KR102786708B1 - Fastening structure and fastening method and plasma processing apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는 플라즈마를 생성하는 처리 용기의 내부에 배치되는 금속 부재와, 커버 부재가 체결 나사를 통해 체결되는 구조에 있어서, 체결 나사의 머리부에의 디포지션의 퇴적을 억제할 수 있는, 체결 구조와 체결 방법 및 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 처리 용기의 내부에 배치되며, 상기 처리 용기의 내부에서 생성된 플라즈마에 노출되는 노출면과 나사 구멍을 구비하고 있는, 복수의 금속 부재와, 복수의 상기 금속 부재의 상기 노출면에 걸쳐 배치되며, 절연성을 가지고, 관통 구멍을 구비하고 있는, 커버 부재와, 나사 머리부를 구비하고, 상기 관통 구멍을 관통하여 상기 나사 구멍에 나사 결합함으로써 상기 커버 부재를 상기 금속 부재에 체결하는, 금속제의 체결 나사와, 상기 나사 머리부를 피복하는 나사 커버를 가지고, 상기 나사 커버는, 상기 나사 머리부와 접촉하는 금속제의 제1 베이스부와, 상기 제1 베이스부의 표면의 적어도 일부를 피복하는 세라믹스 용사막인 제1 보호막을 구비하고 있다.The object of the present invention is to provide a fastening structure, a fastening method, and a plasma processing device capable of suppressing deposition on the head of a fastening screw in a structure in which a metal member and a cover member are fastened via a fastening screw placed inside a processing vessel that generates plasma.
The present invention comprises: a plurality of metal members arranged inside a processing vessel, each metal member having an exposed surface and screw holes that are exposed to plasma generated inside the processing vessel; a cover member arranged across the exposed surfaces of the plurality of metal members, the cover member having insulating properties and a through hole; a metal fastening screw having a screw head portion and fastening the cover member to the metal member by screwing the screw hole through the through hole; and a screw cover covering the screw head portion; wherein the screw cover comprises a first base portion made of metal that comes into contact with the screw head portion, and a first protective film that is a ceramic sprayed film that covers at least a portion of a surface of the first base portion.
Description
본 개시는 체결 구조와 체결 방법 및 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to a fastening structure, a fastening method, and a plasma processing device.
특허문헌 1에는, 처리 공간 내의 피처리 기판에 대하여 플라즈마 처리를 실행하는, 플라즈마 처리 장치가 개시되어 있다. 이 플라즈마 처리 장치는, 복수의 도전성의 부분창에 의해 형성되는 금속창을 구비하고, 금속창은, 처리 용기의 상면측의 개구를 막아 처리 공간을 형성하고 있다. 인접하는 부분창 사이에는, 수지제의 절연 부재가 마련되어 있다. 세라믹스제의 절연 부재 커버가, 절연 부재의 처리 공간측의 면을 덮고, 금속창의 상방측에는, 유도 결합에 의해 처리 가스를 플라즈마화하기 위한 플라즈마 안테나가 마련되어 있다. 특허문헌 1에 개시된 플라즈마 처리 장치에 의하면, 세라믹스제의 절연 부재 커버를 이용하여 수지제의 절연 부재를 플라즈마로부터 보호함으로써, 처리 공간 내에 공급되는 처리 가스를 플라즈마화하는 데 있어서 필요한 금속창의 기능을 유지하면서, 금속창을 경량화할 수 있다.Patent Document 1 discloses a plasma processing device that performs plasma processing on a substrate to be processed within a processing space. The plasma processing device has a metal window formed by a plurality of conductive partial windows, and the metal window blocks an opening on the upper surface side of a processing container to form a processing space. A resin-made insulating member is provided between adjacent partial windows. A ceramic-made insulating member cover covers a surface of the insulating member on the processing space side, and a plasma antenna for converting a processing gas into plasma by inductive coupling is provided on the upper side of the metal window. According to the plasma processing device disclosed in Patent Document 1, by using the ceramic-made insulating member cover to protect the resin-made insulating member from plasma, the function of the metal window necessary for converting a processing gas supplied within the processing space into plasma can be maintained while reducing the weight of the metal window.
본 개시는 처리 용기의 내부에 배치되는 금속 부재와 커버 부재를 체결하는, 체결 나사의 머리부에의 디포지션의 부착을 억제하는 데 유리한, 체결 구조와 체결 방법 및 플라즈마 처리 장치를 제공한다.The present disclosure provides a fastening structure and a fastening method, and a plasma treatment device, which are advantageous in suppressing attachment of a deposition to a head of a fastening screw for fastening a metal member and a cover member placed inside a treatment container.
본 개시의 일양태에 따른 체결 구조는,A fastening structure according to one aspect of the present disclosure is:
처리 용기의 내부에 배치되며, 상기 처리 용기의 내부에서 생성된 플라즈마에 노출되는 노출면과 나사 구멍을 구비하고 있는, 복수의 금속 부재와,A plurality of metal members, which are arranged inside a processing vessel and have an exposed surface and screw holes that are exposed to plasma generated inside the processing vessel,
복수의 상기 금속 부재의 상기 노출면에 걸쳐 배치되며, 절연성을 가지고, 관통 구멍을 구비하고 있는, 커버 부재와,A cover member arranged across the exposed surface of the plurality of above metal members, having insulating properties and having a through hole,
나사 머리부를 구비하고, 상기 관통 구멍을 관통하여 상기 나사 구멍에 나사 결합함으로써 상기 커버 부재를 상기 금속 부재에 체결하는, 금속제의 체결 나사, 그리고A metal fastening screw having a screw head and fastening the cover member to the metal member by passing through the through hole and screwing into the screw hole, and
상기 나사 머리부를 피복하는 나사 커버Screw cover covering the above screw head
를 가지고,With,
상기 나사 커버는, 상기 나사 머리부와 접촉하는 금속제의 제1 베이스부와, 상기 제1 베이스부의 표면의 적어도 일부를 피복하는 세라믹스 용사막인 제1 보호막을 구비하고 있다.The above screw cover has a first metal base portion that comes into contact with the screw head portion, and a first protective film that is a ceramic coating that covers at least a portion of a surface of the first base portion.
본 개시에 따르면, 처리 용기의 내부에 배치되는 금속 부재와 커버 부재를 체결하는, 체결 나사의 머리부에의 디포지션의 부착을 억제할 수 있다.According to the present disclosure, it is possible to suppress attachment of a deposition to a head of a fastening screw that fastens a metal member and a cover member placed inside a processing container.
도 1은 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 일례를 나타내는 종단면도.
도 2는 금속창의 일례를 처리실측에서 본 평면도.
도 3은 도 2의 III부의 확대도로서, 복수의 커버 부재의 교차 영역을 나타내는 도면.
도 4는 도 3의 IV-IV 화살표 방향에서 본 도면으로서, 제1 실시형태에 따른 체결 구조의 일례의 종단면도.
도 5는 제2 실시형태에 따른 체결 구조의 일례의 종단면도.
도 6은 제3 실시형태에 따른 체결 구조의 일례의 종단면도.
도 7은 제4 실시형태에 따른 체결 구조의 일례의 종단면도.
도 8은 제5 실시형태에 따른 체결 구조의 일례의 종단면도.Fig. 1 is a cross-sectional view showing an example of a plasma processing device according to an embodiment.
Figure 2 is a plan view of an example of a metal window as seen from the processing room side.
Figure 3 is an enlarged view of section III of Figure 2, showing the intersection area of multiple cover members.
FIG. 4 is a cross-sectional view of an example of a fastening structure according to the first embodiment, as viewed in the direction of arrow IV-IV of FIG. 3.
Fig. 5 is a cross-sectional view of an example of a fastening structure according to the second embodiment.
Fig. 6 is a cross-sectional view of an example of a fastening structure according to the third embodiment.
Fig. 7 is a longitudinal cross-sectional view of an example of a fastening structure according to the fourth embodiment.
Fig. 8 is a longitudinal cross-sectional view of an example of a fastening structure according to the fifth embodiment.
이하, 본 개시의 실시형태에 따른 체결 구조와 체결 방법 및 플라즈마 처리 장치에 대해서, 첨부된 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙임으로써 중복되는 설명을 생략하는 경우가 있다.Hereinafter, a fastening structure, a fastening method, and a plasma processing device according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the attached drawings. In addition, in this specification and drawings, there are cases where substantially identical components are given the same reference numerals to omit redundant descriptions.
[실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치][Plasma processing device according to implementation type]
처음에, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 개시의 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 일례에 대해서 설명한다. 여기서, 도 1은 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 일례를 나타내는 종단면도이고, 도 2는 금속창의 일례를 처리실측에서 본 평면도이다.First, an example of a plasma processing device according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Here, FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a plasma processing device according to an embodiment, and FIG. 2 is a plan view of an example of a metal window as seen from the processing room side.
도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치(100)는, 플랫 패널 디스플레이(Flat Panel Display, 이하, 「FPD」라고 함)용의 평면에서 보아 직사각형의 기판(G)(이하, 단순히 「기판」이라고 함)에 대하여, 각종 기판 처리 방법을 실행하는 유도 결합형 플라즈마(Inductive Coupled Plasma: ICP) 처리 장치이다. 기판의 재료로서는, 주로 유리가 이용되고, 용도에 따라서는 투명한 합성 수지 등이 이용되는 경우도 있다. 여기서, 기판 처리에는, 에칭 처리나, CVD(Chemical Vapor Deposition)법을 이용한 성막 처리 등이 포함된다. FPD로서는, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD)나 일렉트로 루미네센스(Electro Luminescence: EL), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP) 등이 예시된다. 기판은, 그 표면에 회로가 패터닝되는 형태 외에, 지지 기판도 포함된다. 또한, FPD용 기판의 평면 치수는 세대의 추이와 함께 대규모화하고 있으며, 플라즈마 처리 장치(100)에 의해 처리되는 기판(G)의 평면 치수는, 예컨대, 제6 세대의 1500 ㎜×1800 ㎜ 정도의 치수로부터, 제10.5 세대의 3000 ㎜×3400 ㎜ 정도의 치수까지를 적어도 포함한다. 또한, 기판(G)의 두께는 0.2 ㎜ 내지 수 ㎜ 정도이다.The plasma processing device (100) shown in Fig. 1 is an inductively coupled plasma (ICP) processing device that performs various substrate processing methods on a rectangular substrate (G) (hereinafter simply referred to as a “substrate”) when viewed from the plane for a flat panel display (hereinafter referred to as “FPD”). Glass is mainly used as the substrate material, and transparent synthetic resin, etc. may also be used depending on the application. Here, the substrate processing includes etching processing, film formation processing using a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, etc. Examples of the FPD include a liquid crystal display (LCD), an electroluminescence (EL), a plasma display panel (PDP), etc. The substrate includes a support substrate in addition to a form in which a circuit is patterned on its surface. In addition, the planar dimensions of the substrate for FPD are becoming larger along with the progress of the generation, and the planar dimensions of the substrate (G) processed by the plasma processing device (100) include at least the dimensions from about 1500 mm x 1800 mm of the 6th generation to about 3000 mm x 3400 mm of the 10.5th generation, for example. In addition, the thickness of the substrate (G) is about 0.2 mm to several mm.
도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치(100)는, 직방체형의 상자형의 처리 용기(20)와, 처리 용기(20) 내에 배치되며 기판(G)이 배치되는 평면에서 보아 직사각형의 외형인 기판 배치대(70)와, 제어부(90)를 갖는다. 또한, 처리 용기는, 원통형의 상자형이나 타원통형의 상자형 등의 형상이어도 좋고, 이 형태에서는, 기판 배치대도 원형 또는 타원형이 되며, 기판 배치대에 배치되는 기판도 원형 등이 된다.The plasma processing device (100) shown in Fig. 1 has a rectangular box-shaped processing vessel (20), a substrate placement table (70) having a rectangular shape when viewed from a plane and placed inside the processing vessel (20) and on which a substrate (G) is placed, and a control unit (90). In addition, the processing vessel may have a shape such as a cylindrical box or an oval cylindrical box, and in this shape, the substrate placement table is also circular or oval, and the substrate placed on the substrate placement table is also circular, etc.
처리 용기(20)는, 금속창(30)에 의해 상하 2개의 공간으로 구획되어 있고, 상방 공간인 안테나실(A)은 상챔버(13)에 의해 형성되고, 하방 공간인 처리실(S)은 하챔버(17)에 의해 형성된다. 처리 용기(20)에 있어서, 상챔버(13)와 하챔버(17)의 경계가 되는 위치에는 직사각형 환형의 지지 프레임(14)이 처리 용기(20)의 내측으로 돌출하여 설치되도록 하여 배치되어 있고, 지지 프레임(14)에 금속창(30)이 부착되어 있다.The processing vessel (20) is divided into two spaces, upper and lower, by a metal window (30). The upper space, the antenna room (A), is formed by the upper chamber (13), and the lower space, the processing room (S), is formed by the lower chamber (17). In the processing vessel (20), a rectangular ring-shaped support frame (14) is positioned so as to protrude into the inside of the processing vessel (20) at a position that is the boundary between the upper chamber (13) and the lower chamber (17), and a metal window (30) is attached to the support frame (14).
안테나실(A)을 형성하는 상챔버(13)는, 측벽(11)과 천장판(12)에 의해 형성되고, 전체로서 알루미늄이나 알루미늄 합금 등의 금속에 의해 형성된다.The upper chamber (13) forming the antenna room (A) is formed by a side wall (11) and a ceiling plate (12), and is formed entirely of a metal such as aluminum or an aluminum alloy.
처리실(S)을 내부에 갖는 하챔버(17)는, 측벽(15)과 바닥판(16)에 의해 형성되고, 전체로서 알루미늄이나 알루미늄 합금 등의 금속에 의해 형성된다. 또한, 측벽(15)은, 접지선(21)에 의해 접지되어 있다.The lower chamber (17) having a processing room (S) inside is formed by a side wall (15) and a bottom plate (16), and is formed entirely of a metal such as aluminum or an aluminum alloy. In addition, the side wall (15) is grounded by a grounding wire (21).
또한, 지지 프레임(14)은, 도전성의 알루미늄이나 알루미늄 합금 등의 금속에 의해 형성되어 있고, 금속 프레임이라고 칭할 수도 있다.In addition, the support frame (14) is formed of a metal such as conductive aluminum or an aluminum alloy, and may be referred to as a metal frame.
하챔버(17)의 측벽(15)의 상단에는, 직사각형 환형(무단형)의 시일홈(22)이 형성되어 있고, 시일홈(22)에 O링 등의 시일 부재(23)가 끼워져, 시일 부재(23)를 지지 프레임(14)의 접촉면이 유지함으로써, 하챔버(17)와 지지 프레임(14)의 시일 구조가 형성된다.At the upper end of the side wall (15) of the lower chamber (17), a rectangular annular (continuous) seal groove (22) is formed, and a sealing member (23) such as an O-ring is fitted into the seal groove (22), so that the sealing member (23) is maintained in contact with the support frame (14), thereby forming a sealing structure of the lower chamber (17) and the support frame (14).
하챔버(17)의 측벽(15)에는, 하챔버(17)에 대하여 기판(G)을 반출입하기 위한 반출입구(18)가 개설되어 있고, 반출입구(18)는 게이트 밸브(24)에 의해 개폐 가능하게 구성되어 있다. 하챔버(17)에는 반송 기구를 내포하는 반송실(어느 것도 도시하지 않음)이 인접하고 있으며, 게이트 밸브(24)를 개폐 제어하여, 반송기구로 반출입구(18)를 통해 기판(G)의 반출입이 행해진다.In the side wall (15) of the lower chamber (17), an inlet/outlet (18) for loading/unloading a substrate (G) into/out of the lower chamber (17) is provided, and the inlet/outlet (18) is configured to be openable/closeable by a gate valve (24). A return room (not shown) containing a return mechanism is adjacent to the lower chamber (17), and by controlling the opening/closing of the gate valve (24), the substrate (G) is loaded/unloaded through the inlet/outlet (18) by the return mechanism.
또한, 하챔버(17)가 갖는 바닥판(16)에는 복수의 배기구(19)가 개설되어 있고, 각 배기구(19)에는 가스 배기관(25)이 접속되고, 가스 배기관(25)은 개폐 밸브(26)를 통해 배기 장치(27)에 접속되어 있다. 가스 배기관(25), 개폐 밸브(26) 및 배기 장치(27)에 의해, 가스 배기부(28)가 형성된다. 배기 장치(27)는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 가지고, 프로세스 중에 하챔버(17) 내를 소정의 진공도까지 진공화 가능하게 구성되어 있다. 또한, 하챔버(17)의 적소에는 압력계(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 압력계에 의한 모니터 정보가 제어부(90)에 송신되도록 되어 있다.In addition, a plurality of exhaust ports (19) are provided on the bottom plate (16) of the lower chamber (17), and a gas exhaust pipe (25) is connected to each exhaust port (19), and the gas exhaust pipe (25) is connected to an exhaust device (27) via an opening/closing valve (26). A gas exhaust section (28) is formed by the gas exhaust pipe (25), the opening/closing valve (26), and the exhaust device (27). The exhaust device (27) has a vacuum pump such as a turbo molecular pump, and is configured to be capable of vacuumizing the inside of the lower chamber (17) to a predetermined vacuum level during the process. In addition, a pressure gauge (not shown) is installed at an appropriate location in the lower chamber (17), and monitor information by the pressure gauge is transmitted to the control unit (90).
기판 배치대(70)는, 기재(71)와, 기재(71)의 상면(71a)에 형성되어 있는 정전 척(76)을 갖는다.The substrate placement table (70) has a substrate (71) and an electrostatic chuck (76) formed on the upper surface (71a) of the substrate (71).
기재(71)의 평면에서 본 형상은 직사각형이며, 기판 배치대(70)에 배치되는 기판(G)과 같은 정도의 평면 치수를 갖는다. 기재(71)의 장변의 길이는 1800 ㎜ 내지 3400 ㎜ 정도로 설정할 수 있고, 단변의 길이는 1500 ㎜ 내지 3000 ㎜ 정도로 설정할 수 있다. 이 평면 치수에 대하여, 기재(71)의 두께는, 예컨대 50 ㎜ 내지 100 ㎜ 정도가 될 수 있다.The shape of the substrate (71) when viewed from the plane is rectangular, and has the same plane dimensions as the substrate (G) placed on the substrate placement stand (70). The length of the long side of the substrate (71) can be set to about 1800 mm to 3400 mm, and the length of the short side can be set to about 1500 mm to 3000 mm. With respect to the plane dimensions, the thickness of the substrate (71) can be, for example, about 50 mm to 100 mm.
기재(71)에는, 직사각형 평면의 전체 영역을 커버하도록 사행한 온도 조절 매체 유로(72a)가 마련되어 있고, 스테인레스강이나 알루미늄, 알루미늄 합금 등으로 형성된다. 또한, 온도 조절 매체 유로(72a)는, 정전 척(76)에 마련되어도 좋다. 또한, 기재(71)가, 도시예와 같이 1부재가 아니라, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등에 의한 2부재의 적층체에 의해 형성되어도 좋다.In the substrate (71), a temperature control medium path (72a) is provided so as to cover the entire area of the rectangular plane, and is formed of stainless steel, aluminum, an aluminum alloy, or the like. In addition, the temperature control medium path (72a) may be provided in the electrostatic chuck (76). In addition, the substrate (71) may be formed by a laminated body of two parts, such as aluminum or an aluminum alloy, rather than a single part as in the illustrated example.
하챔버(17)의 바닥판(16) 상에는, 절연 재료에 의해 형성되어 내측에 단차부를 갖는 상자형의 대좌(78)가 고정되어 있고, 대좌(78)의 단차부 상에 기판 배치대(70)가 배치된다.On the bottom plate (16) of the lower chamber (17), a box-shaped pedestal (78) formed of an insulating material and having a stepped portion on the inside is fixed, and a substrate placement stand (70) is placed on the stepped portion of the pedestal (78).
기재(71)의 상면(71a)에는, 기판(G)이 직접 배치되는 정전 척(76)이 형성되어 있다. 정전 척(76)은, 알루미나 등의 세라믹스를 용사하여 형성되는 유전체 피막인 세라믹스층(74)과, 세라믹스층(74)의 내부에 매설되어 정전 흡착 기능을 갖는 도전층(75)(전극)을 갖는다.An electrostatic chuck (76) is formed on the upper surface (71a) of the substrate (71) on which a substrate (G) is directly placed. The electrostatic chuck (76) has a ceramic layer (74) which is a dielectric film formed by spraying ceramics such as alumina, and a conductive layer (75) (electrode) embedded in the interior of the ceramic layer (74) and having an electrostatic adsorption function.
도전층(75)은, 급전선(84)을 통해 직류 전원(85)에 접속되어 있다. 제어부(90)에 의해, 급전선(84)에 개재되는 스위치(도시하지 않음)가 온되면, 직류 전원(85)으로부터 도전층(75)에 직류 전압이 인가됨으로써 쿨롱력이 발생한다. 이 쿨롱력에 의해, 기판(G)이 정전 척(76)의 상면에 정전 흡착되어, 기재(71)의 상면(71a)에 배치된 상태로 유지된다.The conductive layer (75) is connected to a DC power source (85) via a power supply line (84). When a switch (not shown) intervening in the power supply line (84) is turned on by the control unit (90), a DC voltage is applied from the DC power source (85) to the conductive layer (75), thereby generating a Coulomb force. By this Coulomb force, the substrate (G) is electrostatically attracted to the upper surface of the electrostatic chuck (76) and is maintained in a state of being placed on the upper surface (71a) of the base (71).
기판 배치대(70)를 구성하는 기재(71)에는, 직사각형 평면의 전체 영역을 커버하도록 사행한 온도 조절 매체 유로(72a)가 마련되어 있다. 온도 조절 매체 유로(72a)의 양단에는, 온도 조절 매체 유로(72a)에 대하여 온도 조절 매체 가 공급되는 이송 배관(72b)과, 온도 조절 매체 유로(72a)를 유통하여 승온된 온도 조절 매체가 배출되는 복귀 배관(72c)이 연통하고 있다.A temperature control medium path (72a) is provided on the substrate (71) constituting the substrate arrangement stand (70) so as to cover the entire area of the rectangular plane. At both ends of the temperature control medium path (72a), a transfer pipe (72b) through which a temperature control medium is supplied to the temperature control medium path (72a) and a return pipe (72c) through which a temperature control medium heated by circulating the temperature control medium path (72a) is discharged are connected.
도 1에 나타내는 바와 같이, 이송 배관(72b)과 복귀 배관(72c)에는 각각, 이송 유로(87)와 복귀 유로(88)가 연통하고 있으며, 이송 유로(87)와 복귀 유로(88)는 칠러(86)에 연통하고 있다. 칠러(86)는, 온도 조절 매체의 온도나 토출 유량을 제어하는 본체부와, 온도 조절 매체를 압송하는 펌프를 갖는다(어느 것도 도시하지 않음). 또한, 온도 조절 매체로서는 냉매가 적용되고, 이 냉매에는, 갈덴(등록 상표)이나 플루오리너트(등록 상표) 등이 적용된다. 도시예의 온도 조절 형태는, 기재(71)에 온도 조절 매체를 유통시키는 형태이지만, 기재(71)가 히터 등을 내장하여, 히터에 의해 온도 조절하는 형태여도 좋고, 온도 조절 매체와 히터의 쌍방에 의해 온도 조절하는 형태여도 좋다. 또한, 히터 대신에, 고온의 온도 조절 매체를 유통시킴으로써 가열을 수반하는 온도 조절를 행하여도 좋다. 또한, 저항체인 히터는, 텅스텐이나 몰리브덴, 또는 이들 금속 중 어느 1종과 알루미나나 티탄 등과의 화합물로 형성된다. 또한, 도시예는, 기재(71)에 온도 조절 매체 유로(72a)가 형성되어 있지만, 예컨대 정전 척(76)이 온도 조절 매체 유로를 가지고 있어도 좋다.As shown in Fig. 1, the transfer pipe (72b) and the return pipe (72c) are respectively connected with a transfer path (87) and a return path (88), and the transfer path (87) and the return path (88) are connected with a chiller (86). The chiller (86) has a main body that controls the temperature and discharge flow rate of a temperature control medium, and a pump that supplies the temperature control medium (neither shown). In addition, a refrigerant is applied as the temperature control medium, and Galden (registered trademark) or Fluorinert (registered trademark) is applied as the refrigerant. The temperature control form illustrated is a form in which a temperature control medium is circulated in the substrate (71), but the substrate (71) may have a heater or the like built in, and the temperature may be regulated by the heater, or the temperature may be regulated by both the temperature control medium and the heater. In addition, instead of the heater, temperature control accompanied by heating may be performed by circulating a high-temperature temperature control medium. In addition, the heater, which is a resistor, is formed of a compound of tungsten, molybdenum, or one of these metals with alumina, titanium, or the like. In addition, in the illustrated example, a temperature control medium path (72a) is formed in the substrate (71), but, for example, an electrostatic chuck (76) may have a temperature control medium path.
기재(71)에는 열전대 등의 온도 센서(도시하지 않음)가 배치되어 있고, 온도 센서에 의한 모니터 정보는, 제어부(90)에 수시 송신된다. 그리고, 송신된 모니터 정보에 기초하여, 기재(71) 및 기판(G)의 온도 조절 제어가 제어부(90)에 의해 실행된다. 보다 구체적으로는, 제어부(90)에 의해, 칠러(86)로부터 이송 유로(87)에 공급되는 온도 조절 매체의 온도나 유량이 조정된다. 그리고, 온도 조정이나 유량 조정이 행해진 온도 조절 매체가 온도 조절 매체 유로(72a)에 순환됨으로써, 기판 배치대(70)의 온도 조절 제어가 실행된다. 또한, 열전대 등의 온도 센서는, 예컨대 정전 척(76)에 배치되어도 좋다.A temperature sensor (not shown) such as a thermocouple is arranged in the substrate (71), and monitor information by the temperature sensor is transmitted to the control unit (90) from time to time. Then, based on the transmitted monitor information, temperature control of the substrate (71) and the substrate (G) is executed by the control unit (90). More specifically, the temperature or flow rate of the temperature control medium supplied from the chiller (86) to the transfer path (87) is adjusted by the control unit (90). Then, the temperature control medium, whose temperature or flow rate has been adjusted, is circulated in the temperature control medium path (72a), thereby executing temperature control of the substrate placement table (70). In addition, the temperature sensor such as a thermocouple may be arranged, for example, in the electrostatic chuck (76).
정전 척(76) 및 기재(71)의 외주와, 대좌(78)의 상면에 의해 단차부가 형성되고, 이 단차부에는, 직사각형 프레임형의 포커스링(79)이 배치되어 있다. 단차부에 포커스링(79)이 설치된 상태에 있어서, 포커스링(79)의 상면 쪽이 정전 척(76)의 상면보다 낮아지도록 설정되어 있다. 포커스링(79)은, 알루미나 등의 세라믹스 또는 석영 등으로 형성된다.A step portion is formed by the outer periphery of the electrostatic chuck (76) and the substrate (71) and the upper surface of the pedestal (78), and a rectangular frame-shaped focus ring (79) is arranged in this step portion. When the focus ring (79) is installed in the step portion, the upper surface of the focus ring (79) is set to be lower than the upper surface of the electrostatic chuck (76). The focus ring (79) is formed of ceramics such as alumina or quartz, etc.
기재(71)의 하면에는, 급전 부재(80)가 접속되어 있다. 급전 부재(80)의 하단에는 급전선(81)이 접속되어 있고, 급전선(81)은 임피던스 정합을 행하는 정합기(82)를 통해 바이어스 전원인 고주파 전원(83)에 접속되어 있다. 기판 배치대(70)에 대하여 고주파 전원(83)으로부터 예컨대 3.2 ㎒의 고주파 전력이 인가됨으로써, RF 바이어스를 발생시켜, 이하에 설명하는 플라즈마 발생용의 소스원인 고주파 전원(56)에서 생성된 이온을 기판(G)에 끌어당길 수 있다. 따라서, 플라즈마 에칭 처리에 있어서는, 에칭 레이트와 에칭 선택비를 함께 높이는 것이 가능해진다. 이와 같이, 기판 배치대(70)는, 기판(G)을 배치하여 RF 바이어스를 발생시키는 바이어스 전극을 형성한다. 이때, 챔버 내부의 접지 전위가 되는 부위가 바이어스 전극의 대향 전극으로서 기능하여, 고주파 전력의 리턴 회로를 구성한다. 또한, 금속창(30)을 고주파 전력의 리턴 회로의 일부로서 구성하여도 좋다.On the lower surface of the substrate (71), a power supply member (80) is connected. A power supply line (81) is connected to the lower end of the power supply member (80), and the power supply line (81) is connected to a high-frequency power supply (83), which is a bias power supply, through a matching device (82) that performs impedance matching. When high-frequency power of, for example, 3.2 MHz is applied to the substrate placement stand (70) from the high-frequency power supply (83), an RF bias is generated, and ions generated from the high-frequency power supply (56), which is a source for plasma generation described below, can be attracted to the substrate (G). Therefore, in the plasma etching process, it becomes possible to increase both the etching rate and the etching selectivity. In this way, the substrate placement stand (70) forms a bias electrode that generates an RF bias by placing the substrate (G). At this time, the part that becomes the ground potential inside the chamber functions as the counter electrode of the bias electrode, thereby forming a return circuit of high-frequency power. In addition, the metal window (30) may be formed as part of the return circuit of high-frequency power.
금속창(30)은, 복수의 분할 금속창(31)에 의해 형성된다. 금속창(30)을 형성하는 분할 금속창(31)의 수(도 2에는 9개가 표시됨)는, 12개, 24개 등, 다양한 개수를 설정할 수 있다.The metal window (30) is formed by a plurality of split metal windows (31). The number of split metal windows (31) forming the metal window (30) (9 shown in FIG. 2) can be set to various numbers, such as 12 or 24.
분할 금속창(31)은, 도체 플레이트(32)와, 샤워 플레이트(34)를 갖는다. 도체 플레이트(32)와 샤워 플레이트(34)는 모두, 비자성으로 도전성을 가지고, 또한 내식성을 갖는 금속 또는 내식성의 표면 가공이 실시된 금속인, 알루미늄이나 알루미늄 합금, 스테인레스강 등에 의해 형성되어 있다. 내식성을 갖는 표면 가공은, 예컨대, 양극 산화 처리나 세라믹스 용사 등이다. 또한, 처리실(S)에 면하는 샤워 플레이트(34)의 노출면(34a)에는, 양극 산화 처리나 세라믹스 용사에 의한 내플라즈마 코팅이 되어 있어도 좋다. 도체 플레이트(32)는 접지선(도시하지 않음)을 통해 접지되어 있고, 샤워 플레이트(34)도 상호 접합되는 도체 플레이트(32)를 통해 접지되어 있다.The split metal window (31) has a conductor plate (32) and a shower plate (34). Both the conductor plate (32) and the shower plate (34) are formed of a non-magnetic, conductive, corrosion-resistant metal or a metal with a corrosion-resistant surface treatment, such as aluminum, an aluminum alloy, or stainless steel. The corrosion-resistant surface treatment is, for example, an anodic oxidation treatment or ceramic spraying. In addition, the exposed surface (34a) of the shower plate (34) facing the processing room (S) may be subjected to a plasma coating by an anodic oxidation treatment or ceramic spraying. The conductor plate (32) is grounded via a grounding wire (not shown), and the shower plate (34) is also grounded via the conductor plate (32) to which it is mutually connected.
금속창(30)을 구성하는 각 분할 금속창(31)은, 복수개의 서스펜더(도시하지 않음)에 의해, 상챔버(13)의 천장판(12)으로부터 현수되어 있다. 각각의 분할 금속창(31)의 상방에는, 절연 부재에 의해 형성되는 스페이서(도시하지 않음)가 배치되고, 상기 스페이서에 의해 도체 플레이트(32)로부터 이격하여 고주파 안테나(51)(유도 결합 안테나의 일례)가 배치되어 있다. 고주파 안테나(51)는 플라즈마의 생성에 기여하며, 구리 등의 양도전성의 금속으로 형성되는 안테나선을, 환형 또는 스파이럴형으로 권취함으로써 형성된다. 예컨대, 환형의 안테나선을 다중으로 배치하여도 좋다. 고주파 안테나(51)는, 분할 금속창(31)의 상면에 배치되어 있음으로써, 분할 금속창(31)을 통해 천장판(12)으로부터 현수되어 있다.Each of the split metal windows (31) constituting the metal window (30) is suspended from the ceiling plate (12) of the upper chamber (13) by a plurality of suspenders (not shown). A spacer (not shown) formed by an insulating material is arranged above each split metal window (31), and a high-frequency antenna (51) (an example of an inductively coupled antenna) is arranged spaced apart from the conductor plate (32) by the spacer. The high-frequency antenna (51) contributes to the generation of plasma and is formed by winding an antenna wire formed of a highly conductive metal such as copper in a ring or spiral shape. For example, multiple ring-shaped antenna wires may be arranged. The high-frequency antenna (51) is suspended from the ceiling plate (12) via the split metal window (31) by being arranged on the upper surface of the split metal window (31).
도체 플레이트(32)의 하면에는, 가스 확산홈(33)이 형성되어 있고, 가스 확산홈(33)과 상단면(32a)을 연통하는 관통 구멍(32b)이 마련되어 있다. 이 관통 구멍(32b)에, 가스 도입관(52)이 매설되어 있다. 샤워 플레이트(34)에는, 도체 플레이트(32)의 가스 확산홈(33)과 처리실(S)에 연통하는, 복수의 가스 토출 구멍(35)이 개설되어 있다. 샤워 플레이트(34)는, 도체 플레이트(32)의 가스 확산홈(33)의 외측의 영역의 하면에 대하여, 금속제의 나사(도시하지 않음)에 의해 체결되어 있다. 또한, 가스 확산홈은, 샤워 플레이트의 상면에 개설되어도 좋다.On the lower surface of the conductor plate (32), a gas diffusion groove (33) is formed, and a through hole (32b) is provided that connects the gas diffusion groove (33) and the upper surface (32a). A gas introduction pipe (52) is embedded in this through hole (32b). On the shower plate (34), a plurality of gas discharge holes (35) are provided that connect the gas diffusion groove (33) of the conductor plate (32) and the processing chamber (S). The shower plate (34) is fastened to the lower surface of the outer region of the gas diffusion groove (33) of the conductor plate (32) by a metal screw (not shown). In addition, the gas diffusion groove may be provided on the upper surface of the shower plate.
각각의 분할 금속창(31)은, 절연 부재(37)에 의해, 지지 프레임(14)이나 인접하는 분할 금속창(31)과 서로 전기적으로 절연되어 있다. 여기서, 절연 부재(37)는, PTFE(Polytetrafluoroethylene) 등의 불소 수지에 의해 형성된다.Each split metal window (31) is electrically insulated from the support frame (14) or the adjacent split metal window (31) by an insulating member (37). Here, the insulating member (37) is formed of a fluorine resin such as PTFE (Polytetrafluoroethylene).
절연 부재(37)의 처리실(S)에 면하는 단면(37a)은, 샤워 플레이트(34)의 처리실(S)에 면하는 노출면(34a)과 동일 평면으로 되어 있고, 절연성을 갖는 커버 부재(38)(제1 커버 부재의 일례)가, 절연 부재(37)의 단면(37a)을 피복하면서, 인접하는 샤워 플레이트(34)의 노출면(34a)에 걸쳐 배치되어 있다. 이 커버 부재(38)는, 알루미나 등의 세라믹스에 의해 형성되어 있다.The cross-section (37a) of the insulating member (37) facing the processing room (S) is flush with the exposed surface (34a) of the shower plate (34) facing the processing room (S), and an insulating cover member (38) (an example of the first cover member) is arranged across the exposed surface (34a) of the adjacent shower plate (34) while covering the cross-section (37a) of the insulating member (37). This cover member (38) is formed of ceramics such as alumina.
절연 부재(37)는, 절연 성능이 높고, 경량인 PTFE 등의 수지에 의해 형성되어 있지만, 알루미나 등의 세라믹스와 비교하여 수지의 내플라즈마성은 높지 않다. 또한, 수지의 표면에 대하여, 양극 산화 처리나 세라믹스 용사에 의한 내플라즈마 코팅을 행하는 것은 어렵다.The insulating member (37) is formed of a resin such as PTFE, which has high insulating performance and is lightweight, but the plasma resistance of the resin is not high compared to ceramics such as alumina. In addition, it is difficult to perform plasma-resistant coating on the surface of the resin by anodizing treatment or ceramic spraying.
그래서, 플라즈마 처리 장치(100)에서는, 절연 부재(37)의 처리실(S)측의 단면(37a)을, 예컨대 세라믹스제의 커버 부재(38)로 피복함으로써, 플라즈마로부터 절연 부재(37)를 보호하고 있다. 지지 프레임(14)과 분할 금속창(31)이나, 인접하는 분할 금속창(31)끼리를 상호 절연하는 각 절연 부재(37)는, 커버 부재(38)에 의해 피복되어 있고, 도 2에 있어서는 처리실(S)측으로부터 시인할 수 없게 되어 있다.Therefore, in the plasma processing device (100), the cross-section (37a) of the insulating member (37) on the processing room (S) side is covered with, for example, a cover member (38) made of ceramics, thereby protecting the insulating member (37) from the plasma. Each insulating member (37) that mutually insulates the support frame (14) and the dividing metal window (31) or adjacent dividing metal windows (31) is covered with the cover member (38), and is made so that it cannot be seen from the processing room (S) side in Fig. 2.
도 2에 나타내는 바와 같이, 각 커버 부재(38)는, 절연 부재(37)를 완전히 피복하면서 교차 영역(J)에 있어서 서로 교차하고 있다. 그리고, 교차 영역(J)에 있어서, 커버 부재(39)(제2 커버 부재의 일례)가 복수의 제1 커버 부재(38)를 피복하고, 금속제의 체결 나사(도 2에는 도시하지 않음)로 분할 금속창(31)에 체결되어, 체결 나사의 나사 머리부를 나사 커버(44)가 피복함으로써, 체결 구조(40)가 형성되어 있다. 이 체결 구조(40)에 관해서는, 이하에 상세하게 설명한다.As shown in Fig. 2, each cover member (38) completely covers the insulating member (37) and intersects with each other in the intersection area (J). Then, in the intersection area (J), the cover member (39) (an example of the second cover member) covers a plurality of the first cover members (38) and is fastened to the split metal window (31) with a metal fastening screw (not shown in Fig. 2), and the screw head of the fastening screw is covered with a screw cover (44), thereby forming a fastening structure (40). This fastening structure (40) will be described in detail below.
도 1로 되돌아가서, 고주파 안테나(51)에는, 상챔버(13)의 상방으로 연장되는 급전 부재(53)가 접속되어 있고, 급전 부재(53)의 상단에는 급전선(54)이 접속되고, 급전선(54)은 임피던스 정합을 행하는 정합기(55)를 통해 고주파 전원(56)에 접속되어 있다.Returning to Fig. 1, a power supply member (53) extending upward from the upper chamber (13) is connected to the high-frequency antenna (51), a power supply line (54) is connected to the upper end of the power supply member (53), and the power supply line (54) is connected to a high-frequency power source (56) through a matching device (55) that performs impedance matching.
고주파 안테나(51)에 대하여 고주파 전원(56)으로부터 예컨대 13.56 ㎒의 고주파 전력이 인가됨으로써, 하챔버(17) 내에 유도 전계가 형성된다. 이 유도 전계에 의해, 샤워 플레이트(34)로부터 처리실(S)에 공급된 처리 가스가 플라즈마화되어 유도 결합형 플라즈마가 생성되고, 플라즈마 중의 이온이 기판(G)에 제공된다.When high frequency power of, for example, 13.56 MHz is applied from a high frequency power source (56) to a high frequency antenna (51), an induced electric field is formed within the lower chamber (17). By this induced electric field, the processing gas supplied from the shower plate (34) to the processing chamber (S) is converted into plasma, thereby generating an inductively coupled plasma, and ions in the plasma are provided to the substrate (G).
고주파 전원(56)은 플라즈마 발생용의 소스원이며, 기판 배치대(70)에 접속되어 있는 고주파 전원(83)은, 발생한 이온을 끌어당겨 운동 에너지를 부여하는 바이어스원이 된다. 이와 같이, 이온 소스원에는 유도 결합을 이용하여 플라즈마를 생성하고, 별도 전원인 바이어스원을 기판 배치대(70)에 접속하여 이온 에너지의 제어를 행함으로써, 플라즈마의 생성과 이온 에너지의 제어가 독립적으로 행해져, 프로세스의 자유도를 높일 수 있다.The high-frequency power source (56) is a source for generating plasma, and the high-frequency power source (83) connected to the substrate placement table (70) serves as a bias source that attracts the generated ions and provides them with kinetic energy. In this way, the ion source generates plasma using inductive coupling, and by connecting a bias source, which is a separate power source, to the substrate placement table (70) to control ion energy, the generation of plasma and the control of ion energy are performed independently, thereby increasing the degree of freedom of the process.
도 1에 나타내는 바와 같이, 각각의 분할 금속창(31)이 갖는 가스 도입관(52)은, 안테나실(A) 내에서 1개소에 합쳐지고, 상방으로 연장되는 가스 도입관(52)은 상챔버(13)의 천장판(12)에 개설되어 있는 공급구(12a)를 기밀하게 관통한다. 그리고, 가스 도입관(52)은, 기밀하게 결합된 가스 공급관(61)을 통해 처리 가스 공급원(64)에 접속되어 있다.As shown in Fig. 1, the gas introduction pipes (52) of each split metal window (31) are combined into one location within the antenna room (A), and the gas introduction pipes (52) extending upward hermetically penetrate the supply port (12a) opened in the ceiling plate (12) of the upper chamber (13). In addition, the gas introduction pipes (52) are connected to a processing gas supply source (64) via a hermetically coupled gas supply pipe (61).
가스 공급관(61)의 도중 위치에는 개폐 밸브(62)와 매스플로우 컨트롤러와 같은 유량 제어기(63)가 개재되어 있다. 가스 공급관(61), 개폐 밸브(62), 유량 제어기(63) 및 처리 가스 공급원(64)에 의해, 처리 가스 공급부(60)가 형성된다. 또한, 가스 공급관(61)은 도중에 분기하고 있으며, 각 분기관에는 개폐 밸브와 유량 제어기 및 처리 가스종에 따른 처리 가스 공급원이 연통하고 있다(도시하지 않음).An on-off valve (62) and a flow controller (63) such as a mass flow controller are interposed at an intermediate position of a gas supply pipe (61). A processing gas supply section (60) is formed by the gas supply pipe (61), the on-off valve (62), the flow controller (63), and the processing gas supply source (64). In addition, the gas supply pipe (61) branches off in the middle, and an on-off valve, a flow controller, and a processing gas supply source according to the type of processing gas are connected to each branch pipe (not shown).
플라즈마 처리에 있어서는, 처리 가스 공급부(60)로부터 공급되는 처리 가스가 가스 공급관(61) 및 가스 도입관(52)을 통해, 각 분할 금속창(31)이 갖는 도체 플레이트(32)의 가스 확산홈(33)에 공급된다. 그리고, 각 가스 확산홈(33)으로부터 각 샤워 플레이트(34)의 가스 토출 구멍(35)을 통해, 처리실(S)에 토출된다.In plasma treatment, the treatment gas supplied from the treatment gas supply unit (60) is supplied to the gas diffusion groove (33) of the conductor plate (32) of each split metal window (31) through the gas supply pipe (61) and the gas introduction pipe (52). Then, the gas is discharged from each gas diffusion groove (33) to the treatment room (S) through the gas discharge hole (35) of each shower plate (34).
또한, 각 분할 금속창(31)이 갖는 가스 도입관(52)이 하나로 합쳐지는 일없이, 각각이 단독으로 처리 가스 공급부(60)에 연통하여, 분할 금속창(31)마다 처리 가스의 공급 제어가 행해져도 좋다. 또한, 금속창(30)의 외측에 위치하는 복수의 분할 금속창(31)이 갖는 가스 도입관(52)이 하나로 합쳐지고, 금속창(30)의 내측에 위치하는 복수의 분할 금속창(31)이 갖는 가스 도입관(52)이 별도로 하나로 합쳐져, 각각의 가스 도입관(52)이 개별로 처리 가스 공급부(60)에 연통하여 처리 가스의 공급 제어가 행해져도 좋다. 즉, 전자의 형태는, 분할 금속창(31)마다 처리 가스의 공급 제어가 실행되는 형태이고, 후자의 형태는, 금속창(30)의 외부 영역과 내부 영역으로 나누어 처리 가스의 공급 제어가 실행되는 형태이다.In addition, the gas introduction pipes (52) of each split metal window (31) may not be combined into one, but may each be individually connected to a processing gas supply unit (60), so that the supply control of the processing gas may be performed for each split metal window (31). In addition, the gas introduction pipes (52) of a plurality of split metal windows (31) located on the outside of the metal window (30) may be combined into one, and the gas introduction pipes (52) of a plurality of split metal windows (31) located on the inside of the metal window (30) may be separately combined into one, so that each gas introduction pipe (52) is individually connected to a processing gas supply unit (60), so that the supply control of the processing gas may be performed. That is, in the former form, the supply control of the processing gas is performed for each split metal window (31), and in the latter form, the supply control of the processing gas is performed by dividing the metal window (30) into an external region and an internal region.
또한, 각 분할 금속창(31)가 고유의 고주파 안테나를 가지고, 각 고주파 안테나에 대하여 개별로 고주파 전력이 인가되는 제어가 실행되어도 좋다.In addition, each split metal window (31) may have its own high-frequency antenna, and control may be performed so that high-frequency power is individually applied to each high-frequency antenna.
제어부(90)는, 플라즈마 처리 장치(100)의 각 구성부, 예컨대, 칠러(86)나, 고주파 전원(59, 83), 처리 가스 공급부(60), 압력계로부터 송신되는 모니터 정보에 기초한 가스 배기부(28) 등의 동작을 제어한다. 제어부(90)는, CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 갖는다. CPU는, RAM이나 ROM의 기억 영역에 저장된 레시피(프로세스 레시피)에 따라, 소정의 처리를 실행한다. 레시피에는, 프로세스 조건에 대한 플라즈마 처리 장치(100)의 제어 정보가 설정되어 있다. 제어 정보에는, 예컨대, 가스 유량이나 처리 용기(20) 내의 압력, 처리 용기(20) 내의 온도나 기재(71)의 온도, 프로세스 시간 등이 포함된다.The control unit (90) controls the operation of each component of the plasma processing device (100), such as the chiller (86), the high-frequency power supply (59, 83), the processing gas supply unit (60), and the gas exhaust unit (28) based on monitor information transmitted from the pressure gauge. The control unit (90) has a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory). The CPU executes a predetermined process according to a recipe (process recipe) stored in the memory area of the RAM or ROM. In the recipe, control information of the plasma processing device (100) for process conditions is set. The control information includes, for example, a gas flow rate, a pressure inside the processing vessel (20), a temperature inside the processing vessel (20), a temperature of the substrate (71), a process time, and the like.
레시피 및 제어부(90)가 적용하는 프로그램은, 예컨대, 하드 디스크나 컴팩트 디스크, 광자기 디스크 등에 기억되어도 좋다. 또한, 레시피 등은, CD-ROM, DVD, 메모리 카드 등의 가반성의 컴퓨터에 의한 판독이 가능한 기억 매체에 수용된 상태로 제어부(90)에 셋트되어, 판독되는 형태여도 좋다. 제어부(90)는 그 외에, 커맨드의 입력 조작 등을 행하는 키보드나 마우스 등의 입력 장치, 플라즈마 처리 장치(100)의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등의 표시 장치 및 프린터 등의 출력 장치라고 하는 사용자 인터페이스를 가지고 있다.The program applied by the recipe and control unit (90) may be stored, for example, in a hard disk, a compact disk, an optical magneto-disk, etc. In addition, the recipe, etc. may be stored in a portable computer-readable storage medium such as a CD-ROM, DVD, or memory card, and set in the control unit (90) and read. In addition, the control unit (90) has a user interface such as an input device such as a keyboard or mouse for performing input operations of commands, a display device such as a display for visualizing the operating status of the plasma processing device (100), and an output device such as a printer.
[제1 실시형태에 따른 체결 구조와 체결 방법][Fastening structure and fastening method according to the first embodiment]
다음에, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 제1 실시형태에 따른 체결 구조와 체결 방법의 일례에 대해서 설명한다. 여기서, 도 3은 도 2의 III부의 확대도이며, 복수의 커버 부재의 교차 영역을 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 IV-IV 화살표 방향에서 본 도면이며, 제1 실시형태에 따른 체결 구조의 일례의 종단면도이다.Next, with reference to FIGS. 2 to 4, an example of a fastening structure and a fastening method according to the first embodiment will be described. Here, FIG. 3 is an enlarged view of section III of FIG. 2, and is a drawing showing an intersection area of a plurality of cover members, and FIG. 4 is a drawing viewed in the direction of arrows IV-IV of FIG. 3, and is a longitudinal cross-sectional view of an example of a fastening structure according to the first embodiment.
도 2에 나타내는 바와 같이, 복수의 제1 커버 부재(38)가 교차하는 각 교차 영역(J)에서는, 제2 커버 부재(39)가 복수의 제1 커버 부재(38)를 피복하고, 제2 커버 부재(39)와 제1 커버 부재(38)가 적층된 상태로 분할 금속창(31)에 체결됨으로써, 체결 구조(40)가 형성되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 평면에서 보아 T자형으로 교차하는 2개의 절연 부재(37)를, 3개의 제1 커버 부재(38)가 피복하고, 각 제1 커버 부재(38)의 단부가 교차 영역(J)에 있어서 상호 약간 간극(H)을 가지고 배치되어 있다.As shown in Fig. 2, in each intersection area (J) where a plurality of first cover members (38) intersect, a second cover member (39) covers a plurality of first cover members (38), and the second cover members (39) and the first cover members (38) are laminated and fastened to a split metal window (31), thereby forming a fastening structure (40). As shown in Fig. 3, three first cover members (38) cover two insulating members (37) that intersect in a T shape when viewed from the plane, and the ends of each first cover member (38) are arranged with a slight gap (H) between them in the intersection area (J).
도 3에 있어서, 종방향으로 연장되는 중앙의 제1 커버 부재(38A)의 단부는, 그 좌우가 절결되어 있고, 이 절결되어 있는 영역에 대하여, 좌우의 제1 커버 부재(38B, 30C)의 단부가 간극(H)을 가진 상태로 헐겁게 끼워져 있다.In Fig. 3, the end of the central first cover member (38A) extending in the longitudinal direction is cut off on the left and right sides, and the end of the left and right first cover members (38B, 30C) are loosely fitted with a gap (H) in the cut-off area.
제1 커버 부재(38)의 단변 방향의 폭 치수는, 절연 부재(37)를 피복하며, 또한 절연 부재(37)의 측방에 있는 분할 금속창(31)의 둘레 가장자리에 걸쳐 배치되는 치수로 설정되어 있다. 그 때문에, 제1 커버 부재(38)의 측방으로부터 플라즈마가 진입한 경우라도, 절연 부재(37)에의 플라즈마의 도달이 억제된다.The width dimension of the short side of the first cover member (38) is set to a dimension that covers the insulating member (37) and is arranged over the peripheral edge of the split metal window (31) on the side of the insulating member (37). Therefore, even if plasma enters from the side of the first cover member (38), the plasma is suppressed from reaching the insulating member (37).
교차 영역(J)에 있어서, 각 제1 커버 부재(38)의 단부를 피복하도록 하여 제2 커버 부재(39)가 배치되어 있다. 이하에 상세하게 설명하는 바와 같이, 제2 커버 부재(39)는, 세라믹스제의 커버 부재, 또는, 금속제의 베이스부의 표면에 세라믹스 용사막이 형성되어 있는 커버 부재이다. 이와 같이, 교차 영역(J)에 있어서, 각 제1 커버 부재(38)의 단부와, 단부 사이의 간극(H)이 제2 커버 부재(39)로 완전히 피복되어 있음으로써, 간극(H)에의 플라즈마의 진입이 억지된다.In the intersection area (J), the second cover member (39) is arranged so as to cover the end portion of each first cover member (38). As described in detail below, the second cover member (39) is a cover member made of ceramics, or a cover member having a ceramic sprayed film formed on the surface of a metal base portion. In this way, in the intersection area (J), the end portion of each first cover member (38) and the gap (H) between the ends are completely covered with the second cover member (39), thereby preventing plasma from entering the gap (H).
도 4에 나타내는 바와 같이, 분할 금속창(31)을 형성하는 샤워 플레이트(34)의 처리실(S)에 면하는 노출면(34a)과, 절연 부재(37)의 단면(37a)을, 세라믹스제의 제1 커버 부재(38)가 피복하고, 제1 커버 부재(38)의 표면에 동일하게 세라믹스제의 제2 커버 부재(39)가 적층되어 있다.As shown in Fig. 4, the exposed surface (34a) facing the processing room (S) of the shower plate (34) forming the split metal window (31) and the cross-section (37a) of the insulating member (37) are covered with a first cover member (38) made of ceramics, and a second cover member (39) made of ceramics is laminated in the same manner on the surface of the first cover member (38).
제1 커버 부재(38)와 제2 커버 부재(39)는 각각, 관통 구멍(38a, 39a)을 구비하고 있다. 또한, 샤워 플레이트(34)도 관통 구멍(34b)을 구비하고, 도체 플레이트(32)는 나사 구멍(32c)을 구비하고 있고, 관통 구멍(34b)과 나사 구멍(32c)은 연통하고 있다.The first cover member (38) and the second cover member (39) each have through holes (38a, 39a). In addition, the shower plate (34) also has a through hole (34b), and the conductor plate (32) has a screw hole (32c), and the through hole (34b) and the screw hole (32c) are in communication.
샤워 플레이트(34)의 노출면(34a)과 절연 부재(37)의 단면(37a)을, 상호 적층한 제1 커버 부재(38)와 제2 커버 부재(39)가 피복하고, 관통 구멍(38a, 39a, 34b)과 나사 구멍(32c)이 서로 연통하며, 형성되는 연통 구멍에 대하여 금속제의 체결 나사(41)가 삽입 관통되어 있다.The exposed surface (34a) of the shower plate (34) and the cross-section (37a) of the insulating member (37) are covered with a first cover member (38) and a second cover member (39) that are laminated with each other, through holes (38a, 39a, 34b) and screw holes (32c) are connected to each other, and a metal fastening screw (41) is inserted and penetrated into the formed connecting holes.
체결 나사(41)는, 나사 머리부(42)와 나사 축부(43)를 가지고, 나사 축부(43)의 선단에는, 나사 축부(43)의 일반부보다 직경 축소된 선단 돌출 나사(43a)가 마련되어 있다. 관통 구멍(38a, 39a, 34b)에 의해 형성되는 연통 구멍에 대하여 체결 나사(41)가 삽입 관통되어, 나사 구멍(32c)에 대하여 선단 돌출 나사(43a)가 나사 결합됨으로써, 분할 금속창(31)에 대하여, 제1 커버 부재(38)와 제2 커버 부재(39)가 체결 나사(41)를 통해 체결된다.The fastening screw (41) has a screw head portion (42) and a screw shaft portion (43), and a tip-end protruding screw (43a) having a diameter reduced from that of the general portion of the screw shaft portion (43) is provided at the tip end of the screw shaft portion (43). The fastening screw (41) is inserted and penetrated into a connecting hole formed by the through holes (38a, 39a, 34b), and the tip-end protruding screw (43a) is screw-connected to the screw hole (32c), whereby the first cover member (38) and the second cover member (39) are fastened to the split metal window (31) via the fastening screw (41).
체결 나사(41)가 구비하는 나사 머리부(42)는, 나사 커버(44)에 의해 피복된다. 나사 커버(44)는, 나사 머리부(42)와 접촉하는 금속제의 제1 베이스부(45)와, 제1 베이스부(45)의 표면의 적어도 일부를 피복하는 세라믹스 용사막인 제1 보호막(46)을 구비하고 있다. 여기서, 「제1 베이스부(45)의 표면의 적어도 일부」란, 제1 베이스부(45)의 표면 중, 적어도 처리실(S)에 노출되어 플라즈마에 노출되는 표면을 포함하는 것을 의미하고 있다.The screw head (42) of the fastening screw (41) is covered by a screw cover (44). The screw cover (44) has a first base portion (45) made of metal that comes into contact with the screw head (42), and a first protective film (46) that is a ceramic spray film that covers at least a portion of the surface of the first base portion (45). Here, “at least a portion of the surface of the first base portion (45)” means including at least a surface of the first base portion (45) that is exposed to the treatment chamber (S) and exposed to plasma.
나사 머리부(42)의 측면에는, 제1 나사홈(42a)이 형성되어 있다. 한편, 나사 커버(44)의 제1 베이스부(45)는 오목부(45a)를 구비하고, 오목부(45a)의 벽면에는 제2 나사홈(45b)이 형성되어 있다. 그리고, 제1 나사홈(42a)과 제2 나사홈(45b)을 나사 결합함으로써, 오목부(45a)가 나사 머리부(42)를 피복한 상태로 나사 머리부(42)에 나사 커버(44)가 고정된다.On the side of the screw head (42), a first screw groove (42a) is formed. Meanwhile, the first base portion (45) of the screw cover (44) has a concave portion (45a), and a second screw groove (45b) is formed on the wall surface of the concave portion (45a). Then, by screwing the first screw groove (42a) and the second screw groove (45b), the screw cover (44) is fixed to the screw head (42) in a state where the concave portion (45a) covers the screw head (42).
이상과 같이, 샤워 플레이트(34)의 노출면(34a)과 절연 부재(37)의 단면(37a)을, 상호 적층한 제1 커버 부재(38)와 제2 커버 부재(39)가 피복하고, 체결 나사(41)를 통해 제1 커버 부재(38)와 제2 커버 부재(39)가 분할 금속창(31)에 대하여 체결된다. 그리고, 체결 나사(41)가 구비하는 나사 머리부(42)를 나사 커버(44)가 피복함으로써, 체결 구조(40)가 형성된다.As described above, the exposed surface (34a) of the shower plate (34) and the cross-section (37a) of the insulating member (37) are covered by the first cover member (38) and the second cover member (39) that are laminated with each other, and the first cover member (38) and the second cover member (39) are fastened to the split metal window (31) through the fastening screw (41). Then, the fastening structure (40) is formed by covering the screw head (42) provided by the fastening screw (41) with the screw cover (44).
여기서, 제1 베이스부(45)는, 분할 금속창(31)과 동일하게, 비자성으로 도전성을 갖는 금속인, 알루미늄이나 알루미늄 합금, 스테인레스강 등에 의해 형성되어 있다. 그 중에서도, 내식성을 고려하면, 에칭 가스인, BCl3(3염화붕소) 가스, Cl2(염소) 가스 등의 염소계 가스에 대한 내식성이 양호한 스테인레스강이 바람직하다.Here, the first base portion (45) is formed of a non-magnetic conductive metal, such as aluminum, an aluminum alloy, or stainless steel, similarly to the split metal window (31). Among these, considering corrosion resistance, stainless steel is preferable because it has good corrosion resistance to chlorine-based gases, such as BCl 3 (boron trichloride) gas and Cl 2 (chlorine) gas, which are etching gases.
한편, 제1 보호막(46)은, 내플라즈마성이 높은 세라믹스 용사막에 의해 형성되어 있고, 이 세라믹스로서는, 이트륨 함유 세라믹스가 적용된다. 이트륨 함유 세라믹스로서는, Y2O3(이트리아), YOF(옥시불화이트륨), YF3(불화이트륨) 등 중 어느 1종, 또는 이들의 혼합물이 적용된다. 또한, 이트륨 함유 세라믹스 이외의 세라믹스와 이트륨 함유 세라믹스를 혼합한 용사막이어도 좋다.Meanwhile, the first protective film (46) is formed by a ceramic coating having high plasma resistance, and as the ceramic, yttrium-containing ceramics are used. As the yttrium-containing ceramic, any one of Y 2 O 3 (yttria), YOF (yttrium oxyfluoride), YF 3 (yttrium fluoride), etc., or a mixture thereof, is used. In addition, a coating that mixes ceramics other than yttrium-containing ceramics and yttrium-containing ceramics may also be used.
또한, 제1 보호막(46)의 표면을, 표면 거칠기가 7 ㎛ 정도인 애즈 스프레이면(as-sprayed surface)으로 함으로써, 제1 보호막(46)의 디포지션 캣치 성능이 높아져, 부착된 디포지션의 박리를 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 「디포지션」은, 플라즈마 처리 장치(100)가 실행하는 플라즈마 처리에 있어서 도입한 프리커서 가스나 생성된 반응 생성물 등의 부착물이다.In addition, by making the surface of the first protective film (46) an as-sprayed surface having a surface roughness of about 7 ㎛, the deposition catch performance of the first protective film (46) is improved, so that peeling of the attached deposition can be effectively suppressed. In addition, the "deposition" is an attachment such as a precursor gas or a generated reaction product introduced in the plasma processing performed by the plasma processing device (100).
종래의 체결 구조에서는, 금속제의 체결 나사의 나사 머리부를, 세라믹스제의 나사 커버(세라믹스 캡)가 피복하고 있다. 세라믹스 캡에 의해, 체결 나사의 나사 머리부가 플라즈마로부터 보호되고 있지만, 세라믹스 캡은 도전성이 없기 때문에, 세라믹스 캡에는 수직 방향의 전계가 발생하지 않는다. 또한, 세라믹스 캡이 덮고 있는 나사 머리부에 의해 발생하는 전계도, 세라믹스 캡을 투과하기 어렵고, 투과하더라도 매우 약해진다. 그 때문에, 세라믹스 캡에 의해 체결 나사의 나사 머리부는 플라즈마로부터 보호되는 한편으로, 세라믹스 캡의 표면에는 디포지션이 부착하기 쉬워진다. 세라믹스 캡의 표면에 부착된 디포지션이 박리됨으로써, 파티클의 발생으로 이어질 수 있다.In a conventional fastening structure, a screw head of a metal fastening screw is covered with a ceramic screw cover (ceramic cap). The screw head of the fastening screw is protected from plasma by the ceramic cap, but since the ceramic cap is not conductive, a vertical electric field does not occur in the ceramic cap. In addition, the electric field generated by the screw head covered by the ceramic cap has difficulty penetrating the ceramic cap, and even if it does, it is very weak. Therefore, while the screw head of the fastening screw is protected from plasma by the ceramic cap, depositions are likely to adhere to the surface of the ceramic cap. When the depositions adhered to the surface of the ceramic cap are peeled off, this can lead to the generation of particles.
그래서, 체결 구조(40)에서는, 나사 머리부(42)와 접촉하는 금속제의 제1 베이스부(45)와, 제1 베이스부(45)의 적어도 플라즈마에 노출되는 표면을 피복하는 세라믹스제의 제1 보호막(46)을 갖는 나사 커버(44)를 적용함으로써, 나사 커버(44)를 체결 나사(41)를 통해 분할 금속창(31)과 동전위로 할 수 있다.Therefore, in the fastening structure (40), by applying a screw cover (44) having a first base portion (45) made of metal that comes into contact with the screw head portion (42) and a first protective film (46) made of ceramics that covers at least the surface of the first base portion (45) exposed to plasma, the screw cover (44) can be brought into the same potential as the split metal window (31) through the fastening screw (41).
나사 커버(44)가 분할 금속창(31)과 동전위가 됨으로써, 나사 커버(44)에는 수직 방향의 전계가 발생하고, 플라즈마에 의한 스퍼터력에 의해 나사 커버(44)의 표면에의 디포지션의 부착을 억제할 수 있다. 나사 커버(44)의 표면을 덮는 제1 보호막(46)은, 세라믹스 용사막으로서 절연성의 재료이지만, 세라믹스 용사막의 두께가 얇기 때문에, 제1 베이스부(45)에 발생하는 전계가 충분한 강도를 가지고 세라믹스 용사막을 투과하여 플라즈마를 끌어당길 수 있다. 그리고, 디포지션의 부착 억제에 의해, 디포지션이 벗겨지는 것에 기인하는 파티클을 경감할 수 있게 된다. 또한, 파티클의 경감에 의해, 플라즈마 처리 장치(100)의 메인터넌스 주기를 장기화할 수 있게 된다.Since the screw cover (44) has the same potential as the split metal window (31), a vertical electric field is generated in the screw cover (44), and the adhesion of the deposition to the surface of the screw cover (44) can be suppressed by the sputtering force by the plasma. The first protective film (46) covering the surface of the screw cover (44) is an insulating material as a ceramic sprayed film, but since the thickness of the ceramic sprayed film is thin, the electric field generated in the first base portion (45) has sufficient strength to penetrate the ceramic sprayed film and attract the plasma. In addition, by suppressing the adhesion of the deposition, particles caused by the deposition being peeled off can be reduced. In addition, by reducing the particles, the maintenance cycle of the plasma processing device (100) can be extended.
여기서, 체결 구조(40)의 형성 방법(실시형태에 따른 체결 방법)에 대해서 대략 설명한다.Here, the method of forming the fastening structure (40) (fastening method according to the embodiment) is roughly explained.
이 체결 방법은, 플라즈마를 생성하는 처리 용기(20)의 내부에 배치되며, 플라즈마에 노출되는 노출면을 구비하고 있는 복수의 금속 부재에 대하여, 복수의 금속 부재의 노출면에 걸쳐 배치되는 커버 부재를 체결하는 방법이다. 여기서, 플라즈마에 노출되는 노출면이란, 예컨대, 샤워 플레이트(34)의 노출면(34a)이다. 또한, 복수의 금속 부재란, 예컨대, 복수의 분할 금속창(31)이다. 또한, 커버 부재란, 예컨대, 상호 적층하는 세라믹스제의 제1 커버 부재(38)와 제2 커버 부재(39)이다.This fastening method is a method of fastening a cover member that is arranged across the exposed surfaces of a plurality of metal members, which are arranged inside a processing vessel (20) that generates plasma and have exposed surfaces exposed to plasma. Here, the exposed surface exposed to plasma is, for example, an exposed surface (34a) of a shower plate (34). In addition, the plurality of metal members is, for example, a plurality of split metal windows (31). In addition, the cover member is, for example, a first cover member (38) and a second cover member (39) made of ceramics that are mutually laminated.
이 방법에 있어서, 분할 금속창(31) 등의 금속 부재는, 나사 구멍(예컨대, 도체 플레이트(32)의 나사 구멍(32c))을 구비하고, 제1 커버 부재(38)와 제2 커버 부재(39)는, 절연성을 가지며 관통 구멍(38a, 39a)을 구비하고 있다.In this method, the metal member such as the split metal window (31) has a screw hole (e.g., a screw hole (32c) of the conductor plate (32)), and the first cover member (38) and the second cover member (39) have insulating properties and have through holes (38a, 39a).
체결 방법은, 나사 머리부(42)를 구비하고 있는 금속제의 체결 나사(41)를, 관통 구멍(38a, 39a)을 관통시켜 나사 구멍(32c)에 나사 결합함으로써, 커버 부재(38, 39)를 금속 부재인 분할 금속창(31)에 체결하는 공정을 갖는다.The fastening method includes a process of fastening a cover member (38, 39) to a metal member, a split metal window (31), by screwing a metal fastening screw (41) having a screw head (42) through a through hole (38a, 39a) and into a screw hole (32c).
또한, 체결 방법은, 금속제의 제1 베이스부(45)와, 제1 베이스부(45)의 표면의 적어도 일부를 피복하는 세라믹스 용사막인 제1 보호막(46)을 구비하는 나사 커버(44)를, 나사 머리부(42)에 피복하는 공정을 갖는다.In addition, the fastening method has a process of covering a screw head (42) with a screw cover (44) having a first base portion (45) made of metal and a first protective film (46) which is a ceramic coating that covers at least a portion of the surface of the first base portion (45).
이 체결 방법에 따르면, 나사 커버(44)의 표면에의 디포지션의 부착을 억제할 수 있고, 디포지션이 벗겨지는 것에 기인하는 파티클을 경감할 수 있는 체결 구조(40)를 형성할 수 있다.According to this fastening method, a fastening structure (40) can be formed that can suppress the attachment of deposition to the surface of the screw cover (44) and reduce particles caused by peeling off of the deposition.
[제2 실시형태에 따른 체결 구조][Contracting structure according to the second embodiment]
다음에, 도 5를 참조하여, 제2 실시형태에 따른 체결 구조의 일례에 대해서 설명한다. 여기서, 도 5는 도 4에 상당하는 도면이며, 제2 실시형태에 따른 체결 구조의 일례의 종단면도이다.Next, with reference to Fig. 5, an example of a fastening structure according to the second embodiment will be described. Here, Fig. 5 is a drawing corresponding to Fig. 4, and is a longitudinal cross-sectional view of an example of a fastening structure according to the second embodiment.
도 5에 나타내는 체결 구조(40A)는, 제2 커버 부재(39A)가, 제1 커버 부재(38)와 제1 베이스부(45)에 접촉하는 금속제의 제2 베이스부(39B)와, 제2 베이스부(39B)의 표면의 적어도 일부를 피복하는 세라믹스 용사막에 의해 형성되어 있는 제2 보호막(39C)을 구비하고 있는 점에서, 체결 구조(40)와 차이한다. 여기서, 「제2 베이스부(39B)의 표면의 적어도 일부」란, 제2 베이스부(39B)의 표면 중, 적어도 처리실(S)에 노출되어 플라즈마에 노출되는 표면을 포함하는 것을 의미하고 있다.The fastening structure (40A) shown in Fig. 5 differs from the fastening structure (40) in that the second cover member (39A) has a second base member (39B) made of metal that comes into contact with the first cover member (38) and the first base member (45), and a second protective film (39C) formed by a ceramic spray film that covers at least a portion of the surface of the second base member (39B). Here, “at least a portion of the surface of the second base member (39B)” means including at least a surface of the second base member (39B) that is exposed to the processing chamber (S) and exposed to plasma.
제2 베이스부(39B)는, 분할 금속창(31)과 동일하게, 비자성으로 도전성을 갖는 금속인, 알루미늄이나 알루미늄 합금, 스테인레스강 등에 의해 형성되어 있다. 그 중에서도, 내식성을 고려하면, 에칭 가스인, BCl3(3염화붕소) 가스, Cl2(염소) 가스 등의 염소계 가스에 대한 내식성이 양호한 스테인레스강이 바람직하다.The second base portion (39B) is formed of a non-magnetic conductive metal, such as aluminum, an aluminum alloy, or stainless steel, similarly to the split metal window (31). Among these, considering corrosion resistance, stainless steel is preferable because it has good corrosion resistance to chlorine-based gases, such as BCl 3 (boron trichloride) gas and Cl 2 (chlorine) gas, which are etching gases.
한편, 제2 보호막(39C)은, 내플라즈마성이 높은 세라믹스 용사막에 의해 형성되어 있고, 이 세라믹스로서는, 이트륨 함유 세라믹스가 적용된다. 이트륨 함유 세라믹스로서는, Y2O3(이트리아), YOF(옥시불화이트륨), YF3(불화이트륨) 등 중 어느 1종, 또는 이들의 혼합물이 적용된다. 또한, 이트륨 함유 세라믹스 이외의 세라믹스와 이트륨 함유 세라믹스를 혼합한 용사막이어도 좋다.Meanwhile, the second protective film (39C) is formed by a highly plasma-resistant ceramic spray film, and as the ceramic, yttrium-containing ceramics are used. As the yttrium-containing ceramic, any one of Y 2 O 3 (yttria), YOF (yttrium oxyfluoride), YF 3 (yttrium fluoride), etc., or a mixture thereof, is used. In addition, a spray film that mixes ceramics other than yttrium-containing ceramics and yttrium-containing ceramics may also be used.
체결 구조(40A)에 따르면, 제2 커버 부재(39A)를 구성하는 금속제의 제2 베이스부(39B)가, 나사 커버(44)를 구성하는 금속제의 제1 베이스부(45) 또는 제1 베이스부(45)와 나사 결합하는 나사 머리부(42)와 접촉함으로써, 제2 커버 부재(39A)와 나사 커버(44)가 분할 금속창(31)과 동전위가 된다. 이에 의해, 제2 커버 부재(39A)와 나사 커버(44)에는 수직 방향의 전계가 발생하고, 플라즈마에 의한 스퍼터력에 의해 제2 커버 부재(39A)와 나사 커버(44)의 표면에의 디포지션의 부착을 억제할 수 있다. 그 때문에, 디포지션의 부착 억제 효과가 한층 더 광범위하게 미치게 되어, 디포지션이 벗겨지는 것에 기인하는 파티클의 경감 효과가 한층 더 높여진다.According to the fastening structure (40A), the second base portion (39B) made of metal constituting the second cover member (39A) comes into contact with the first base portion (45) made of metal constituting the screw cover (44) or the screw head portion (42) that is screw-connected with the first base portion (45), so that the second cover member (39A) and the screw cover (44) have the same potential as the split metal window (31). As a result, a vertical electric field is generated in the second cover member (39A) and the screw cover (44), and the attachment of the deposition to the surfaces of the second cover member (39A) and the screw cover (44) can be suppressed by the sputtering force by the plasma. Therefore, the attachment suppression effect of the deposition becomes even more widespread, and the particle reduction effect caused by the peeling off of the deposition is further enhanced.
[제3 실시형태에 따른 체결 구조][Contracting structure according to the third embodiment]
다음에, 도 6을 참조하여, 제3 실시형태에 따른 체결 구조의 일례에 대해서 설명한다. 여기서, 도 6은 제3 실시형태에 따른 체결 구조의 일례의 종단면도이다.Next, with reference to Fig. 6, an example of a fastening structure according to the third embodiment will be described. Here, Fig. 6 is a longitudinal cross-sectional view of an example of a fastening structure according to the third embodiment.
교차 영역(J)에 있어서, 인접하는 분할 금속창(31)에 걸쳐 2개의 체결 나사로 커버 부재(38, 39A)가 고정되어 있는 경우, 제2 커버 부재(39A)가 금속제임으로써, 인접하는 분할 금속창(31)이 제2 커버 부재(39A) 및 2개의 체결 나사(41)를 통해 전기적으로 도통해 버린다.In the intersection area (J), when the cover member (38, 39A) is secured across the adjacent split metal window (31) with two fastening screws, since the second cover member (39A) is made of metal, the adjacent split metal window (31) is electrically connected through the second cover member (39A) and the two fastening screws (41).
그래서, 체결 구조(40B)에서는, 중심선(CL)의 좌우에 있는 2개의 체결 나사(41) 중, 적어도 한쪽의 체결 나사(41)의 나사 머리부(42)와 제2 커버 부재(39A) 사이에 절연 부재(49)를 구비하는 형태이다.Therefore, in the fastening structure (40B), an insulating member (49) is provided between the screw head (42) of at least one of the two fastening screws (41) on the left and right of the center line (CL) and the second cover member (39A).
체결 구조(40B)에 따르면, 인접하는 분할 금속창(31)에 걸쳐 2개의 체결 나사(41)로 커버 부재(38, 39A)가 고정되어 있는 경우에 있어서, 인접하는 분할 금속창(31)끼리의 전기적 도통이 해소된다.According to the fastening structure (40B), when the cover member (38, 39A) is fastened with two fastening screws (41) across the adjacent split metal windows (31), the electrical conductivity between the adjacent split metal windows (31) is eliminated.
[제4 실시형태에 따른 체결 구조][Contracting structure according to the fourth embodiment]
다음에, 도 7을 참조하여, 제4 실시형태에 따른 체결 구조의 일례에 대해서 설명한다. 여기서, 도 7은 제4 실시형태에 따른 체결 구조의 일례의 종단면도이다.Next, with reference to Fig. 7, an example of a fastening structure according to the fourth embodiment will be described. Here, Fig. 7 is a longitudinal cross-sectional view of an example of a fastening structure according to the fourth embodiment.
제3 실시형태에 따른 체결 구조(40B)와 동일하게, 교차 영역(J)에 있어서, 인접하는 분할 금속창(31)에 걸쳐 2개의 체결 나사로 커버 부재(38, 39A)가 고정되어 있는 경우, 인접하는 분할 금속창(31)이 제2 커버 부재(39A) 및 2개의 체결 나사(41)를 통해 전기적으로 도통해 버린다.In the same manner as the fastening structure (40B) according to the third embodiment, when the cover member (38, 39A) is fastened with two fastening screws across the adjacent split metal window (31) in the intersection area (J), the adjacent split metal window (31) becomes electrically conductive through the second cover member (39A) and the two fastening screws (41).
그래서, 체결 구조(40C)에서는, 중심선(CL)의 좌우에 있는 2개의 체결 나사 중 적어도 한쪽의 체결 나사(도시예는 우측의 체결 나사)에, 절연 재료로 형성되어 있는 나사 머리부(42A) 및 나사 축부(43A)를 구비한 체결 나사(41A)가 적용되어 있는 형태이다.Therefore, in the fastening structure (40C), a fastening screw (41A) having a screw head portion (42A) and a screw shaft portion (43A) formed of an insulating material is applied to at least one of the two fastening screws on the left and right of the center line (CL) (the fastening screw on the right in the illustrated example).
체결 구조(40C)에 따르면, 인접하는 분할 금속창(31)에 걸쳐 2개의 체결 나사(41, 41A)로 커버 부재(38, 39A)가 고정되어 있는 경우에 있어서, 인접하는 분할 금속창(31)끼리의 전기적 도통이 해소된다.According to the fastening structure (40C), when the cover member (38, 39A) is fastened with two fastening screws (41, 41A) across the adjacent split metal windows (31), the electrical conductivity between the adjacent split metal windows (31) is eliminated.
[제5 실시형태에 따른 체결 구조][Contracting structure according to the fifth embodiment]
다음에, 도 8을 참조하여, 제5 실시형태에 따른 체결 구조의 일례에 대해서 설명한다. 여기서, 도 8은 제5 실시형태에 따른 체결 구조의 일례의 종단면도이다.Next, with reference to Fig. 8, an example of a fastening structure according to the fifth embodiment will be described. Here, Fig. 8 is a longitudinal cross-sectional view of an example of a fastening structure according to the fifth embodiment.
본 실시형태의 체결 구조는, 상기 체결 구조(40, 40A, 40B, 40C)에 대하여, 스프링 나사 구조를 적용한 형태이다. 이 스프링 나사 구조는, 관통 구멍(38a, 39a)의 내부 중, 나사 구멍(32c)에 대응하는 위치의 바닥부에, 관통 구멍(48a)을 갖는 스프링 홀더(48)가 배치되고, 스프링 홀더의 내부에 코일 스프링(47)이 배치되는 형태이다.The fastening structure of the present embodiment is a form in which a spring screw structure is applied to the fastening structure (40, 40A, 40B, 40C) described above. This spring screw structure is a form in which a spring holder (48) having a through hole (48a) is arranged at the bottom portion of the inside of the through hole (38a, 39a) at a position corresponding to the screw hole (32c), and a coil spring (47) is arranged inside the spring holder.
체결 나사(41)는 코일 스프링(47)과 스프링 홀더(48)의 바닥부의 관통 구멍(48a)을 관통하여, 나사 구멍(32c)에 대하여 선단 돌출 나사(43a)가 나사 결합됨으로써 체결된다. 이때, 스프링 홀더(48)는 나사 머리부(42)에 의해 나사 축부(43)의 축 방향으로 압축된다. 또한, 나사 커버(44)는, 나사 머리부(42)에 대하여가 아니라, 스프링 홀더(48)에 대하여 부착된다.The fastening screw (41) penetrates the through hole (48a) of the bottom of the coil spring (47) and the spring holder (48), and is fastened by screwing the tip protruding screw (43a) into the screw hole (32c). At this time, the spring holder (48) is compressed in the axial direction of the screw shaft (43) by the screw head (42). In addition, the screw cover (44) is attached to the spring holder (48), not to the screw head (42).
스프링 홀더(48)의 상단에 있어서의 외측 측방에는, 나사홈(48b)이 마련되어 있으며, 나사 커버(44)의 오목부(45a)에 마련된 제2 나사홈(45b)과 나사 결합한다. 나사 머리부(42)와 나사 커버(44)는, 직접 접촉하지 않는다.A screw groove (48b) is provided on the outer side of the upper portion of the spring holder (48), and is screw-connected with a second screw groove (45b) provided in a concave portion (45a) of the screw cover (44). The screw head (42) and the screw cover (44) do not come into direct contact.
상기 구조를 구비한 체결 구조(40D)에 의해, 진공화 시의 압력차에 의한 변형이나, 열에 의한 변형을 코일 스프링(47)에 의해 흡수할 수 있어, 세라믹스로 형성된 커버 부재(38, 39)의 균열 등에 기인하는 파손을 방지할 수 있다.By means of the fastening structure (40D) equipped with the above structure, deformation due to pressure difference during vacuuming or deformation due to heat can be absorbed by the coil spring (47), thereby preventing damage caused by cracks in the cover member (38, 39) formed of ceramics.
상기 실시형태에 예를 든 구성 등에 대하여, 그 외의 구성 요소가 조합되는 등에 의한 다른 실시형태여도 좋고, 또한, 본 개시는 여기서 나타낸 구성에 전혀 한정되는 것이 아니다. 이 점에 관해서는, 본 개시의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 변경하는 것이 가능하고, 그 응용 형태에 따라 적절하게 정할 수 있다.Regarding the configurations exemplified in the above embodiments, other embodiments may be possible by combining other components, and further, the present disclosure is not limited at all to the configurations shown herein. In this regard, changes may be made within a range that does not deviate from the spirit of the present disclosure, and may be appropriately determined according to the form of application.
예컨대, 도시예의 플라즈마 처리 장치(100)는 유도 결합형의 플라즈마 처리 장치로서 설명하였지만, 다른 형태의 플라즈마 처리 장치여도 좋다. 구체적으로는, 전자 사이클로트론 공명 플라즈마(Electron Cyclotron resonance Plasma; ECP)나 헬리콘파 여기 플라즈마(Helicon Wave Plasma; HWP), 평행 평판 플라즈마(Capacitively coupled Plasma; CCP)를 들 수 있다. 또한, 마이크로파 여기 표면파 플라즈마(Surface Wave Plasma; SWP)를 들 수 있다. 이들 플라즈마 처리 장치는, ICP를 포함하여, 어느 것이나 이온 플럭스와 이온 에너지를 독립적으로 제어할 수 있어, 에칭 형상이나 선택성을 자유롭게 제어할 수 있으며, 1011 내지 1013 ㎝-3 정도로 높은 전자 밀도가 얻어진다.For example, although the plasma processing device (100) of the city example has been described as an inductively coupled plasma processing device, it may be a plasma processing device of another type. Specifically, an electron cyclotron resonance plasma (ECP), a helicon wave plasma (HWP), or a capacitively coupled plasma (CCP) may be mentioned. In addition, a microwave excited surface wave plasma (SWP) may be mentioned. Any of these plasma processing devices, including an ICP, can independently control the ion flux and ion energy, so that the etching shape or selectivity can be freely controlled, and an electron density as high as about 10 11 to 10 13 cm -3 can be obtained.
20: 처리 용기
31: 분할 금속창(금속 부재)
34a: 노출면
38: 커버 부재(제1 커버 부재)
38a: 관통 구멍
39, 39A: 커버 부재(제2 커버 부재)
39a: 관통 구멍
40, 40A: 체결 구조
41: 체결 나사
42: 나사 머리부
44: 나사 커버
45: 제1 베이스부
46: 제1 보호막20: Processing container
31: Split metal window (metal part)
34a: exposed surface
38: Absence of cover (first cover member)
38a: Through hole
39, 39A: Cover member (second cover member)
39a: Through hole
40, 40A: Fastening structure
41: Fastening screw
42: Screw head
44: Screw cover
45: 1st base section
46: 1st shield
Claims (12)
복수의 상기 금속 부재의 상기 노출면에 걸쳐 배치되며, 절연성을 가지고, 관통 구멍을 구비하고 있는, 커버 부재와,
나사 머리부를 구비하며, 상기 관통 구멍을 관통하여 상기 나사 구멍에 나사 결합함으로써 상기 커버 부재를 상기 금속 부재에 체결하는, 금속제의 체결 나사, 그리고
상기 나사 머리부를 피복하고, 오목부를 구비하는 나사 커버
를 가지고,
상기 나사 커버는, 상기 나사 머리부와 접촉하는 금속제의 제1 베이스부와, 상기 제1 베이스부의 표면의 적어도 일부를 피복하는 세라믹스 용사막인 제1 보호막을 구비하고,
상기 나사 머리부의 측면에는, 제1 나사홈이 형성되고,
상기 나사 커버의 상기 오목부의 벽면에는 제2 나사홈이 형성되어 있고,
상기 제1 나사홈과 상기 제2 나사홈이 나사 결합하고, 상기 체결 나사와 상기 금속 부재가 결합함으로써, 상기 제1 베이스부와 상기 금속 부재가 전기적으로 도통하고 있는, 체결 구조.A plurality of metal members, which are arranged inside a processing vessel and have an exposed surface and screw holes that are exposed to plasma generated inside the processing vessel,
A cover member arranged across the exposed surface of the plurality of above metal members, having insulating properties and having a through hole,
A metal fastening screw having a screw head and fastening the cover member to the metal member by passing through the through hole and screwing into the screw hole, and
A screw cover covering the screw head and having a recessed portion
With,
The screw cover has a first metal base portion that comes into contact with the screw head portion, and a first protective film that is a ceramic coating that covers at least a portion of the surface of the first base portion.
On the side of the above screw head, a first screw groove is formed,
A second screw groove is formed on the wall surface of the concave portion of the screw cover,
A fastening structure in which the first screw groove and the second screw groove are screw-connected, and the fastening screw and the metal member are connected, so that the first base portion and the metal member are electrically connected.
상기 제1 나사홈과 상기 제2 나사홈이 나사 결합한 상태에서, 상기 오목부가 상기 나사 머리부를 피복하는, 체결 구조.In paragraph 1 or 2,
A fastening structure in which the first screw groove and the second screw groove are screw-connected, and the concave portion covers the screw head.
상기 처리 용기의 내부에 배치되며, 상기 플라즈마에 노출되는 노출면과 나사 구멍을 구비하고 있는, 복수의 금속 부재와,
복수의 상기 금속 부재의 상기 노출면에 걸쳐 배치되며, 절연성을 가지고, 관통 구멍을 구비하고 있는, 커버 부재와,
나사 머리부를 구비하며, 상기 관통 구멍을 관통하여 상기 나사 구멍에 나사 결합함으로써 상기 커버 부재를 상기 금속 부재에 체결하는, 금속제의 체결 나사, 그리고
상기 나사 머리부를 피복하고, 오목부를 구비하는 나사 커버
를 가지고,
상기 나사 커버는, 상기 나사 머리부와 접촉하는 금속제의 제1 베이스부와, 상기 제1 베이스부의 표면의 적어도 일부를 피복하는 세라믹스 용사막인 제1 보호막을 구비하고,
상기 나사 머리부의 측면에는, 제1 나사홈이 형성되고,
상기 나사 커버의 상기 오목부의 벽면에는 제2 나사홈이 형성되어 있고,
상기 제1 나사홈과 상기 제2 나사홈이 나사 결합하고, 상기 체결 나사와 상기 금속 부재가 결합함으로써, 상기 제1 베이스부와 상기 금속 부재가 전기적으로 도통하고 있는, 플라즈마 처리 장치.A plasma processing device having a processing vessel for generating plasma and processing a substrate,
A plurality of metal members, which are arranged inside the above processing vessel and have an exposed surface exposed to the plasma and a screw hole,
A cover member arranged across the exposed surface of the plurality of above metal members, having insulating properties and having a through hole,
A metal fastening screw having a screw head and fastening the cover member to the metal member by passing through the through hole and screwing into the screw hole, and
A screw cover covering the screw head and having a recessed portion
With,
The screw cover has a first metal base portion that comes into contact with the screw head portion, and a first protective film that is a ceramic coating that covers at least a portion of the surface of the first base portion.
On the side of the above screw head, a first screw groove is formed,
A second screw groove is formed on the wall surface of the concave portion of the screw cover,
A plasma processing device in which the first screw groove and the second screw groove are screw-connected, and the fastening screw and the metal member are connected, so that the first base portion and the metal member are electrically connected.
상기 금속 부재는 분할 금속창이며, 복수의 상기 분할 금속창이 병설됨으로써, 상기 처리실과 상기 안테나실을 이격하는 금속창이 형성되어 있는, 플라즈마 처리 장치.In claim 5 or 6, the processing vessel has a processing room for generating the plasma to process the substrate, and an antenna room in which an inductive coupling antenna is arranged.
A plasma processing device in which the above metal member is a split metal window, and a plurality of the above split metal windows are arranged side by side to form a metal window separating the processing room and the antenna room.
상기 커버 부재는, 상기 절연 부재를 피복하면서, 복수의 상기 분할 금속창의 상기 노출면에 걸쳐 배치되어 있는, 플라즈마 처리 장치.In the 8th paragraph, the plurality of split metal windows are separated by an insulating member,
A plasma processing device, wherein the cover member is arranged across the exposed surfaces of the plurality of split metal windows while covering the insulating member.
상기 제1 커버 부재는, 상기 절연 부재를 피복하고,
상기 제2 커버 부재는, 상기 제1 커버 부재와 상기 제1 베이스부에 접촉하는 금속제의 제2 베이스부와, 상기 제2 베이스부의 표면의 적어도 일부를 피복하는 세라믹스 용사막에 의해 형성되어 있는 제2 보호막을 구비하고,
상기 제2 커버 부재는, 복수의 상기 제1 커버 부재가 교차하는 교차 영역에 있어서, 복수의 상기 제1 커버 부재를 피복하고 있고,
상기 체결 나사가, 상기 제1 커버 부재와 상기 제2 커버 부재가 구비하는 각각의 상기 관통 구멍을 관통하여, 상기 분할 금속창이 구비하는 상기 나사 구멍에 나사 결합하여 상기 제1 커버 부재와 상기 제2 커버 부재를 상기 분할 금속창에 체결하는, 플라즈마 처리 장치.In the 9th paragraph, the cover member has a first cover member made of ceramics and a second cover member laminated on the first cover member,
The above first cover member covers the insulating member,
The second cover member has a second base part made of metal that contacts the first cover member and the first base part, and a second protective film formed by a ceramic spray film that covers at least a portion of the surface of the second base part.
The second cover member covers a plurality of the first cover members in an intersection area where the plurality of the first cover members intersect,
A plasma processing device, wherein the above fastening screw penetrates through each of the through holes provided in the first cover member and the second cover member and is screw-engaged into the screw hole provided in the split metal window to fasten the first cover member and the second cover member to the split metal window.
상기 처리 용기의 내부에 배치되며, 상기 플라즈마에 노출되는 노출면과 나사 구멍을 구비하고 있는, 복수의 금속 부재와,
복수의 상기 금속 부재의 상기 노출면에 걸쳐 배치되며, 절연성을 가지고, 관통 구멍을 구비하고 있는, 커버 부재와,
나사 머리부를 구비하며, 상기 관통 구멍을 관통하여 상기 나사 구멍에 나사 결합함으로써 상기 커버 부재를 상기 금속 부재에 체결하는, 금속제의 체결 나사와,
상기 나사 머리부를 피복하는 나사 커버
를 가지고,
상기 나사 커버는, 상기 나사 머리부와 접촉하는 금속제의 제1 베이스부와, 상기 제1 베이스부의 표면의 적어도 일부를 피복하는 세라믹스 용사막인 제1 보호막을 구비하고 있고,
상기 처리 용기는, 상기 플라즈마를 생성하여 기판을 처리하는 처리실과, 유도 결합 안테나가 배치되는 안테나실을 가지고,
상기 금속 부재는 분할 금속창이며, 복수의 상기 분할 금속창이 병설됨으로써, 상기 처리실과 상기 안테나실을 이격하는 금속창이 형성되어 있고,
복수의 상기 분할 금속창은, 절연 부재에 의해 이격되어 있고,
상기 커버 부재는, 상기 절연 부재를 피복하면서, 복수의 상기 분할 금속창의 상기 노출면에 걸쳐 배치되어 있고,
상기 커버 부재는, 세라믹스제의 제1 커버 부재와, 상기 제1 커버 부재에 적층되는 제2 커버 부재를 가지고,
상기 제1 커버 부재는, 상기 절연 부재를 피복하고,
상기 제2 커버 부재는, 상기 제1 커버 부재와 상기 제1 베이스부에 접촉하는 금속제의 제2 베이스부와, 상기 제2 베이스부의 표면의 적어도 일부를 피복하는 세라믹스 용사막에 의해 형성되어 있는 제2 보호막을 구비하고,
상기 제2 커버 부재는, 복수의 상기 제1 커버 부재가 교차하는 교차 영역에 있어서, 복수의 상기 제1 커버 부재를 피복하고 있고,
상기 체결 나사가, 상기 제1 커버 부재와 상기 제2 커버 부재가 구비하는 각각의 상기 관통 구멍을 관통하여, 상기 분할 금속창이 구비하는 상기 나사 구멍에 나사 결합하여 상기 제1 커버 부재와 상기 제2 커버 부재를 상기 분할 금속창에 체결하는, 플라즈마 처리 장치.A plasma processing device having a processing vessel for generating plasma and processing a substrate,
A plurality of metal members, which are arranged inside the above processing vessel and have an exposed surface exposed to the plasma and a screw hole,
A cover member arranged across the exposed surface of the plurality of above metal members, having insulating properties and having a through hole,
A metal fastening screw having a screw head and fastening the cover member to the metal member by passing through the through hole and screwing into the screw hole;
Screw cover covering the above screw head
With,
The above screw cover has a first metal base portion that comes into contact with the screw head portion, and a first protective film that is a ceramic coating that covers at least a portion of the surface of the first base portion.
The above processing vessel has a processing room for generating the plasma to process the substrate, and an antenna room in which an inductive coupling antenna is placed.
The above metal member is a split metal window, and by arranging a plurality of the split metal windows in parallel, a metal window separating the processing room and the antenna room is formed.
The plurality of above-mentioned split metal windows are separated by an insulating member,
The above cover member is arranged across the exposed surface of the plurality of split metal windows while covering the insulating member,
The above cover member has a first cover member made of ceramics and a second cover member laminated on the first cover member.
The above first cover member covers the insulating member,
The second cover member has a second base part made of metal that contacts the first cover member and the first base part, and a second protective film formed by a ceramic spray film that covers at least a portion of the surface of the second base part.
The second cover member covers a plurality of the first cover members in an intersection area where the plurality of the first cover members intersect,
A plasma processing device, wherein the above fastening screw penetrates through each of the through holes provided in the first cover member and the second cover member and is screw-engaged into the screw hole provided in the split metal window to fasten the first cover member and the second cover member to the split metal window.
상기 금속 부재는 나사 구멍을 구비하고, 상기 커버 부재는 절연성을 가지며 관통 구멍을 구비하고 있고,
나사 머리부를 구비하고 있는 금속제의 체결 나사를, 상기 관통 구멍을 관통시켜 상기 나사 구멍에 나사 결합함으로써, 상기 커버 부재를 상기 금속 부재에 체결하는 공정과,
금속제의 제1 베이스부와, 상기 제1 베이스부의 표면의 적어도 일부를 피복하는 세라믹스 용사막인 제1 보호막과, 오목부를 구비하는 나사 커버를, 상기 나사 머리부에 피복하는 공정
을 포함하고,
상기 나사 머리부의 측면에는, 제1 나사홈이 형성되고,
상기 나사 커버의 상기 오목부의 벽면에는 제2 나사홈이 형성되어 있고,
상기 제1 나사홈과 상기 제2 나사홈이 나사 결합하고, 상기 체결 나사와 상기 금속 부재가 결합함으로써 상기 제1 베이스부와 상기 금속 부재가 전기적으로 도통시키는, 체결 방법.A method of fastening a cover member that is arranged across the exposed surfaces of a plurality of metal members, each metal member being arranged inside a processing vessel and having an exposed surface exposed to plasma generated inside the processing vessel,
The above metal member has a screw hole, and the cover member has insulation and has a through hole.
A process for fastening the cover member to the metal member by screwing a metal fastening screw having a screw head through the through hole and into the screw hole,
A process for covering a screw head with a first base portion made of metal, a first protective film which is a ceramic coating covering at least a portion of the surface of the first base portion, and a screw cover having a concave portion.
Including,
On the side of the above screw head, a first screw groove is formed,
A second screw groove is formed on the wall surface of the concave portion of the screw cover,
A fastening method in which the first screw groove and the second screw groove are screw-connected, and the fastening screw and the metal member are connected, thereby electrically conducting the first base portion and the metal member.
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