KR102203551B1 - 기판 적재 구조체 및 플라스마 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

기판의 이면과 적재대의 사이에 부착되는 퇴적물을 저감시킨다. 기판 적재 구조체(130)는 적재대(150)와, 포커스 링(131)과, 지지 부재(132)를 구비한다. 포커스 링(131)은, 기판 W가 적재되는 적재대(150)의 적재면(152a)을 둘러싸면서 또한 적재면(152a)보다도 낮은 위치에 배치된다. 지지 부재(132)는, 포커스 링(131)의 하측에 배치되고, 포커스 링(131)을 지지한다. 또한, 포커스 링(131)은, 상부 링 부재(131a)와, 하부 링 부재(131b)를 갖는다. 하부 링 부재(131b)는, 포커스 링(131)의 하부를 구성하고, 지지 부재(132)를 덮는다. 상부 링 부재(131a)는, 포커스 링(131)의 상부를 구성하고, 적재대(150)측의 측면(1310)의 적어도 일부와 적재대(150)의 측면의 사이의 거리가, 하부 링 부재(131b)의 적재대(150)측의 측면(1311)과 적재대(150)의 측면의 사이의 거리보다도 길다.

Description

기판 적재 구조체 및 플라스마 처리 장치{SUBSTRATE MOUNTING STRUCTURE AND PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 개시의 다양한 측면 및 실시 형태는 기판 적재 구조체 및 플라스마 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼나, FPD(Flat Panel Display)용 유리 기판의 제조 공정에 있어서는, 기판에 플라스마를 사용한 에칭 처리나 성막 처리 등을 실시하는 공정이 있다. 이들 공정을 행하는 플라스마 처리 장치에서는, 진공 챔버 내의 적재대에 기판을 적재하고, 이 적재대의 상방 공간에서 처리 가스를 플라스마화하여, 기판에 대해서 플라스마 처리가 행해진다. 또한, 기판이 적재되는 적재대의 적재면의 주위에는, 기판의 에지 부근에 있어서의 플라스마의 균일성을 향상시키기 위해서, 포커스 링이라 불리는 부재가 배치된다.
또한, 플라스마 처리 중에 있어서, 기판은 적재대에 의해 냉각되고, 플라스마에 의한 가열과, 적재대에 의한 냉각의 밸런스에 의해, 처리 조건으로 규정된 온도로 유지된다. 그 때문에, 플라스마 처리 중에 있어서, 적재대의 온도는 포커스 링 등의 챔버 내의 부재 온도보다도 상대적으로 낮다. 그 때문에, 플라스마에 의해 발생한 반응 부생성물(이하, '퇴적물'이라고 칭함)의 성분이, 포커스 링과 기판 사이의 간극으로부터 기판의 이면과 적재대의 사이에 진입하여, 적재대에 의해 냉각되고, 기판의 이면과 적재대의 사이에 부착되어 퇴적물을 형성하는 경우가 있다. 이에 의해, 복수의 기판을 처리하는 과정에서, 퇴적물에 의해 기판이 적재대로부터 들떠서, 기판의 이면과 적재대의 사이에 공급되어 있는 냉각 가스가 누설되는 경우가 있다.
이것을 방지하기 위해서, 적재대의 플랜지 부분에 전열 부재를 통해 포커스 링을 배치하고, 전열 부재를 통해 포커스 링을 냉각시키는 기술이 알려져 있다(예를 들어 하기의 특허문헌 1 참조). 포커스 링이 냉각됨으로써, 퇴적물의 성분이 포커스 링에도 부착된다. 이에 의해, 기판의 이면과 적재대의 사이에 침입하는 퇴적물의 성분량을 줄일 수 있다.
일본 특허공개 제2012-209359호 공보
그런데, 플랜지를 갖는 적재대이면, 플랜지 부분에 전열 부재를 통해 포커스 링을 배치하는 것이 가능하지만, 플랜지를 갖지 않는 적재대에서는, 포커스 링을 냉각시키는 것이 어렵다. 그 때문에, 기판의 이면과 적재대의 사이에 침입하는 퇴적물의 성분량을 줄이는 것이 어렵다.
본 개시의 일 측면은, 기판 적재 구조체이며, 적재대와, 링 부재와, 지지 부재를 구비한다. 적재대는 상부의 적재면에 기판이 적재된다. 링 부재는 적재면을 둘러싸면서 또한 적재면보다도 낮은 위치에 배치된다. 지지 부재는 링 부재의 하측에 배치되고, 링 부재를 지지한다. 또한, 링 부재는 상부 링 부재와, 하부 링 부재를 갖는다. 하부 링 부재는, 링 부재의 하부를 구성하고, 지지 부재를 덮는다. 상부 링 부재는 링 부재의 상부를 구성하고, 적재대측의 측면의 적어도 일부와 적재대의 측면의 사이의 거리가, 하부 링 부재의 적재대측의 측면과 적재대의 측면의 사이의 거리보다도 길다.
본 개시의 다양한 측면 및 실시 형태에 의하면, 기판의 이면과 적재대의 사이에 부착되는 퇴적물을 저감시킬 수 있다.
도 1은, 본 개시의 일 실시 형태에 의한 플라스마 처리 장치의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는, 기판 적재 구조체의 일례를 나타내는 확대 단면도이다.
도 3은, 기판과 적재대와 포커스 링의 위치 관계의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 4는, 비교예에 있어서의 기판과 적재대와 포커스 링의 위치 관계를 나타내는 확대 단면도이다.
도 5는, 실험에 사용된 기판 적재 구조체의 일례를 나타내는 확대 단면도이다.
도 6은, 적재대의 측면에 있어서 퇴적물이 부착되는 범위의 일례를 나타내는 확대 단면도이다.
이하에, 개시되는 기판 적재 구조체 및 플라스마 처리 장치의 실시 형태에 대하여, 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태에 의해, 개시되는 기판 적재 구조체 및 플라스마 처리 장치가 한정되는 것은 아니다.
[플라스마 처리 장치(1)의 구성]
도 1은, 본 개시의 일 실시 형태에 의한 플라스마 처리 장치(1)의 일례를 나타내는 개략 단면도이다. 플라스마 처리 장치(1)는, 본체(10) 및 제어 장치(20)를 갖는다. 플라스마 처리 장치(1)는, 처리 대상의 기판 W 상에 형성된 금속 산화막 등을 플라스마에 의해 에칭하는 장치이다. 본 실시 형태에 있어서, 기판 W는, 예를 들어 FPD 패널용 직사각 형상의 유리 기판이며, 플라스마 처리 장치(1)에 의한 에칭 처리를 거쳐, 기판 W 상에 복수의 TFT(Thin Film Transistor) 소자가 형성된다.
본체(10)는, 예를 들어 내벽면이 양극 산화 처리된 알루미늄 등에 의해 형성된 각통 형상의 기밀한 챔버(101)를 갖는다. 챔버(101)는 접지되어 있다. 챔버(101)는, 유전체벽(102)에 의해 상하로 구획되어 있으며, 유전체벽(102)의 상면측이 안테나가 수용되는 안테나실(103)로 되어 있고, 유전체벽(102)의 하면측이 플라스마가 생성되는 처리실(104)로 되어 있다. 유전체벽(102)은 Al2O3 등의 세라믹스 또는 석영 등으로 구성되어 있으며, 처리실(104)의 천장벽을 구성한다.
처리실(104)의 측벽(104a)에는, 기판 W를 처리실(104)로 반입 및 반출하기 위한 개구(106)가 마련되어 있으며, 개구(106)는 게이트 밸브 G에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 게이트 밸브 G가 개방 상태로 제어됨으로써, 개구(106)를 통해 기판 W의 반입 및 반출이 가능해진다.
챔버(101)에 있어서의 안테나실(103)의 측벽(103a)과 처리실(104)의 측벽(104a) 사이에는 내측으로 돌출되는 지지 선반(105)이 마련되어 있다. 유전체벽(102)은, 지지 선반(105)에 의해 지지되어 있다.
유전체벽(102)의 하측 부분에는, 처리 가스를 처리실(104) 내에 공급하기 위한 샤워 하우징(111)이 끼워넣어져 있다. 샤워 하우징(111)은, 예를 들어 복수의 서스펜더(도시생략)에 의해 챔버(101)의 천장에 매달린 상태로 되어 있다.
샤워 하우징(111)은, 예를 들어 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄 등의 도전성 재료로 구성되어 있다. 샤워 하우징(111)의 내부에는 수평 방향으로 넓어지는 가스 확산실이 형성되어 있으며, 가스 확산실은, 하방을 향해 뻗어 있는 복수의 가스 토출 구멍(112)에 연통되어 있다.
유전체벽(102)의 상면 대략 중앙에는, 샤워 하우징(111) 내의 가스 확산실에 연통되는 가스 공급관(124)이 마련되어 있다. 가스 공급관(124)은, 안테나실(103)의 천장으로부터 챔버(101)의 외부로 관통하고, 가스 공급부(120)에 접속되어 있다.
가스 공급부(120)는, 가스 공급원(121), 유량 제어기(122), 및 밸브(123)를 갖는다. 유량 제어기(122)는, 예를 들어 MFC(Mass Flow Controller)이다. 유량 제어기(122)는, 예를 들어 불소를 함유하는 처리 가스를 공급하는 가스 공급원(121)에 접속되고, 가스 공급원(121)으로부터 처리실(104) 내에 공급되는 처리 가스의 유량을 제어한다. 밸브(123)는, 유량 제어기(122)에 의해 유량이 제어된 처리 가스의 가스 공급관(124)으로의 공급 및 공급 정지를 제어한다.
가스 공급부(120)로부터 공급된 처리 가스는, 가스 공급관(124)을 통해 샤워 하우징(111) 내에 공급되고, 샤워 하우징(111)의 가스 확산실 내를 확산한다. 그리고, 가스 확산실 내를 확산한 처리 가스는, 샤워 하우징(111)의 하면의 가스 토출 구멍(112)으로부터 처리실(104) 내의 공간으로 토출된다.
안테나실(103) 내에는 안테나(113)가 배치되어 있다. 안테나(113)는, 구리나 알루미늄 등의 도전성이 높은 금속에 의해 형성된 안테나선(113a)을 갖는다. 안테나선(113a)은, 환상이나 와권상 등의 임의의 형상으로 형성된다. 안테나(113)는, 절연 부재로 구성된 스페이서(117)를 통해 유전체벽(102)에 지지되어 있다.
안테나선(113a)의 단자(118)에는, 안테나실(103)의 상방으로 뻗어 있는 급전 부재(116)의 일단부가 접속되어 있다. 급전 부재(116)의 타단부에는, 급전선(119)의 일단부가 접속되어 있고, 급전선(119)의 타단부에는, 정합기(114)를 거쳐 고주파 전원(115)이 접속되어 있다. 고주파 전원(115)은, 정합기(114), 급전선(119), 급전 부재(116) 및 단자(118)를 통해 안테나(113)에, 플라스마를 생성할 수 있는 주파수의 고주파 전력을 공급한다. 이에 의해, 안테나(113)의 하방에 있는 처리실(104) 내에 유도 전계가 형성되고, 이 유도 전계에 의해, 처리실(104) 내에 공급된 처리 가스가 플라스마화되고, 처리실(104) 내에 유도 결합 플라스마가 생성된다. 샤워 하우징(111) 및 안테나(113)는, 플라스마 생성부의 일례이다.
처리실(104) 내에는, 기판 W가 적재되는 기판 적재 구조체(130)가 마련되어 있다. 기판 적재 구조체(130)는 포커스 링(131), 지지 부재(132), 및 적재대(150)를 갖는다. 적재대(150)의 상부 적재면(152a)에는 기판 W가 적재된다. 포커스 링(131)은 적재면(152a)을 둘러싸면서 또한 그 상면이 적재면(152a)보다도 낮은 위치가 되도록 배치되어 있다. 포커스 링(131)은, 석영 또는 세라믹스 등의 절연 재료에 의해 링 형상으로 형성되어 있다. 또한, 포커스 링(131)은, 복수의 부재를 환상으로 배치하여 구성되어도 된다. 포커스 링(131)은 링 부재의 일례이다. 지지 부재(132)는, 포커스 링(131)의 하측에 배치되고, 포커스 링(131)을 지지한다. 지지 부재(132)는, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌 등에 의해 구성되고, 적재대(150)의 측면을 둘러싼다. 지지 부재(132)의 측면은, 예를 들어 세라믹스 등으로 구성된 보호 부재(133)에 의해 둘러싸여 있다.
적재대(150)는, 베이스(151) 및 정전 척(152)을 갖는다. 베이스(151)는, 예를 들어 알루미늄 등의 도전성 재료에 의해 구성되고, 하부 전극으로서의 기능을 갖는다. 베이스(151)는, 세라믹 등의 절연 부재(156)를 통해 챔버(101)의 저부에 지지되어 있다. 또한, 베이스(151)의 내부에는, 온도 제어를 위한 열매체를 순환시키기 위한 유로(151a)가 마련되어 있다. 유로(151a) 내에 소정 온도로 제어된 열매체를 순환시킴으로써, 냉각 또는 가열에 의해 베이스(151)가 소정 온도로 제어되고, 베이스(151)의 열이 정전 척(152)에 전달된다.
또한, 베이스(151)에는, 정합기(141)를 거쳐 고주파 전원(140)이 접속되어 있다. 고주파 전원(140)은, 고주파 전원(115)에 의해 생성되는 고주파 전력의 주파수보다도 낮은 주파수이며, 셀프 바이어스를 형성할 수 있는 주파수의 고주파 전력을, 정합기(141)를 통해 베이스(151)에 공급한다. 고주파 전원(140)으로부터 베이스(151)에 고주파 전력이 공급됨으로써, 적재면(152a)에 적재된 기판 W에 이온이 인입된다.
정전 척(152)은 용사에 의해 형성되고, 세라믹 용사층의 내부에 전극(153)을 갖는다. 전극(153)은 직류 전원(155)에 접속된다. 정전 척(152)의 상면은, 기판 W가 적재되는 적재면(152a)이다. 정전 척(152)은, 직류 전원(155)으로부터 전극(153)에 인가된 직류 전압에 의해 발생하는 쿨롱의 힘에 의해, 적재면(152a)에 있어서 기판 W를 흡착 보유 지지한다.
또한, 정전 척(152)의 하부 베이스(151)의 내부에는, 배관(157)을 통해 헬륨 등의 전열 가스가 공급된다. 베이스(151)에 공급된 전열 가스는, 정전 척(152)을 관통하고, 적재면(152a)에 형성된 복수의 공급 구멍(154)으로부터, 적재면(152a)과 기판 W의 하면의 사이에 공급된다. 전열 가스의 압력을 제어함으로써, 정전 척(152)으로부터 기판 W에 전달되는 열의 전달량을 제어할 수 있다.
또한, 보호 부재(133)의 외측에는, 적재대(150)를 둘러싸도록 배치된 배플판(107)이 마련된다. 배플판(107)은 복수의 부재로 구성되어 있으며, 부재와 부재의 사이에 개구가 형성되어 있다. 또한, 챔버(101)의 저부에는 배기구(160)가 형성되어 있고, 배기구(160)에는 진공 펌프 등의 배기 장치(161)가 접속되어 있다. 배기 장치(161)에 의해 처리실(104) 내가 진공 배기된다.
제어 장치(20)는 메모리 및 프로세서를 갖는다. 제어 장치(20) 내의 프로세서는, 제어 장치(20) 내의 메모리에 저장된 프로그램이나 레시피를 판독하여 실행함으로써, 본체(10)의 각 부를 제어한다.
[기판 적재 구조체(130)의 상세]
도 2는, 기판 적재 구조체(130)의 일례를 나타내는 확대 단면도이다. 도 3은, 기판 W와 적재대(150)와 포커스 링(131)의 위치 관계의 일례를 나타내는 평면도이다. 또한, 도 2에 있어서, 베이스(151) 및 정전 척(152)은 적재대(150)로서 묘사되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 기판 W의 면적은, 적재면(152a)의 면적보다도 넓다. 그 때문에, 기판 W의 단부는, 적재면(152a)의 영역 밖으로 비어져 나와 있다. 적재면(152a)의 영역으로부터 밖으로 비어져 나와 있는 기판 W의 단부의 길이 d1은, 예를 들어 3㎜이다.
포커스 링(131)은, 적재면(152a)보다도 낮은 위치에 배치되어 있다. 포커스 링(131)의 상면과 적재면(152a)의 거리 d2는, 예를 들어 0.1 내지 0.3㎜이다. 포커스 링(131)의 두께 d3은, 예를 들어 10㎜이다. 포커스 링(131)은, 포커스 링(131)의 상부를 구성하는 상부 링 부재(131a)와, 포커스 링(131)의 하부를 구성하는 하부 링 부재(131b)를 갖는다. 상부 링 부재(131a)의 두께 d4는, 예를 들어 5㎜이다. 상부 링 부재(131a) 및 하부 링 부재(131b)의 적재대(150)측의 부분은, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 1개의 단차를 형성하고 있다. 이에 의해, 상부 링 부재(131a)의 적재대(150)측의 측면(1310)과 적재대(150)의 측면의 사이에는, 간극(30)이 형성되어 있다. 하부 링 부재(131b)는, 지지 부재(132)의 상부를 덮는다. 또한, 상부 링 부재(131a) 및 하부 링 부재(131b)의 적재대(150)측의 부분은, 2단 이상의 단차를 형성하고 있어도 된다. 또한, 상부 링 부재(131a) 및 하부 링 부재(131b)는, 일체물로서 구성되어도 되고, 개별의 부재를 접합 혹은 적재하여 구성되어도 된다.
본 실시 형태에 있어서, 상부 링 부재(131a)의 측면(1310)의 적어도 일부와 적재대(150)의 측면의 사이의 거리는, 하부 링 부재(131b)의 측면(1311)과 적재대(150)의 측면의 사이의 거리보다도 길다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 상부 링 부재(131a)의 측면(1310)은, 적재대(150)의 측면과 평행하게 형성되어 있다. 상부 링 부재(131a)의 측면(1310)과, 적재대(150)의 측면의 사이의 거리 d5는, 예를 들어 0.75㎜이다.
여기서, 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이, 적재대(150)측의 측면에 단차가 마련되지 않은 편평한 포커스 링(131')이 사용된 비교예를 생각한다. 도 4는, 비교예에 있어서의 기판 W와 적재대(150)와 포커스 링(131')의 위치 관계를 나타내는 확대 단면도이다. 플라스마 처리가 실시되면, 처리 가스의 플라스마에 의해 처리실(104) 내에 퇴적물의 성분(31)이 발생한다. 발생한 퇴적물의 성분(31)은, 대부분이 배플판(107) 및 배기구(160)를 통해 배기되지만, 일부의 퇴적물 성분(31)은, 처리실(104) 내를 떠돌고, 기판 W의 하면과 포커스 링(131')의 상면의 사이의 간극을 통해 적재대(150)와 기판 W의 간극에 도달한다.
또한, 부재의 표면 온도가 높은 경우에는, 표면에 퇴적물의 성분(31)이 접촉해도, 표면에 퇴적물이 형성되기 어렵다. 그러나, 부재의 표면 온도가 낮은 경우에는, 표면에 퇴적물의 성분(31)이 접촉하면, 표면에 퇴적물이 형성되기 쉽다. 포커스 링(131') 등의 부재는, 온도 제어되지 않기 때문에, 플라스마로부터의 입열에 의해 온도가 상승한다. 한편, 기판 W 및 적재대(150)는, 베이스(151) 내를 유통하는 열매체에 의해 소정 온도로 제어되어 있다. 그 때문에, 기판 W 및 적재대(150)는, 포커스 링(131') 등의 부재보다도 상대적으로 저온이 된다.
그 때문에, 기판 W의 하면과 포커스 링(131')의 상면의 사이의 간극에 침입한 퇴적물의 성분(31)은, 적재대(150)의 측면 및 기판 W와 적재대(150)의 사이에 부착되어 퇴적물(32)을 형성한다. 이에 의해, 복수의 기판 W가 처리되는 과정에서, 적재대(150)와 기판 W 사이의 퇴적물 두께가 증가하고, 포커스 링(131')과 적재대(150)의 열팽창 차에 의한 마찰에 의해 퇴적물이 박리되어 적재대(150)의 상면에 얹힌다. 그리고, 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이, 기판 W가 적재대(150)로부터 들뜨는 경우가 있다. 기판 W가 적재대(150)로부터 들뜨면, 기판 W의 이면과 적재면(152a) 사이의 기밀성이 저하되어, 기판 W의 이면과 적재면(152a) 사이에 공급되어 있는 전열 가스가 누설하게 된다. 전열 가스의 누설이 발생한 경우, 기판 W의 온도를 고정밀도로 제어하는 것이 어려워지기 때문에, 프로세스를 정지하고, 적재대(150)의 클리닝을 실행하게 된다. 이에 의해, 프로세스의 스루풋이 저하된다.
이에 반하여, 본 실시 형태의 기판 적재 구조체(130)에서는, 상부 링 부재(131a)의 적재대(150)측의 측면(1310)과 적재대(150)의 측면의 사이에 간극(30)이 형성되어 있다. 그 때문에, 기판 W의 하면과 상부 링 부재(131a)의 상면의 사이의 간극에 침입한 퇴적물의 성분(31)은, 간극(30) 내를 확산한다. 이에 의해, 적재대(150)의 측면 및 기판 W와 적재대(150)의 사이에 퇴적물의 성분(31)이 부착되어 퇴적물이 형성되기는 하지만, 비교예에 비하여, 퇴적물의 가로 방향으로의 성장 속도가 저하된다. 또한, 간극(30)이 존재함으로써, 적재대(150)와 포커스 링(131)이 마찰되어, 부착된 퇴적물이 박리되어 적재대(150) 상에 얹히는 일은 없다. 그 때문에, 전열 가스의 누설이 발생하는 주기가 길어져서, 적재대(150)의 클리닝을 실행하는 주기가 길어진다. 따라서, 프로세스의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
[간극(30)의 폭]
다음으로, 적재대(150)의 측면에 퇴적물이 부착되는 범위에 대하여 실험을 행하였다. 실험에서는, 예를 들어 도 5에 도시된 기판 적재 구조체(130')가 사용되었다. 도 5는, 실험에 사용된 기판 적재 구조체(130')의 일례를 나타내는 확대 단면도이다. 도 5에 도시된 기판 적재 구조체(130)에 있어서, 도 2와 동일한 부호가 부여된 부재는, 이하에 설명하는 점을 제외하고, 도 2에 있어서 설명된 부재와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.
기판 적재 구조체(130')의 포커스 링(131)은, 상부 링 부재(131c) 및 하부 링 부재(131b)를 갖는다. 기판 적재 구조체(130')에 있어서, 상부 링 부재(131c)의 측면(1312)은, 하부 링 부재(131b)로부터 이격됨에 따라서, 측면(1312)과 적재대(150)의 측면의 사이의 거리가 길어지도록 경사져 있다. 또한, 기판 적재 구조체(130')에 있어서, 상부 링 부재(131c)의 측면(1312)의 최상단과, 적재대(150)의 측면의 사이의 거리 d6은, 예를 들어 1.5㎜이다.
기판 적재 구조체(130')를 사용하여 프로세스를 행한바, 예를 들어 도 6에 도시된 바와 같이, 적재면(152a)으로부터 깊이 d7까지의 범위에 퇴적물(32)의 부착이 보였다. 도 6은, 적재대(150)의 측면에 있어서 퇴적물(32)이 부착되는 범위의 일례를 나타내는 확대 단면도이다. 퇴적물(32)이 부착된 범위의 하단과 상부 링 부재(131c)의 측면(1312)의 수평 방향의 거리 d8은 0.6㎜였다. 적재면(152a)으로부터 깊이 d7 이상의 범위에서는, 퇴적물(32)의 부착이 보이지 않았다.
도 6의 결과로부터, 적재대(150)의 측면과 상부 링 부재(131c)의 측면(1312)의 수평 방향의 거리가 0.6㎜ 이상이면, 퇴적물의 성분(31)이 침입하고, 확산한다고 생각된다. 따라서, 도 2에 도시된 본 실시 형태의 기판 적재 구조체(130)에 있어서, 상부 링 부재(131a)의 측면(1310)과 적재대(150)의 측면의 거리가 0.6㎜ 이상이면, 간극(30) 내에서 퇴적물의 성분(31)이 확산한다. 이에 의해, 기판 W의 이면과 적재대(150)의 사이에 부착되는 퇴적물의 가로 방향으로의 성장 속도가 감소한다고 생각된다.
또한, 간극(30)의 용적이 클수록, 간극(30) 내에서 퇴적물의 성분(31)이 보다 넓게 확산하고, 기판 W의 이면과 적재대(150)의 사이에 부착되는 퇴적물의 성장 속도가 감소한다고 생각된다. 그러나, 적재대(150)의 측면과 상부 링 부재(131a)의 측면(1310)의 거리 d5를 너무 길게 하면, 기판 W의 하면과 상부 링 부재(131a)의 상면의 사이의 간극 수평 방향에 있어서의 폭이 짧아진다. 이에 의해, 기판 W의 하면과 상부 링 부재(131a)의 상면의 사이의 간극의 컨덕턴스가 커지게 되어, 처리실(104) 내에서 발생한 퇴적물의 성분(31)이, 이 간극을 통과하여 적재대(150)의 측면에 도달하기 쉬워진다. 그 때문에, 적재대(150)의 측면과 상부 링 부재(131a)의 측면(1310)의 거리를 너무 길게 하면, 적재대(150)의 측면에 부착되는 퇴적물의 성장 속도가 증가하게 된다.
예를 들어, 적재대(150)의 측면과 상부 링 부재(131a)의 측면(1310)의 거리 d5는, 목표로서 적재되는 기판 W의 단부의 길이 d1의 절반 이하, 예를 들어 1.5㎜ 이하인 것이 바람직하다. 따라서, 적재대(150)의 측면과 상부 링 부재(131a)의 측면(1310)의 거리 d5는 0.6㎜ 이상 또한 1.5㎜ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 도 2에 있어서, 하부 링 부재(131b)는, 하방의 지지 부재(132)를 플라스마로부터 보호하는 역할도 담당한다. 하부 링 부재(131b)의 측면(1311)과 적재대(150)의 측면의 거리는, 이상적으로는 0㎜인 것이 바람직하지만, 조립상의 허용 치수나 제작상의 공차를 고려할 필요가 있다. 그 때문에, 하부 링 부재(131b)의 측면(1311)과 적재대(150)의 측면의 거리는, 적어도 0.1㎜ 이하의, 최대한 작은 수치인 것이 바람직하다.
또한, 도 2에 있어서, 상부 링 부재(131a)의 적재대(150)측의 측면(1310)과 적재대(150)의 측면의 사이의 간극(30)의 깊이는, 깊을수록 간극(30)의 용적이 커진다. 그러나, 간극(30)을 너무 깊게 하면, 하부 링 부재(131b)가 얇아져, 포커스 링(131)의 강도가 저하된다. 따라서, 포커스 링(131)의 두께 d3이 예를 들어 10㎜인 경우, 간극(30)의 깊이, 즉 상부 링 부재(131a)의 두께 d4는, 예를 들어 0보다 크고 8㎜ 이하의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 상부 링 부재(131a)의 두께 d4는, 예를 들어 5㎜보다 크고 8㎜ 이하의 범위인 것이 보다 바람직하다. 포커스 링(131)의 두께 d3을 기준으로 하면, 상부 링 부재(131a)의 두께 d4는, 예를 들어 d3의 0배보다 크고 0.8배 이하인 것이 바람직하다.
이상, 플라스마 처리 장치(1)의 실시 형태에 대하여 설명하였다. 본 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에 의하면, 기판 W의 이면과 적재대(150)의 사이에 부착되는 퇴적물을 저감시킬 수 있다.
[기타]
또한, 본원에 개시된 기술은, 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지의 범위 내에서 수많은 변형이 가능하다.
예를 들어, 상기한 실시 형태에 있어서, 상부 링 부재(131a)의 측면(1310)은, 적재대(150)의 측면과 평행하게 형성되어 있지만, 개시의 기술은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 5에 도시된 기판 적재 구조체(130')와 같이, 상부 링 부재(131c)의 측면(1312)이, 하부 링 부재(131b)로부터 이격됨에 따라서, 측면(1312)과 적재대(150)의 측면의 사이의 거리가 길어지도록 경사져 있어도 된다. 또한, 도 5에 도시된 기판 적재 구조체(130')에 있어서, 상부 링 부재(131c)의 측면(1312)의 최상단과, 적재대(150)의 측면의 사이의 거리 d6은, 0.6㎜ 이상 또한 1.5㎜ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 도 5에서는, 상부 링 부재(131c)의 측면(1312)이 단면에서 볼 때 직선 형상으로 경사져 있지만, 상부 링 부재(131c)의 측면(1312)은 단면에서 볼 때, 곡선 형상으로 경사져 있어도 된다.
또한, 상기한 실시 형태에서는, FPD 패널 등의 기판 W를 플라스마에 의해 처리하는 장치를 예로 들어 설명하였지만, 개시의 기술은 이것으로 한정되지 않고, 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 기판을 플라스마에 의해 처리하는 장치에 대해서도 개시의 기술을 적용하는 것이 가능하다.
또한, 상기한 실시 형태에서는, 플라스마원으로서 유도 결합 플라스마를 사용하여 에칭을 행하는 장치를 예로 들어 설명하였지만, 개시의 기술은 이것으로 한정되지 않는다. 플라스마를 사용하여 에칭을 행하는 장치이면, 플라스마원은 유도 결합 플라스마로 한정되지 않고, 예를 들어 용량 결합 플라스마, 마이크로파 플라스마, 마그네트론 플라스마 등, 임의의 플라스마원을 사용할 수 있다.
G: 게이트 밸브
W: 기판
1: 플라스마 처리 장치
10: 본체
20: 제어 장치
101: 챔버
102: 유전체벽
103: 안테나실
103a: 측벽
104: 처리실
104a: 측벽
105: 지지 선반
106: 개구
107: 배플판
111: 샤워 하우징
112: 가스 토출 구멍
113: 안테나
113a: 안테나선
114: 정합기
115: 고주파 전원
116: 급전 부재
117: 스페이서
118: 단자
119: 급전선
120: 가스 공급부
121: 가스 공급원
122: 유량 제어기
123: 밸브
124: 가스 공급관
130: 기판 적재 구조체
131: 포커스 링
131a: 상부 링 부재
131b: 하부 링 부재
131c: 상부 링 부재
1310: 측면
1311: 측면
1312: 측면
132: 지지 부재
133: 보호 부재
140: 고주파 전원
141: 정합기
150: 적재대
151: 베이스
151a: 유로
152: 정전 척
152a: 적재면
153: 전극
154: 공급 구멍
155: 직류 전원
156: 절연 부재
157: 배관
160: 배기구
161: 배기 장치
30: 간극
31: 성분
32: 퇴적물

Claims (9)

  1. 상부의 적재면에 기판이 적재되는 적재대로서, 상기 기판의 단부가 상기 적재면의 영역 밖으로 돌출되도록 상기 기판이 적재되는 적재대와,
    상기 적재면을 둘러싸면서 또한 상기 적재면보다도 낮은 위치에 배치된 링 부재와,
    상기 링 부재의 하측에 배치되고, 상기 링 부재를 지지하는 지지 부재를 구비하며,
    상기 링 부재는,
    상기 링 부재의 하부를 구성하고, 상기 지지 부재를 덮는 하부 링 부재와,
    상기 링 부재의 상부를 구성하고, 상기 적재대측의 측면의 적어도 일부와 상기 적재대의 측면의 사이의 거리가, 상기 하부 링 부재의 상기 적재대측의 측면과 상기 적재대의 측면의 사이의 거리보다도 긴 상부 링 부재를 가지고,
    상기 상부 링 부재의 적재대측의 측면과 상기 적재대의 측면 사이의 거리는, 상기 적재면의 영역으로부터 밖으로 돌출되어 있는 상기 기판의 단부의 길이의 절반 이하인 것을 특징으로 하는, 기판 적재 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 링 부재 및 상기 하부 링 부재의 상기 적재대측의 부분은,
    적어도 하나의 단차를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는, 기판 적재 구조체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상부 링 부재의 상기 적재대측의 측면은,
    상기 적재대의 측면과 평행하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 기판 적재 구조체.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 상부 링 부재의 상기 적재대측의 측면과 상기 적재대의 측면의 사이의 거리는 0.6㎜ 이상 1.5㎜ 이하인 것을 특징으로 하는, 기판 적재 구조체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상부 링 부재의 상기 적재대측의 측면은,
    상기 하부 링 부재로부터 이격됨에 따라서, 상기 상부 링 부재의 상기 적재대측의 측면과 상기 적재대의 측면의 사이의 거리가 길어지도록 경사져 있는 것을 특징으로 하는, 기판 적재 구조체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상부 링 부재의 상기 적재대측의 측면의 최상단과 상기 적재대의 측면의 사이의 거리는 0.6㎜ 이상 1.5㎜ 이하인 것을 특징으로 하는, 기판 적재 구조체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 링 부재의 두께는 0㎜보다 크고 8㎜ 이하인 것을 특징으로 하는, 기판 적재 구조체.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적재대는,
    상기 적재대의 내부에 마련되고, 상기 적재면에 적재된 상기 기판을 정전력에 의해 흡착 보유 지지하기 위한 전극과,
    상기 적재면에 냉각 가스를 공급하기 위한 공급 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는, 기판 적재 구조체.
  9. 챔버와,
    상기 챔버 내에 배치되고, 기판이 적재되는 기판 적재 구조체와,
    상기 챔버 내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급부와,
    상기 처리 가스의 플라스마를 생성하는 플라스마 생성부를 구비하며,
    상기 기판 적재 구조체는,
    상부의 적재면에 상기 기판이 적재되는 적재대로서, 상기 기판의 단부가 상기 적재면의 영역 밖으로 돌출되도록 상기 기판이 적재되는 적재대와,
    상기 적재면을 둘러싸면서 또한 상기 적재면보다도 낮은 위치에 배치된 링 부재와,
    상기 링 부재의 하측에 배치되고, 상기 링 부재를 지지하는 지지 부재를 갖고,
    상기 링 부재는,
    상기 링 부재의 하부를 구성하고, 상기 지지 부재를 덮는 하부 링 부재와,
    상기 링 부재의 상부를 구성하고, 상기 적재대측의 측면의 적어도 일부와 상기 적재대의 측면의 사이의 거리가, 상기 하부 링 부재의 상기 적재대측의 측면과 상기 적재대의 측면의 사이의 거리보다도 긴 상부 링 부재를 가지고,
    상기 상부 링 부재의 적재대측의 측면과 상기 적재대의 측면 사이의 거리는, 상기 적재면의 영역으로부터 밖으로 돌출되어 있는 상기 기판의 단부의 길이의 절반 이하인 것을 특징으로 하는, 플라스마 처리 장치.
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