)는, 지지면(201s) 상에서 직경 방향을 따라 이동 가능하다. 따라서, 커넥터(40)는, 고주파 전력의 반사를 억제하도록, 그 직경 방향에서의 제1 부분(201)과의 결합 위치를 조정하는 것이 가능하다.
커넥터(40)의 직경 방향에서의 위치가 설정된 상태에서, 외측 도체(42)는, 지지면(201s)과 한 쌍의 누름부재(50) 각각의 사이에서 끼움 지지되어도 된다. 한 쌍의 누름부재(50) 각각은, 예를 들어 판상을 이루고 있다. 한 쌍의 누름부재(50)는, 복수의 볼트를 사용해서 상측 도체벽(201a)에 고정된다. 또한, 관통 구멍(201h)으로부터의 전자파의 누설을 방지하기 위해서, 1개 이상의 커버(52)가 관통 구멍(201h)을 덮도록 배치되어도 되고, 지지면(201s)과 한 쌍의 누름부재(50) 각각의 사이에서 끼움 지지되어도 된다.
일 실시 형태에 있어서, 외측 도체(42)는, 제1 부재(42a) 및 제2 부재(42b)를 포함하고 있어도 된다. 제1 부재(42a)는, 제2 부재(42b) 상에 마련되어 있고, 제2 부재(42b)에 고정되어 있다. 제1 부재(42a)는, 통 형상을 갖고 있다. 스페이서(43)는, 제1 부재(42a)와 중심 도체(41)의 사이에 마련되어 있다. 제2 부재(42b)는, 판상을 이루고 있고, 제1 부재(42a)의 내측 구멍에 연속하는 관통 구멍을 제공하고 있다. 제2 부재(42b)는, 지지면(201s)과 한 쌍의 누름부재(50) 각각의 사이에서 끼움 지지된다.
이하, 도 4를 참조하여, 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치에 대해서 설명한다. 도 4는, 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치를 도시하는 도면이다. 이하, 도 4에 도시하는 플라스마 처리 장치(1B)에 대해서, 플라스마 처리 장치(1)와 플라스마 처리 장치(1B)의 사이의 상위점의 관점에서 설명한다.
플라스마 처리 장치(1B)는, 공진기(20) 대신에, 공진기(20B)를 구비하고 있다. 공진기(20B)는, 챔버(10)의 상방에 마련될 수 있다. 공진기(20B)의 도파로(20w)는, 알루미늄과 같은 도체로 형성된 벽에 의해 둘러싸인 공동을 제공하고 있어도 된다. 도파로(20w)는, 제1 단(20a) 및 제2 단(20b)을 포함한다. 제2 단(20b)은, 제2 부분(202B)의 단부이며, 도입부(18)에 결합되어 있다. 제1 단(20a)은, 제2 단(20b)과는 반대측의 도파로(20w)의 단부이다. 공진기(20B)의 도파로(20w)의 길이(전기 길이), 즉, 도파로(20w) 내에서 전자파가 전파하는 경로의 제1 단(20a)과 제2 단(20b)의 사이에서의 길이는, 도파로(20w)에서의 당해 전자파의 파장의 1/2보다도 길다. 공진기(20B)의 도파로(20w)의 길이는, 도파로(20w)에서의 전자파의 파장의 3/4 이하이어도 된다.
공진기(20B)의 도파로(20w)는, 제1 부분(201B), 제2 부분(202B) 및 제3 부분(203B)을 포함하고 있다. 도 4에서, 제1 부분(201B)과 제3 부분(203B)의 경계와 제2 부분(202B)과 제3 부분(203B)의 경계는, 점선으로 나타내져 있다.
제1 부분(201B)은, 전자파를 도파로(20w)에 도입하기 위해서 커넥터(40)와 결합된다. 제1 부분(201B)은, 제1 단(20a)을 포함한다. 제1 부분(201B)은, 원통 형상을 갖고 있어도 되고, 그 중심 축선은 축선(AX)이어도 된다. 즉, 제1 부분(201B)은, 제1 단(20a)으로부터 축선(AX)에 접근하도록 수평 방향으로 연장되어 있어도 된다.
제2 부분(202B)은, 제2 단(20b)을 포함하고, 도입부(18)에 결합되어 있다. 제2 부분(202B)은, 제2 단(20b)까지 하방으로 연장되어 있다. 제2 부분(202B)은, 원통 형상을 갖고 있어도 되고, 그 중심 축선은 축선(AX)이어도 된다.
제3 부분(203B)은, 제1 부분(201B)과 제2 부분(202B)의 사이의 도파로이다. 제3 부분(203B)은, 제1 부분(201B)과 제2 부분(202B)의 사이에서 사행하고 있다. 제3 부분(203B)은, 복수회 사행하고 있어도 된다. 제3 부분(203B)은, 축선(AX)으로부터 이격되는 제1 방향과 축선(AX)에 접근하는 제2 방향을 따라 사행하고 있다. 즉, 제3 부분(203B)에서는, 원통 형상을 갖고 연직 방향을 따라 배열된 복수의 도파로가 직렬적으로 접속하고 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 또 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치에 대해서 설명한다. 도 5는, 또 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치를 도시하는 도면이다. 이하, 도 5에 도시하는 플라스마 처리 장치(1C)에 대해서, 플라스마 처리 장치(1)와 플라스마 처리 장치(1C)의 사이의 상위점의 관점에서 설명한다.
플라스마 처리 장치(1C)는, 냉각 기구(60)를 더 구비하고 있다. 냉각 기구(60)는, 공진기(20) 및 제1 전극(14) 등을 포함하는 챔버(10)의 상부 구조를 냉각하도록 구성되어 있다. 냉각 기구(60)는, 1개 이상의 흡기구(60h), 1개 이상의 배기구(60i) 및 1개 이상의 냉각 팬(61)을 포함하고 있어도 된다.
1개 이상의 흡기구(60h)는, 도파로(20w)와 공진기(20)의 외부를 연통시키고 있다. 1개 이상의 흡기구(60h)는, 제2 부분(202)의 외측 도체벽에 형성되어 있어도 된다. 냉각 기구(60)는, 복수의 흡기구(60h)를 포함하고 있어도 된다. 복수의 흡기구(60h)는, 축선(AX)의 주위에서 둘레 방향을 따라 배열되어 있어도 된다.
1개 이상의 냉각 팬(61)은, 공진기(20)의 도파로(20w)의 공동의 배기를 행하도록 구성되어 있다. 1개 이상의 냉각 팬(61)은, 상측 도체벽(201a) 상에 마련되어 있어도 되고, 상측 도체벽(201a)에 형성된 배기구(60i)로부터 도파로(20w)의 공동의 배기를 행해도 된다. 또한, 흡기구 및 배기구의 배치는 반대이어도 된다. 즉, 도 5의 배기구(60i)의 위치로부터 흡기하고, 흡기구(60h)의 위치로부터 배기해도 된다.
냉각 기구(60)는, 유로(62)를 더 포함하고 있어도 된다. 유로(62)는, 파이프에 의해 제공되어 있어도 된다. 유로(62)는, 상측 도체벽(201a)에 형성되어 있어도 된다. 유로(62)에는, 칠러 유닛으로부터 냉매가 공급된다. 냉매는, 칠러 유닛과 유로(62)의 사이에서 순환된다.
이하, 도 6을 참조하여, 또 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치에 대해서 설명한다. 도 6은, 또 다른 예시적 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치를 도시하는 도면이다. 이하, 도 6에 도시하는 플라스마 처리 장치(1D)에 대해서, 플라스마 처리 장치(1B)와 플라스마 처리 장치(1D)의 사이의 상위점의 관점에서 설명한다.
플라스마 처리 장치(1D)는, 상술한 냉각 기구(60)를 더 구비하고 있다. 냉각 기구(60)는, 공진기(20B) 및 제1 전극(14) 등을 포함하는 챔버(10)의 상부 구조를 냉각하도록 구성되어 있다. 1개 이상의 흡기구(60h)는, 도파로(20w)와 공진기(20B)의 외부를 연통시키고 있다. 1개 이상의 흡기구(60h)는, 제2 부분(202B)의 외측 도체벽에 형성되어 있어도 된다. 냉각 기구(60)는, 복수의 흡기구(60h)를 포함하고 있어도 된다. 1개 이상의 냉각 팬(61)은, 공진기(20B)의 도파로(20w)의 공동의 배기를 행하도록 구성되어 있다.
이상, 다양한 예시적 실시 형태에 대해서 설명해 왔지만, 상술한 예시적 실시 형태에 한정되지 않고, 다양한 추가, 생략, 치환 및 변경이 이루어져도 된다. 또한, 다른 실시 형태에서의 요소를 조합해서 다른 실시 형태를 형성하는 것이 가능하다.
여기서, 본 개시에 포함되는 다양한 예시적 실시 형태를, 이하의 [E1] 내지 [E15]에 기재한다.
[E1] 처리 공간을 제공하는 챔버와,
상기 처리 공간 내에 마련된 기판 지지부와,
상기 처리 공간의 상방에 마련된 제1 전극과,
상기 처리 공간의 상방이면서 또한 상기 제1 전극의 하방에 마련된 제2 전극이며, 상기 제1 전극과 해당 제2 전극의 사이에 플라스마 생성 공간을 제공하고, 해당 플라스마 생성 공간에서 생성된 활성종을 상기 처리 공간 내에 유도하는 복수의 관통 구멍을 제공하는 해당 제2 전극과,
유전체로 형성되어 있고, 상기 플라스마 생성 공간에 전자파를 도입하도록 구성된 도입부와,
상기 도입부에 전자파를 전파시키기 위한 도파로를 포함하는 공진기를 구비하고,
상기 도파로의 길이는, 해당 도파로에서의 상기 전자파의 파장의 1/2보다도 긴, 플라스마 처리 장치.
[E2] 상기 도파로의 길이는, 해당 도파로에서의 상기 전자파의 파장의 3/4 이하인, E1에 기재된 플라스마 처리 장치.
[E3] 상기 도파로에 전기적으로 결합되어 있고, 그 주파수가 가변인 고주파 전력을 발생시키도록 구성된 고주파 전원을 더 구비하는, E1 또는 E2에 기재된 플라스마 처리 장치.
[E4] 상기 고주파 전원은, 상기 도파로에 동축선로를 사용해서 직결되어 있는, E3에 기재된 플라스마 처리 장치.
[E5] 상기 도입부는, 상기 플라스마 생성 공간을 둘러싸도록 상기 챔버의 중심 축선의 주위에서 둘레 방향으로 연장되어 있는, E1 내지 E4 중 어느 한 항에 기재된 플라스마 처리 장치.
[E6] 상기 도입부는, 링 형상을 갖는, E5에 기재된 플라스마 처리 장치.
[E7] 상기 도파로는,
상기 전자파를 해당 도파로에 도입하기 위한 커넥터와 결합되는 제1 부분과,
상기 도입부에 결합된 제2 부분과,
상기 제1 부분과 상기 제2 부분의 사이에서 사행하는 제3 부분을 포함하는, E5 또는 E6에 기재된 플라스마 처리 장치.
[E8] 상기 제3 부분은, 상기 제2 부분에 대하여 내측에서 상하로 사행하고 있는, E7에 기재된 플라스마 처리 장치.
[E9] 상기 제3 부분은, 상기 중심 축선으로부터 이격되는 제1 방향과 상기 중심 축선에 접근하는 제2 방향을 따라서 사행하고 있는, E7에 기재된 플라스마 처리 장치.
[E10] 상기 제1 부분은, 그 단부로부터 상기 중심 축선에 접근하도록 수평 방향으로 연장되어 있는, E7 내지 E9 중 어느 한 항에 기재된 플라스마 처리 장치.
[E11] 상기 커넥터는, 상기 중심 축선에 대하여 직경 방향을 따라 이동 가능하게 구성되어 있는, E7 내지 E10 중 어느 한 항에 기재된 플라스마 처리 장치.
[E12] 상기 커넥터는, 동축 커넥터인, E11에 기재된 플라스마 처리 장치.
[E13] 상기 커넥터는, 상기 제1 부분을 구성하는 도체벽에 접촉하는 콘택트 프로브를 포함하는, E11 또는 E12에 기재된 플라스마 처리 장치.
[E14] 상기 공진기를 냉각하도록 구성된 냉각 기구를 더 구비하는, E1 내지 E13 중 어느 한 항에 기재된 플라스마 처리 장치.
[E15] 상기 냉각 기구는,
상기 도파로와 상기 공진기의 외부를 연통시키는 흡기구와,
상기 도파로의 배기를 행하도록 구성된 냉각 팬
을 포함하는, E14에 기재된 플라스마 처리 장치.
이상의 설명으로부터, 본 개시의 다양한 실시 형태는, 설명의 목적으로 본 명세서에서 설명되어 있으며, 본 개시의 범위 및 주지로부터 일탈하지 않고 다양한 변경을 이룰 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시한 다양한 실시 형태는 한정하는 것을 의도하고 있지 않으며, 참된 범위와 주지는, 첨부의 특허 청구 범위에 의해 나타내진다.

Claims (15)

  1. 처리 공간을 제공하는 챔버와,
    상기 처리 공간 내에 마련된 기판 지지부와,
    상기 처리 공간의 상방에 마련된 제1 전극과,
    상기 처리 공간의 상방이면서 또한 상기 제1 전극의 하방에 마련된 제2 전극이며, 상기 제1 전극과 해당 제2 전극의 사이에 플라스마 생성 공간을 제공하고, 해당 플라스마 생성 공간에서 생성된 활성종을 상기 처리 공간 내에 유도하는 복수의 관통 구멍을 제공하는 해당 제2 전극과,
    유전체로 형성되어 있고, 상기 플라스마 생성 공간에 전자파를 도입하도록 구성된 도입부와,
    상기 도입부에 전자파를 전파시키기 위한 도파로를 포함하는 공진기를 포함하고,
    상기 도파로의 길이는, 해당 도파로에서의 상기 전자파의 파장의 1/2보다도 긴, 플라스마 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도파로의 길이는, 해당 도파로에서의 상기 전자파의 파장의 3/4 이하인, 플라스마 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 도파로에 전기적으로 결합되어 있고, 그 주파수가 가변인 고주파 전력을 발생시키도록 구성된 고주파 전원을 더 포함하는, 플라스마 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 고주파 전원은, 상기 도파로에 동축선로를 사용해서 직결되어 있는, 플라스마 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 도입부는, 상기 플라스마 생성 공간을 둘러싸도록 상기 챔버의 중심 축선의 주위에서 둘레 방향으로 연장되어 있는, 플라스마 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 도입부는, 링 형상을 갖는, 플라스마 처리 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 도파로는,
    상기 전자파를 해당 도파로에 도입하기 위한 커넥터와 결합되는 제1 부분과,
    상기 도입부에 결합된 제2 부분과,
    상기 제1 부분과 상기 제2 부분의 사이에서 사행하는 제3 부분을 포함하는, 플라스마 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제3 부분은, 상기 제2 부분에 대하여 내측에서 상하로 사행하고 있는, 플라스마 처리 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제3 부분은, 상기 중심 축선으로부터 이격되는 제1 방향과 상기 중심 축선에 접근하는 제2 방향을 따라 사행하고 있는, 플라스마 처리 장치.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 부분은, 그 단부로부터 상기 중심 축선에 접근하도록 수평 방향으로 연장되어 있는, 플라스마 처리 장치.
  11. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커넥터는, 상기 중심 축선에 대하여 직경 방향을 따라 이동 가능하게 구성되어 있는, 플라스마 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 커넥터는, 동축 커넥터인, 플라스마 처리 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 커넥터는, 상기 제1 부분을 구성하는 도체벽에 접촉하는 콘택트 프로브를 포함하는, 플라스마 처리 장치.
  14. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공진기를 냉각하도록 구성된 냉각 기구를 더 포함하는, 플라스마 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 냉각 기구는,
    상기 도파로와 상기 공진기의 외부를 연통시키는 흡기구와,
    상기 도파로의 배기를 행하도록 구성된 냉각 팬을 포함하는, 플라스마 처리 장치.
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