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KR102330029B1 - 고주파 안테나 및 플라스마 처리 장치 - Google Patents

고주파 안테나 및 플라스마 처리 장치 Download PDF

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KR102330029B1
KR102330029B1 KR1020200022317A KR20200022317A KR102330029B1 KR 102330029 B1 KR102330029 B1 KR 102330029B1 KR 1020200022317 A KR1020200022317 A KR 1020200022317A KR 20200022317 A KR20200022317 A KR 20200022317A KR 102330029 B1 KR102330029 B1 KR 102330029B1
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South Korea
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antenna element
antenna
extended
window
frequency
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유타 스기모토
마사시 야마게
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가부시끼가이샤 도시바
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Abstract

본 발명의 실시 형태는, 고주파 안테나 및 플라스마 처리 장치에 관한 것이다.
소경이어도 처리 공간에 있어서 발생하는 플라스마 밀도의 대칭성을 확보하는 고주파 안테나 및 그의 고주파 안테나를 구비하는 플라스마 처리 장치를 제공한다.
실시 형태의 고주파 안테나는, 챔버의 윈도우에 설치되고, 제1 및 제2 안테나 요소, 제1 및 제2 중계부를 구비한다. 제1 안테나 요소는, 둘레 방향에 대해 제1 각도 범위에 걸쳐 연장 설치되고, 제2 안테나 요소는, 둘레 방향에 대해 제1 각도 범위로부터 어긋나는 제2 각도 범위에 걸쳐 연장 설치된다. 제2 안테나 요소는, 제1 안테나 요소에 비하여 윈도우로부터 멀어지고, 제1 안테나 요소에 비해 외주측에 배치된다. 제1 중계부는, 윈도우로부터 멀어지는 측에 제1 안테나 요소로부터 연장 설치되고, 제2 중계부는, 제1 중계부로부터 제2 안테나 요소까지 외주측에 연장 설치된다.

Description

고주파 안테나 및 플라스마 처리 장치{HIGH FREQUENCY ANTENNA AND PLASMA PROCESSING DEVICE}
본 발명의 실시 형태는 고주파 안테나 및 플라스마 처리 장치에 관한 것이다.
피처리물의 표면의 에칭에, 플라스마 처리 장치가 사용되는 경우가 있다. 플라스마 처리 장치의 일례로서, 유도 결합형 플라스마를 발생시키는 장치가 있다. 이 플라스마 처리 장치에서는, 챔버에 유전체 또는 반도체로부터 윈도우가 형성되고, 윈도우의 외표면에 고주파 안테나가 설치된다. 그리고, 처리 공간에 가스를 공급한다. 그리고, 고주파 안테나에 고주파 전류가 흐름으로써, 챔버 내부의 처리 공간에 유도 전계가 발생한다. 그리고, 처리 공간에 가스를 공급하고 있는 상태에 있어서 처리 공간에 유도 전계가 발생함으로써, 처리 공간에 있어서 플라스마가 발생한다.
전술한 유도 결합형 플라스마를 발생시키는 플라스마 처리 장치에서는, 직경 방향의 치수가 작은 소경의 고주파 안테나가 사용되는 경우가 있다. 소경의 고주파 안테나에서는, 고주파 안테나 전체가 차지하는 영역에 대해, 중심축을 중심으로 하는 안테나 형상의 축대칭성을 확보하지 못하는 급전단 및 접지단이 차지하는 영역의 비율, 즉 전원 및 챔버에 대한 고주파 안테나의 접속부가 차지하는 영역의 비율이, 커진다. 플라스마 처리 장치에서는, 전술한 바와 같은 소경의 고주파 안테나가 사용되는 경우에도, 처리 공간에 있어서, 고주파 안테나의 중심축을 중심으로 하는 플라스마 밀도의 대칭성이 확보될 것이 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 소경이어도 처리 공간에 있어서 발생하는 플라스마 밀도의 대칭성을 확보하는 고주파 안테나 및 그의 고주파 안테나를 구비하는 플라스마 처리 장치를 제공하는 데 있다.
실시 형태에 의하면, 고주파 안테나가 제공된다. 고주파 안테나는, 윈도우가 형성되는 챔버에 있어서, 윈도우의 외표면에 설치된다. 고주파 안테나에 고주파 전류가 흐름으로써, 챔버 내부의 처리 공간에 유도 전계를 발생시켜, 유도 전계에 의해 처리 공간에 있어서 플라스마가 발생된다. 고주파 안테나는, 제1 안테나 요소, 제2 안테나 요소, 제1 중계부 및 제2 중계부를 구비한다. 제1 안테나 요소는, 둘레 방향에 대해 제1 각도 범위에 걸쳐, 둘레 방향을 따라 연장 설치된다. 제2 안테나 요소는, 둘레 방향에 대해 제1 각도 범위로부터 어긋나는 제2 각도 범위에 걸쳐, 둘레 방향을 따라 연장 설치된다. 제2 안테나 요소는, 제1 안테나 요소에 비하여 윈도우로부터 멀리 배치됨과 함께, 제1 안테나 요소에 비해 외주측에 배치된다. 제1 중계부는, 윈도우로부터 멀어지는 측을 향하여 제1 안테나 요소로부터 연장 설치된다. 제2 중계부는, 제1 중계부로부터 제2 안테나 요소까지 외주 측을 향하여 연장 설치되고, 제1 안테나 요소에 비하여 윈도우로부터 멀리 배치된다.
또한, 실시 형태에 의하면, 전술한 고주파 안테나를 구비하는 플라스마 처리 장치가 제공된다. 플라스마 처리 장치는, 챔버, 가스 공급원 및 전원을 구비한다. 챔버는, 고주파 안테나가 외표면에 설치되는 윈도우를 구비하고, 처리 공간이 내부에 형성된다. 가스 공급원은, 처리 공간에 가스를 공급한다. 전원은, 고주파 안테나에 고주파 전력을 공급함으로써, 고주파 안테나에 고주파 전류를 흘려, 처리 공간에 유도 전계를 발생시킨다. 처리 공간에 가스가 공급되어 있는 상태에 있어서 처리 공간에 유도 전계를 발생시킴으로써, 처리 공간에 있어서 플라스마를 발생시킨다.
상기 구성에 의하면, 소경이어도 처리 공간에 있어서 발생하는 플라스마 밀도의 대칭성을 확보하는 고주파 안테나 및 그의 고주파 안테나를 구비하는 플라스마 처리 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치를 도시하는 개략도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 관한 고주파 안테나를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 고주파 안테나를, 중심축을 따르는 방향의 일방측에서 본 상태에서 도시하는 개략도이다.
도 4는 도 2의 고주파 안테나를, 외주측에서 본 상태에서 도시하는 개략도이다.
도 5는 도 2의 고주파 안테나에 있어서, 3개의 요소 벡터의 산출에 사용되는 파라미터를 설명하는 개략도이다.
도 6은 어떤 변형예에 관한 고주파 안테나를, 중심축을 따르는 방향의 일방측에서 본 상태에서 도시하는 개략도이다.
도 7은 도 6과는 다른 어떤 변형예에 관한 고주파 안테나를, 중심축을 따르는 방향의 일방측에서 본 상태에서 도시하는 개략도이다.
이하, 실시 형태에 대해, 도면을 참조하여 설명한다.
(제1 실시 형태)
도 1은, 제1 실시 형태에 관한 플라스마 처리 장치(1)를 나타낸다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 플라스마 처리 장치(1)는, 챔버(2)를 구비한다. 챔버(2)는, 예를 들어 스테인리스 또는 알루미늄 합금 등의 금속으로 형성되고, 챔버(2)의 내부에는, 처리 공간(3)이 규정된다.
또한, 플라스마 처리 장치(1)는, 처리 공간(3)에 가스(반응 가스)를 공급하는 가스 공급원(5)을 구비한다. 어떤 일례에서는, 가스 공급원(5)은, 가스가 저장되는 탱크(도시 생략) 및 펌프 등의 공급 구동부(도시 생략)를 구비한다. 또한, 챔버(2)에는, 가스 도입구(6)가 형성된다. 가스 공급원(5)의 공급 구동부가 구동됨으로써, 탱크의 가스가 가스 도입구(6)를 통하여 처리 공간(3)에 공급된다. 또한, 어떤 일례에서는 가스 공급원(5)과 가스 도입구(6)의 사이의 공급 경로에, 개폐 밸브가 마련된다. 개폐 밸브에 의해, 처리 공간(3)에 대한 가스의 공급 및 공급 정지가 전환된다. 또한, 개폐 밸브가 마련되는 경우, 탱크 및 공급 구동부 대신에 공장의 배관 등이 가스 공급원(5)으로서 마련되어도 된다.
또한, 플라스마 처리 장치(1)는, 배기원(7) 및 압력 조정기(8)를 구비한다. 배기원(7)은, 진공 펌프 등의 배기 구동부(도시 생략)를 구비한다. 배기 구동부를 구동함으로써, 처리 공간(3)의 가스가 배기된다. 배기원(7)에 의해 배기된 가스는, 회수 탱크(도시 생략) 등에 회수된다. 그리고, 회수 탱크에 있어서, 가스를 무해화하는 처리가 행해진 후, 대기 등으로 방출된다.
압력 조정기(8)는, 예를 들어 APC(Auto Pressure Controller) 밸브 등의 압력 제어 밸브를 구비하고, 처리 공간(3)의 압력을 조정한다. 어떤 일례에서는, 배기원(7) 및 압력 조정기(8) 등의 구동을 제어함으로써, 처리 공간(3)에서는, 가스 도입구(6)로부터 공급된 가스(반응 가스)의 압력이, 0.05Pa 이상 500Pa 이하인 범위의 어느 값으로 조정된다. 또한, 플라스마 처리 장치(1)는, 압력 센서 등의 압력 검출기(9A, 9B)를 구비한다. 압력 검출기(9A, 9B)의 각각은, 처리 공간(3)의 압력을 검출한다.
또한, 챔버(2)의 처리 공간(3)에서는, 가스 도입구(6)에 대해 연직 하측에 적재대(11)가 배치된다. 플라스마 처리 장치(1)에서의 처리 대상으로 되는 피처리물(12)은, 적재대(11) 상에 적재된다. 피처리물(12)은, 적재대(11)에 있어서 연직 상측을 향하는 표면에, 적재된다. 또한, 도 1 등의 일례에서는, 챔버(2)의 측벽에, 반입구(13)가 형성된다. 피처리물(12)은, 반입구(13)를 통하여 처리 공간(3)에 반입되고, 반입구(13)를 통하여 처리 공간(3)으로부터 반출된다. 또한, 처리 공간(3)에 있어서 후술하는 처리가 행해지고 있는 상태에서는, 반입구(13)는, 게이트 밸브(도시 생략) 등에 의해, 기밀하게 폐쇄된다.
어떤 일례에서는, 플라스마 처리 장치(1)에는, 구동 기구(도시 생략)가 마련된다. 이 경우, 구동 기구는, 서보 모터 또는 제어 모터 등을 구비한다. 그리고, 구동 기구를 구동함으로써, 적재대(11)가 회전하는 등, 적재대(11)가 이동한다. 이 때문에, 적재대(11) 상에 피처리물(12)이 적재되어 있는 상태에서는, 적재대(11)가 이동함으로써, 피처리물(12)은, 적재대(11)와 함께 이동한다.
피처리물(12)은, 예를 들어 판형의 부재이며, 특히 이들에 한정되지 않지만, 피처리물(12)로서, 평판 및 원판 등을 들 수 있다. 피처리물(12)은, 후술하는 플라스마를 사용한 처리에 의해, 에칭된다. 피처리물(12)의 일례로서, 레지스트 마스크가 형성된 반도체 웨이퍼 등을 들 수 있다. 이 경우, 레지스트 마스크를 형성하는 유기물이, 후술하는 플라스마를 사용한 처리에 의해, 에칭된다.
챔버(2)의 천장부에는, 처리 공간(3)이 외부를 향하여 개구되는 개구부(15)가 형성된다. 그리고, 챔버(2)에는, 개구부(15)를 막은 상태로 윈도우(16)가 장착된다. 즉, 챔버(2)의 천장부에, 윈도우(16)가 형성된다. 윈도우(16)는, 석영 및 알루미나 등의 유전체, 또는 실리콘 등의 반도체로 형성된다. 또한, 처리 공간(3)에서는, 윈도우(16)와 적재대(11)의 사이에, 가스 도입구(6)로부터 가스가 도입된다.
윈도우(16)의 외표면에는, 고주파 안테나(17)가 설치된다. 따라서, 고주파 안테나(17)는, 챔버(2)의 외부에 배치된다. 고주파 안테나(17)는, 예를 들어 도전 재료로 형성되고, 급전단 및 접지단을 구비한다. 고주파 안테나(17)의 급전단은, 전원(고주파 전원)(18)에 접속되고, 고주파 안테나(17)와 전원(18)의 사이에는, 정합 회로(19)가 마련된다. 또한, 고주파 안테나(17)의 접지단은, 챔버(2)에 접속되어, 접지된다. 전원(18)은, 수㎒ 이상 수백㎒ 이하의 범위의 어느 주파수로 고주파 전력을 고주파 안테나(17)에 공급하고, 어떤 일례에서는, 13.56㎒의 주파수로 고주파 전력을 고주파 안테나(17)에 공급한다. 또한, 정합 회로(19)는, 전원(18)측에서의 임피던스와 고주파 안테나(17) 등의 부하측에서의 임피던스의 사이를 정합하는 리액턴스 가변의 정합 회로이다.
처리 공간(3)에서는, 적재대(11)의 연직 하측에 인접하여 전극(하방 전극)(21)이 마련된다. 전극(21)은, 도전 재료로 형성되고, 급전단을 구비한다. 전극(21)의 급전단은, 전원(고주파 전원)(22)에 접속되고, 전극(21)과 전원(22)의 사이에는, 정합 회로(23)가 마련된다. 또한, 전극(21)은 접지되는 접지단을 더 구비하고 있어도 상관없다. 전원(22)은, 수㎑ 이상 수㎒ 이하의 범위의 어느 주파수로 고주파 전력을 전극(21)에 공급한다. 또한, 정합 회로(23)는, 전원(22)측에서의 임피던스와 전극(21) 등의 부하측에서의 임피던스 사이를 정합하는 리액턴스 가변의 정합 회로이다.
또한, 어떤 일례에서는, 플라스마 처리 장치(1)에, 적재대(11) 및 전극(21)을 가열 및/또는 냉각하는 온도 조정기(도시 생략)가 마련된다. 이 경우, 온도 조정기의 작동을 제어함으로써, 적재대(11) 및 전극(21)의 온도를 조정한다.
도 1의 일례에서는, 플라스마 처리 장치(1)는, 컨트롤러(25)를 구비한다. 컨트롤러(25)는, 예를 들어 컴퓨터 등이다. 컨트롤러(25)는, CPU(Central Processing Unit), ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 등을 포함하는 프로세서 또는 집적 회로(제어 회로) 및 메모리 등의 기억 매체를 구비한다. 컨트롤러(25)는, 집적 회로 등을 하나만 구비해도 되고, 집적 회로 등을 복수 구비해도 된다. 컨트롤러(25)는, 기억 매체 등에 기억되는 프로그램 등을 실행함으로써, 처리를 행한다. 컨트롤러(25)는, 전원(18, 22)의 각각으로부터의 고주파 전력의 출력을 제어한다. 이에 의해, 전원(18, 22)의 각각으로부터 출력되는 고주파 전력의 주파수 및 위상 등이 조정된다. 또한, 전원(18, 22)으로부터의 출력은, 컨트롤러(25)에 의해, 서로에 대해 독립하여 제어된다.
전원(18)으로부터 고주파 안테나(17)에 고주파 전력이 공급되어, 고주파 안테나(17)에 고주파 전류가 흐름으로써, 고주파 안테나(17) 근방의 영역에 자장이 유기된다. 그리고, 유기된 자장이 경시적으로 변화함으로써, 자장의 변화를 제거하는 상태로 유도 전계가 처리 공간(3)에 발생한다. 이 때, 처리 공간(3)에 있어서 윈도우(16)와 적재대(11) 사이에, 유도 전계가 발생한다.
가스 공급원(5)으로부터 처리 공간(3)에 가스가 공급되어 있는 상태에 있어서 처리 공간(3)에서 유도 전계가 발생함으로써, 처리 공간(3)에 있어서, 공급된 가스가 여기되어, 이온화된다. 이에 의해, 처리 공간(3)에 있어서, 플라스마 P가 발생한다. 그리고, 발생한 플라스마 P를 사용하여, 피처리물(12)을 에칭하는 등, 피처리물(12)을 처리한다. 전술한 바와 같이 플라스마 P가 발생하므로, 본 실시 형태에서는, 유도 결합형 플라스마가 발생한다.
또한, 플라스마 처리 장치(1)에서는, 고주파 안테나(17)에 고주파 전력이 공급되어, 전술한 바와 같이 처리 공간(3)에서 플라스마 P가 발생되고 있는 상태에 있어서, 전원(22)으로부터 전극(21)에 고주파 전력이 공급되어도 된다. 이 경우, 컨트롤러(25)는, 전원(18, 22)의 각각으로부터 출력되는 고주파 전력의 주파수 및 위상 등을 조정함으로써, 피처리물 (12)에 입사되는 이온 에너지가 제어된다. 이 때, 이온화된 가스의 이온 에너지가 피처리물 (12)에 적절하게 입사되는 상태로, 전원(18, 22)의 각각으로부터 출력되는 고주파 전력의 주파수 및 위상 등이, 컨트롤러(25)에 의해 조정된다.
도 2 내지 도 4는, 본 실시 형태의 고주파 안테나(17)를 나타낸다. 도 2 내지 도 4 등에 나타내는 바와 같이, 고주파 안테나(17)는, 중심축 O를 갖는다. 플라스마 처리 장치(1)에서는, 고주파 안테나(17)의 중심축 O는, 윈도우(16)의 내표면 및 외표면에 대해, 교차한다(수직 또는 대략 수직이 된다). 또한, 고주파 안테나(17)에서는, 중심축 O의 축 둘레 방향으로 되는 둘레 방향(화살표 T1 및 화살표 T2로 도시하는 방향)이 규정된다. 또한, 고주파 안테나(17)에서는, 직경 방향에 대해 중심축 O에 접근하는 측이 내주측으로 되고, 직경 방향에 대해 중심축 O로부터 멀어지는 측이 외주측으로 된다. 또한, 도 3은, 고주파 안테나(17)를 중심축 O를 따르는 방향의 일방측에서 본 상태에서 도시하고, 도 4는, 고주파 안테나(17)를 외주측에서 본 상태에서 도시한다.
또한, 고주파 안테나(17)에서는, 중심축 O를 따르는 방향의 일방측이, 윈도우(16)에 접근하는 측, 즉 윈도우(16)에 대해 근위측으로 된다. 그리고, 고주파 안테나(17)에서는, 중심축 O를 따르는 방향의 타방측이, 윈도우(16)로부터 멀어지는 측, 즉 윈도우(16)에 대해 원위측으로 된다. 고주파 안테나(17)는, 전술한 급전단을 형성하는 급전단 편부(26) 및 전술한 접지단을 형성하는 접지단 편부(27)를 구비한다. 또한, 고주파 안테나(17)는, 안테나 요소(31, 32)를 구비함과 함께, 중계부(35, 36)를 구비한다. 고주파 안테나(17)에서는, 안테나 요소(31, 32)의 사이가 중계부(35, 36)에 의해, 중계된다.
안테나 요소(제1 안테나 요소)(31)는, 연장 설치단(제1 연장 설치단) E1 및 연장 설치단 E1과는 반대측의 연장 설치단(제2 연장 설치단) E2를 구비한다. 안테나 요소(31)는, 연장 설치단 E1로부터 연장 설치단 E2까지, 둘레 방향을 따라, 즉 중심축 O의 축 둘레를 따라, 연속해서 연장 설치된다. 이 때문에, 안테나 요소(31)는, 둘레 방향에 대해, 연장 설치단 E1과 연장 설치단 E2의 사이의 각도 범위(제1 각도 범위) S1에 걸쳐, 연속해서 연장 설치된다. 안테나 요소(31)는, 연장 설치단 E1에 있어서, 급전단 편부(26)에 접속된다. 급전단 편부(26)는, 안테나 요소(31)의 연장 설치단 E1로부터, 중심축 O를 따르는 방향에 대해, 윈도우(16)로부터 멀어지는 측을 향하여 연장 설치된다.
안테나 요소(제2 안테나 요소)(32)는, 연장 설치단(제3 연장 설치단) E3 및 연장 설치단 E3과는 반대측의 연장 설치단(제4 연장 설치단) E4를 구비한다. 안테나 요소(32)는, 연장 설치단 E3으로부터 연장 설치단 E4까지, 둘레 방향을 따라, 즉 중심축 O의 축 둘레를 따라, 연속해서 연장 설치된다. 이 때문에, 안테나 요소(32)는, 둘레 방향에 대해, 연장 설치단 E3과 연장 설치단 E4 사이의 각도 범위(제2 각도 범위) S2에 걸쳐, 연속해서 연장 설치된다. 안테나 요소(32)는, 연장 설치단 E4에 있어서, 접지단 편부(27)에 접속된다. 접지단 편부(27)는, 안테나 요소(32)의 연장 설치단 E4로부터, 중심축 O를 따르는 방향에 대해, 윈도우(16)로부터 멀어지는 측을 향하여 연장 설치된다.
고주파 안테나(17)에서는, 안테나 요소(제2 안테나 요소)(32)가 연장 설치되는 각도 범위(제2 각도 범위) S2는, 둘레 방향에 대해, 안테나 요소(제1 안테나 요소)(31)가 연장 설치되는 각도 범위(제1 각도 범위) S1로부터 어긋난다. 본 실시 형태에서는, 각도 범위 S2의 일부가 각도 범위 S1과 겹치고, 각도 범위 S2의 나머지의 일부가 각도 범위 S1로부터 벗어난다. 이 때문에, 안테나 요소(제2 안테나 요소)(32)는, 각도 범위 S2에 있어서 각도 범위 S1로부터 벗어난 영역에 연장 설치되는 연장 설치부(제1 연장 설치부)(37)와, 각도 범위 S2에 있어서 각도 범위 S1과 겹치는 영역에 연장 설치되는 연장 설치부(제2 연장 설치부)(38)를 구비한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 안테나 요소(31)가 연장 설치되는 각도 범위(제1 각도 범위) S1은, 안테나 요소(32)가 연장 설치되는 각도 범위(제2 각도 범위) S2에 비하여, 크다. 어떤 일례에서는, 각도 범위 S1은, 270°보다 크고, 각도 범위 S2는, 90°보다 작다. 단, 어느 경우도, 각도 범위 S1, S2의 각각은, 360°보다 작다. 이 때문에, 안테나 요소(31, 32)의 각각은, 둘레 방향에 대해, 전체 둘레에 걸쳐서가 아니라, 일부의 범위에 걸쳐서만 연장 설치된다.
또한, 안테나 요소(제2 안테나 요소)(32)는, 중심축 O를 따르는 방향에 대해, 안테나 요소(제1 안테나 요소)(31) 비하여, 윈도우(16)로부터 멀리 배치된다. 즉, 안테나 요소(32)는, 안테나 요소(31)에 비하여, 윈도우(16)로부터 원위의 위치에 배치된다. 또한, 안테나 요소(제2 안테나 요소)(32) 및 접지단 편부(27)는, 안테나 요소(제1 안테나 요소)(31) 및 급전단 편부(26)에 비해 외주측에 배치된다. 이 때문에, 중심축 O부터 안테나 요소(32)까지의 거리는, 중심축 O부터 안테나 요소(31)까지의 거리에 비하여, 크다.
안테나 요소(제1 안테나 요소)(31)는, 연장 설치단(제2 연장 설치단) E2에 있어서, 중계부(제1 중계부)(35)에 접속된다. 중계부(35)는, 안테나 요소(31)의 연장 설치단 E2로부터, 중심축 O를 따르는 방향에 대해, 윈도우(16)로부터 멀어지는 측을 향하여 연장 설치된다. 따라서, 중계부(35)는, 일단에서, 즉 윈도우(16)에 대해 근위측의 단에서, 안테나 요소(31)의 연장 설치단 E2에 접속된다.
안테나 요소(제2 안테나 요소)(32)는, 연장 설치단(제3 연장 설치단) E3에 있어서, 중계부(제2 중계부)(36)에 접속된다. 또한, 중계부(35)는, 윈도우(16)에 대해 원위측의 단에서, 중계부(36)에 접속된다. 그리고, 중계부(36)는, 중계부(35)로부터 안테나 요소(32)까지, 직경 방향에 대해, 외주측을 향하여 연장 설치된다. 이 때문에, 중계부(36)는, 일단인 내주단에서, 중계부(35)에 접속된다. 그리고, 중계부(36)는, 타단인 외주단에서, 안테나 요소(32)에 접속된다. 또한, 중계부(제2 중계부)(36))는, 중심축 O를 따르는 방향에 대해, 안테나 요소(제1 안테나 요소)(31) 비하여, 윈도우(16)로부터 멀리 배치된다. 즉, 중계부(36)는, 안테나 요소(31)에 비하여, 윈도우(16)로부터 원위의 위치에 배치된다.
본 실시 형태에서는, 둘레 방향에 대해, 안테나 요소(제1 안테나 요소)(31)의 연장 설치단(제2 연장 설치단) E2의 각도 위치는, 중계부(35, 36) 및 안테나 요소(제2 안테나 요소)(32)의 연장 설치단(제3 연장 설치단) E3의 각각의 각도 위치와, 일치 또는 대략 일치한다. 즉, 안테나 요소(31)의 연장 설치단 E2, 중계부(35, 36) 및 안테나 요소(32)의 연장 설치단 E3은, 둘레 방향에 대해, 즉 중심축 O의 축 둘레에 대해, 서로에 대해 어긋나지 않거나, 또는 거의 어긋나 있지 않다.
또한, 본 실시 형태에서는, 안테나 요소(32)에 있어서, 연장 설치부(제1 연장 설치부)(37)가 연장 설치단 E3을 형성하고, 연장 설치부(제2 연장 설치부)(38)가 연장 설치단 E4를 형성한다. 이 때문에, 안테나 요소(32)에서는, 연장 설치부(37)가 중계부(35)에 접속되어, 연장 설치부(38)가 접지단 편부(27)에 접속된다. 이 때문에, 연장 설치부(제2 연장 설치부)(38)는, 둘레 방향에 대해, 연장 설치부(제1 연장 설치부)(37)에 비하여, 중계부(36)(중계부(35))로부터 멀리 있다.
또한, 고주파 안테나(17)는, 안테나 요소(31)의 연장 설치단 E1로부터 안테나 요소(32)의 연장 설치단 E4까지, 둘레 방향에 대해 1둘레 이상에 걸쳐 연장 설치된다. 즉, 안테나 요소(31)의 연장 설치단 E1로부터 안테나 요소(32)의 연장 설치단 E4까지의 연장 설치 부분의 둘레 방향에 관한 둘레 회전 정도는, 1 둘레 이상으로 된다. 단, 본 실시 형태에서는, 연장 설치단 E1로부터 연장 설치단 E4까지의 연장 설치 부분의 둘레 방향에 대한 둘레 회전 정도는, 1둘레 반 이하로 된다. 전술한 바와 같은 구성이기 때문에, 본 실시 형태에서는, 고주파 안테나(17)의 턴수, 즉 고주파 안테나(17)에 형성되는 루프의 수는 1로 된다. 또한, 고주파 안테나(17)의 턴수가 적기 때문에, 본 실시 형태에서는, 고주파 안테나(17)는, 소경으로 형성된다.
본 실시 형태의 플라스마 처리 장치(1)에서는, 처리 공간(3)에 있어서의 플라스마의 밀도 분포는, 처리 공간(3)에서 발생하는 전술한 유도 전계의 강도 분포에 의존한다. 그리고, 처리 공간(3)에 있어서의 유도 전계의 강도 분포는, 고주파 안테나(17)의 형상 및 치수 그리고 고주파 안테나(17)와 윈도우(16)의 위치 관계 등에 대응하여 변화된다. 특히, 안테나 요소(31, 32) 및 중계부(36)의 형상, 치수 및 윈도우(16)에 대한 위치 관계 등이, 처리 공간(3)에 있어서의 유도 전계의 강도 분포에 영향을 주어, 처리 공간(3)에 있어서의 플라스마의 밀도 분포에 영향을 준다.
안테나 요소(31, 32) 및 중계부(36)의 각각의 연장 설치 방향은, 중심축 O에 대해 교차한다(수직 또는 대략 수직으로 된다). 따라서, 고주파 안테나(17)에 있어서 중심축 O에 대해 교차하는(수직 또는 대략 수직인) 방향으로 연장되는 부분의 치수 및 형상 등이, 처리 공간(3)에 있어서의 유도 전계의 강도 분포에 영향을 주어, 처리 공간(3)에 있어서의 플라스마의 밀도 분포에 영향을 준다. 또한, 급전단 편부(26), 접지단 편부(27) 및 중계부(35)의 각각은, 중심축 O를 따라 연장 설치된다. 이 때문에, 급전단 편부(26), 접지단 편부(27) 및 중계부(35)의 각각의 형상 및 치수 등은, 처리 공간(3)에 있어서의 유도 전계의 강도 분포에 거의 영향을 주지 않아, 처리 공간(3)에 있어서의 플라스마의 밀도 분포에 거의 영향을 주지 않는다.
여기서, 안테나 요소(제1 안테나 요소)(31)의 요소 벡터 V1, 안테나 요소(제2 안테나 요소)(32)의 요소 벡터 V2 및 중계부(제2 중계부)(36))의 요소 벡터 V3을 규정한다. 요소 벡터 V1 내지 V3의 각각은, 중심축 O에 대해 수직인 평면 상에서 규정되는 벡터이며, 중심축 O를 시점으로 하는 위치 벡터이다. 이하, 요소 벡터 V1 내지 V3에 대해 설명한다.
도 5는, 3개의 요소 벡터 V1 내지 V3의 산출에 사용되는 파라미터를 설명한다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 요소 벡터 V1 내지 V3의 산출에 있어서는, 중심축 O에 수직인 평면에 있어서 X축 및 Y축을 규정한다. 도 5의 일례에서는, 중심축 O가 X축과 Y축이 교차되는 원점으로 되고, 또한, X축의 정방향부터 Y축의 정방향까지의 중심축 O의 축 둘레의 각도가 90°가 되는 상태로, X축 및 Y축이 규정된다. 그리고, X축의 정방향부터 안테나 요소(제1 안테나 요소)(31)의 연장 설치단(제1 연장 설치단) E1까지의 중심축 O의 축 둘레의 각도를, θ1이라 한다. 또한, X축의 정방향부터 안테나 요소(31)의 연장 설치단(제2 연장 설치단) E2, 안테나 요소(제2 안테나 요소)(32)의 연장 설치단(제3 연장 설치단) E3 및 중계부(36)까지의 중심축 O의 축 둘레의 각도를, θ2라 한다. 그리고, X축의 정방향부터 안테나 요소(32)의 연장 설치단(제4 연장 설치단) E4까지의 중심축 O의 축 둘레의 각도를, θ3이라 한다.
또한, 안테나 요소(제1 안테나 요소)(31) 및 중계부(36)의 내주단까지의 중심축 O부터의 직경 방향의 거리를, r1이라 한다. 그리고, 안테나 요소(제2 안테나 요소)(32) 및 중계부(36)의 외주단까지의 중심축 O부터의 직경 방향의 거리를, r2라 한다. 또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 윈도우(16)의 내표면부터 안테나 요소(제1 안테나 요소)(31)까지의 중심축 O를 따르는 방향에 관한 거리를, h1이라 한다. 그리고, 윈도우(16)의 내표면부터 안테나 요소(제2 안테나 요소)(32) 및 중계부(36)까지의 중심축 O를 따르는 방향에 관한 거리를, h2라 한다. 요소 벡터 V1의 단위 벡터 u1, 요소 벡터 V2의 단위 벡터 u2 및 요소 벡터 V3의 단위 벡터 u3은, 전술한 파라미터를 사용하여, 이하와 같이 된다. 이하의 식 (1) 내지 (3)에서는, 단위 벡터 u1 내지 u3은, X-Y 좌표에 있어서 원점(중심축 O)을 시점으로 하는 위치 벡터로, 도시된다.
Figure 112020019300582-pat00001
또한, 요소 벡터 V1의 크기 |V1|의 산출에는, 안테나 요소(제1 안테나 요소)(31)의 연장 설치단 E1, E2 사이의 연장 설치 길이 L1 및 X-Y 좌표에서의 중심축 O(원점)부터 안테나 요소(31)의 무게 중심까지의 거리 d1이, 사용된다. 마찬가지로, 요소 벡터 V2의 크기 |V2|의 산출에는, 안테나 요소(제2 안테나 요소)(32)의 연장 설치단 E3, E4 사이의 연장 설치 길이 L2 및 X-Y 좌표에서의 중심축 O(원점)부터 안테나 요소(32)의 무게 중심까지의 거리 d2가, 사용된다. 그리고, 요소 벡터 V3의 크기 |V3|의 산출에는, 중계부(36)의 내주단과 외주단 사이의 연장 설치 길이 L3 및 X-Y 좌표에서의 중심축 O(원점)부터 중계부(36)의 무게 중심까지의 거리 d3이, 사용된다. 연장 설치 길이 L1 내지 L3 및 거리 d1 내지 d3은, 전술한 파라미터를 사용하여, 이하와 같이 된다.
Figure 112020019300582-pat00002
Figure 112020019300582-pat00003
그리고, 요소 벡터 V1의 크기 |V1|은, 연장 설치 길이 L1 및 거리 d1을 사용하여 이하와 같이 산출된다. 마찬가지로, 요소 벡터 V2의 크기 |V2|는, 연장 설치 길이 L2 및 거리 d2를 사용하여 이하와 같이 산출되고, 요소 벡터 V3의 크기 |V3|은, 연장 설치 길이 L3 및 거리 d3을 사용하여 이하와 같이 산출된다.
Figure 112020019300582-pat00004
그리고, 요소 벡터 V1은, 식 (1) 및 식 (10)을 사용하여, 이하와 같이 된다. 마찬가지로, 요소 벡터 V2는, 식 (2) 및 식 (11)을 사용하여, 이하와 같이 되고, 요소 벡터 V3은, 식 (3) 및 식 (12)를 사용하여, 이하와 같이 된다.
Figure 112020019300582-pat00005
여기서, 식 (10) 내지 (15)에 있어서, A는, 상수이다. 어떤 일례에서는, 각도 θ1 내지 θ3 및 거리 r1, r2, h1, h2 등의 파라미터의 각각이 임의의 어느 값이 되는 상태에서, 전술한 바와 같이 처리 공간(3)에 플라스마 P를 발생시켜, 플라스마 P를 사용하여 피처리물(12)을 에칭한다. 그리고, 피처리물 (12)에 있어서의 에칭 레이트의 분포를 취득한다. 그리고, 피처리물 (12)에 있어서 에칭 레이트가 가장 높은 개소에 대해, 요소 벡터 V1 내지 V3의 합성 벡터의 X-Y 좌표에 있어서의 위치가 일치 또는 대략 일치하는 상태에, 상수 A를 설정한다. 상수 A는, 예를 들어 1.0으로 설정된다.
고주파 안테나(17)에서는, 각도 θ1 내지 θ3 및 거리 r1, r2, h1, h2 등의 파라미터는, 요소 벡터 V1 내지 V3의 합성 벡터의 크기가 제로 또는 대략 제로가 되는 상태로 설정된다. 즉, 요소 벡터 V1 내지 V3의 합성 벡터는, 제로 벡터, 또는 거의 제로 벡터로 된다. 그리고, X-Y 좌표에 있어서, 요소 벡터 V1 내지 V3의 합성 벡터는, 중심축 O(원점) 상, 또는 중심축 O로부터 약간 어긋난 위치에, 위치한다.
전술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 고주파 안테나(17)의 턴수는 적고, 고주파 안테나(17)는 소경이다. 단, 본 실시 형태에서는, 안테나 요소(제1 안테나 요소)(31)가 각도 범위(제1 각도 범위) S1에 걸쳐 연장 설치되고, 안테나 요소(제2 안테나 요소)(32)가 각도 범위 S1로부터 어긋나는 각도 범위(제2 각도 범위) S2에 걸쳐 연장 설치된다. 그리고, 안테나 요소(32)는, 안테나 요소(31)에 비하여 윈도우(16)로부터 멀리 배치됨과 함께, 안테나 요소(31)에 비해 외주측에 배치된다. 그리고, 중계부(제1 중계부)(35)가 윈도우(16)로부터 멀어지는 측을 향하여 안테나 요소(31)로부터 연장 설치되고, 중계부(제2 중계부)(36))가 중계부(35)로부터 안테나 요소(32)까지 외주 측을 향하여 연장 설치된다.
이와 같은 구성이기 때문에, 안테나 요소(31, 32) 및 중계부(36)의 각각의 형상 및 치수 그리고 안테나 요소(31, 32) 및 중계부(36)의 각각의 윈도우(16)에 대한 위치를 조정함으로써, 요소 벡터 V1 내지 V3의 합성 벡터의 크기를 제로 또는 대략 제로로 하는 것이 가능하게 된다. 즉, 각도 θ1 내지 θ3 및 거리 r1, r2, h1, h2 등의 파라미터 각각을 조정함으로써, 요소 벡터 V1 내지 V3의 합성 벡터의 크기를 제로 또는 대략 제로로 하는 것이 가능하게 된다.
요소 벡터 V1 내지 V3의 합성 벡터의 크기가 제로 또는 대략 제로가 됨으로써, 처리 공간(3)에서 발생하는 전술한 유도 전계의 강도가, 고주파 안테나(17)의 중심축 O를 중심으로 하여 대칭 또는 대략 대칭이 된다. 이에 의해, 처리 공간(3)에 있어서의 플라스마 P의 밀도가, 고주파 안테나(17)의 중심축 O를 중심으로 하여 대칭 또는 대략 대칭이 된다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 소경의 고주파 안테나(17)가 사용되어도, 처리 공간(3)에 있어서의 중심축 O를 중심으로 하는 플라스마 밀도의 대칭성이 확보된다.
전술한 바와 같이 플라스마 밀도의 대칭성이 확보됨으로써, 플라스마를 사용한 피처리물(12)의 에칭에 있어서, 에칭 레이트가 가장 높은 개소가, 고주파 안테나(17)의 중심축 O에 대해 어긋나지 않거나, 또는 거의 어긋나지 않는다. 이에 의해, 피처리물(12)의 에칭 등의 플라스마 P를 사용한 처리의 처리 성능이 확보된다.
(변형예)
어떤 변형예에서는, 안테나 요소(제1 안테나 요소)(31)의 연장 설치단(제1 연장 설치단) E1이, 접지단 편부(27)에 접속되고, 접지단 편부(27)는, 안테나 요소(31)의 연장 설치단 E1로부터, 중심축 O를 따르는 방향에 대해, 윈도우(16)로부터 멀어지는 측을 향하여 연장 설치된다. 그리고, 안테나 요소(제2 안테나 요소)(32)의 연장 설치단(제4 연장 설치단) E4가, 급전단 편부(26)에 접속되고, 급전단 편부(26)는, 안테나 요소(32)의 연장 설치단 E3으로부터, 중심축 O를 따르는 방향에 대해, 윈도우(16)로부터 멀어지는 측을 향하여 연장 설치된다.
또한, 도 6에 도시하는 어떤 변형예에서는, 안테나 요소(제2 안테나 요소)(32)의 연장 설치단(제3 연장 설치단) E3의 각도 위치는, 중계부(35) 및 안테나 요소(제1 안테나 요소)(31)의 연장 설치단(제2 연장 설치단) E2의 각각의 각도 위치에 대해, 어긋난다. 즉, 안테나 요소(32)의 연장 설치단 E3은, 둘레 방향에 대해, 즉 중심축 O의 축 둘레에 대해, 안테나 요소(31)의 연장 설치단 E2 및 중계부(제1 중계부)(35)에 대해 어긋난다. 단, 본 변형예에서도, 안테나 요소(제1 안테나 요소)(31)의 연장 설치단 E2에 중계부(제1 중계부)(35)가 접속되고, 중계부(35)는, 안테나 요소(31)의 연장 설치단 E2로부터, 중심축 O를 따르는 방향에 대해, 윈도우(16)로부터 멀어지는 측을 향하여 연장 설치된다. 그리고, 안테나 요소(제2 안테나 요소)(32)의 연장 설치단 E3에 중계부(제2 중계부)(36))가 접속되고, 중계부(36)는, 중계부(35)로부터 안테나 요소(32)까지 외주측을 향하여 연장 설치된다.
또한, 본 변형예에서는, 안테나 요소(제2 안테나 요소)(32)가 연장 설치되는 각도 범위(제2 각도 범위) S2의 전체가, 안테나 요소(제1 안테나 요소)(31)가 연장 설치되는 각도 범위(제1 각도 범위) S1로부터 벗어난다. 따라서, 본 변형예에서는, 안테나 요소(32)는 각도 범위 S1로부터 벗어난 영역에 연장 설치되는 연장 설치부(37)만으로 형성된다. 본 변형예에서도, 각도 범위(제2 각도 범위) S2는, 둘레 방향에 대해, 각도 범위(제1 각도 범위) S1로부터 어긋난다.
본 변형예에서도, 전술한 실시 형태 등에서 규정한 바와 같이, 안테나 요소(31)의 요소 벡터 V1, 안테나 요소(32)의 요소 벡터 V2 및 중계부(36)의 요소 벡터 V3을 규정 가능하다. 그리고, 안테나 요소(31, 32) 및 중계부(36)의 각각의 형상 및 치수 그리고 안테나 요소(31, 32) 및 중계부(36)의 각각의 윈도우(16)에 대한 위치를 조정함으로써, 요소 벡터 V1 내지 V3의 합성 벡터의 크기를 제로 또는 대략 제로로 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 변형예에서도, 전술한 실시 형태 등과 마찬가지의 작용 및 효과를 발휘한다.
또한, 도 6의 변형예에서는, 안테나 요소(31)의 연장 설치단 E1이 급전단 편부(26)에 접속되고, 안테나 요소(32)의 연장 설치단 E4가 접지단 편부(27)에 접속된다. 단, 다른 어떤 변형예에서는, 안테나 요소(31)의 연장 설치단 E1이 접지단 편부(27)에 접속되고, 안테나 요소(32)의 연장 설치단 E4가 급전단 편부(26)에 접속되어도 된다.
또한, 도 7에 도시하는 변형예에서는, 도 2 내지 도 4 등의 제1 실시 형태와 마찬가지로 하여, 접지단 편부(27), 안테나 요소(31, 32) 및 중계부(35, 36)가 형성된다. 단, 본 변형예에서는, 고주파 안테나(17)에, 안테나 요소(제3 안테나 요소)(41) 및 중계부(제3 중계부)(42)가 마련된다.
안테나 요소(41)는, 일단으로부터 타단까지, 둘레 방향을 따라, 즉 중심축 O의 축 둘레를 따라, 연속해서 연장 설치된다. 그리고, 안테나 요소(41)는, 둘레 방향에 대해, 일단과 타단 사이의 각도 범위(제3 각도 범위) S3에 걸쳐, 연속해서 연장 설치된다. 본 변형예에서는, 안테나 요소(41)의 일단이, 급전단 편부(26)에 접속된다. 그리고, 급전단 편부(26)는, 안테나 요소(41)로부터, 중심축 O를 따르는 방향에 대해, 윈도우(16)로부터 멀어지는 측을 향하여 연장 설치된다.
본 변형예의 고주파 안테나(17)에서는, 안테나 요소(제3 안테나 요소)(41)가 연장 설치되는 각도 범위(제3 각도 범위) S3은, 둘레 방향에 대해, 안테나 요소(제1 안테나 요소)(31)가 연장 설치되는 각도 범위(제1 각도 범위) S1 및 안테나 요소(제2 안테나 요소)(32)가 연장 설치되는 각도 범위(제2 각도 범위) S2로부터 어긋난다. 그리고, 각도 범위 S3의 일부는, 각도 범위 S1과 겹치고, 각도 범위 S3의 나머지의 일부는, 각도 범위 S1로부터 벗어난다. 또한, 각도 범위 S3의 일부는, 각도 범위 S2와 겹치고, 각도 범위 S3의 나머지의 일부는, 각도 범위 S2로부터 벗어난다. 또한, 본 변형예에서는, 안테나 요소(41)이 연장 설치되는 각도 범위(제3 각도 범위) S3은, 안테나 요소(32)가 연장 설치되는 각도 범위(제2 각도 범위) S2에 비하여, 크다. 예를 들어, 각도 범위 S3은, 270°보다 크다. 단, 어느 경우도, 각도 범위 S3은, 360°보다 작다.
또한, 중심축 O를 따르는 방향에 대해, 윈도우(16)부터 안테나 요소(41)까지의 거리는, 윈도우(16)부터 안테나 요소(31)까지의 거리와, 동일 또는 대략 동일하게 된다. 이 때문에, 안테나 요소(41)는, 중심축 O를 따르는 방향에 대해, 안테나 요소(32) 및 중계부(36)에 비하여, 윈도우(16)에 가까운 측에 배치된다. 또한, 안테나 요소(41)는, 안테나 요소(31, 32)에 대해, 내주측에 배치된다.
안테나 요소(31)의 연장 설치단 E1은, 중계부(제3 중계부)(42)에 접속된다. 그리고, 안테나 요소(41)는, 급전단 편부(26)로의 접속단과는 반대측의 단에서, 중계부(42)에 접속된다. 이 때문에, 중계부(42)는, 일단인 내주단에서, 안테나 요소(41)에 접속되고, 타단인 외주단에서, 안테나 요소(31)에 접속된다. 중계부(42)는, 안테나 요소(41)로부터 안테나 요소(31)까지, 직경 방향에 대해, 외주측을 향하여 연장 설치된다. 또한, 중심축 O를 따르는 방향에 대해, 윈도우(16)부터 중계부(42)까지의 거리는, 윈도우(16)부터 안테나 요소(31)까지의 거리와, 동일 또는 대략 동일하게 된다. 이 때문에, 중계부(42)는, 중심축 O를 따르는 방향에 대해, 안테나 요소(32) 및 중계부(36)에 비하여, 윈도우(16)에 가까운 측에 배치된다.
전술한 바와 같이 안테나 요소(41) 및 중계부(42)가 마련되기 때문에, 본 변형예에서는, 안테나 요소(41)의 급전단 편부(26)로의 접속단으로부터 안테나 요소(32)의 연장 설치단 E4까지의 연장 설치 부분의 둘레 방향에 관한 둘레 회전 정도는, 2둘레 이상으로 된다. 단, 본 변형예에서는, 안테나 요소(41)의 급전단 편부(26)로의 접속단으로부터 연장 설치단 E4까지의 연장 설치 부분의 둘레 방향에 관한 둘레 회전 정도는, 2주반 이하로 된다. 전술한 바와 같은 구성이기 때문에, 본 변형예에서는, 고주파 안테나(17)의 턴수, 즉 고주파 안테나(17)에 형성되는 루프의 수는 2로 된다. 본 변형예에서도, 고주파 안테나(17)의 턴수가 적고, 고주파 안테나(17)는, 소경으로 형성된다.
본 변형예에서도, 전술한 실시 형태 등에서 규정한 바와 같이, 안테나 요소(31)의 요소 벡터 V1, 안테나 요소(32)의 요소 벡터 V2 및 중계부(36)의 요소 벡터 V3을 규정 가능하다. 또한, 본 변형예에서는, 안테나 요소(41)의 요소 벡터 V4 및 중계부(42)의 요소 벡터 V5를 규정 가능하다. 본 변형예에서는, 요소 벡터 V1 내지 V5의 합성 벡터의 크기가 제로 또는 대략 제로가 됨으로써, 처리 공간(3)에서 발생하는 전술한 유도 전계의 강도가, 고주파 안테나(17)의 중심축 O를 중심으로 하여 대칭 또는 대략 대칭이 되어, 처리 공간(3)에 있어서의 플라스마 P의 밀도가, 고주파 안테나(17)의 중심축 O를 중심으로 하여 대칭 또는 대략 대칭이 된다.
본 변형예에서는, 안테나 요소(31, 32, 41) 및 중계부(36, 42)의 각각의 형상 및 치수 그리고 안테나 요소(31, 32, 41) 및 중계부(36, 42)의 각각의 윈도우(16)에 대한 위치를 조정함으로써, 요소 벡터 V1 내지 V5의 합성 벡터의 크기를 제로 또는 대략 제로로 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 변형예에서도, 전술한 실시 형태 등과 마찬가지의 작용 및 효과를 발휘한다.
또한, 도 7의 변형예에서는, 안테나 요소(41)의 일단이 급전단 편부(26)에 접속되고, 안테나 요소(32)의 연장 설치단 E4가 접지단 편부(27)에 접속된다. 단, 다른 어떤 변형예에서는, 안테나 요소(41)의 일단이 접지단 편부(27)에 접속되고, 안테나 요소(32)의 연장 설치단 E4가 급전단 편부(26)에 접속되어도 된다.
이들 중 적어도 하나의 실시 형태 또는 실시예의 고주파 안테나에서는, 제1 안테나 요소가 연장 설치되는 제1 각도 범위가, 둘레 방향에 대해, 제2 안테나 요소가 연장 설치되는 제2 각도 범위로부터 어긋난다. 그리고, 제2 안테나 요소는, 제1 안테나 요소에 비하여 윈도우로부터 멀리 배치됨과 함께, 제1 안테나 요소에 비해 외주측에 배치된다. 그리고, 제1 중계부는, 윈도우로부터 멀어지는 측을 향하여 제1 안테나 요소로부터 연장 설치되고, 제2 중계부는, 제1 중계부로부터 제2 안테나 요소까지 외주 측을 향하여 연장 설치된다. 이에 의해, 소경이어도 처리 공간에 있어서 발생하는 플라스마 밀도의 대칭성을 확보하는 고주파 안테나를 제공할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시 형태를 설명하였지만, 이들 실시 형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규의 실시 형태는, 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그의 변형은, 발명의 범위와 요지에 포함됨과 함께, 특허청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다.

Claims (6)

  1. 윈도우가 형성되는 챔버에 있어서 상기 윈도우의 외표면에 설치되고, 고주파 전류가 흐름으로써 상기 챔버 내부의 처리 공간에 유도 전계를 발생시킴과 함께, 상기 유도 전계에 의해 상기 처리 공간에 있어서 플라스마를 발생시키는 고주파 안테나이며,
    둘레 방향에 대해 제1 각도 범위에 걸쳐, 상기 둘레 방향을 따라 연장 설치되는 제1 안테나 요소와,
    상기 둘레 방향에 대해 상기 제1 각도 범위로부터 어긋나는 제2 각도 범위에 걸쳐, 상기 둘레 방향을 따라 연장 설치되는 제2 안테나 요소로서, 상기 제1 안테나 요소에 비하여 상기 윈도우로부터 멀리 배치됨과 함께, 상기 제1 안테나 요소에 대하여 외주측에 배치되는 제2 안테나 요소와,
    상기 윈도우로부터 멀어지는 측을 향하여 상기 제1 안테나 요소로부터 연장 설치되는 제1 중계부와,
    상기 제1 중계부로부터 상기 제2 안테나 요소까지 상기 외주측을 향하여 연장 설치되고, 상기 제1 안테나 요소에 비하여 상기 윈도우로부터 멀리 배치되는 제2 중계부를 구비하는, 고주파 안테나.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 각도 범위는 상기 제2 각도 범위에 비하여 큰, 고주파 안테나.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 각도 범위의 일부는 상기 제1 각도 범위와 겹치는, 고주파 안테나.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2 안테나 요소는,
    상기 제2 각도 범위에 있어서 상기 제1 각도 범위로부터 벗어난 영역에 연장 설치되고, 상기 제2 중계부에 접속되는 제1 연장 설치부와,
    상기 제2 각도 범위에 있어서 상기 제1 각도 범위와 겹치는 영역에 연장 설치되고, 상기 둘레 방향에 대해 상기 제1 연장 설치부에 비하여 상기 제2 중계부에서 멀리 있는 제2 연장 설치부
    를 구비하는, 고주파 안테나.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 안테나 요소는, 제1 연장 설치단 및 상기 제1 연장 설치단과는 반대측의 제2 연장 설치단을 구비함과 함께, 상기 제2 연장 설치단에서 상기 제1 중계부에 접속되고,
    상기 제2 안테나 요소는, 제3 연장 설치단 및 상기 제3 연장 설치단과는 반대측의 제4 연장 설치단을 구비함과 함께, 상기 제3 연장 설치단에서 상기 제2 중계부에 접속되고,
    상기 둘레 방향에 대해, 상기 제1 안테나 요소의 상기 제2 연장 설치단의 각도 위치는, 상기 제1 중계부, 상기 제2 중계부 및 상기 제2 안테나 요소의 상기 제3 연장 설치단의 각각의 각도 위치와 일치하는,
    고주파 안테나.
  6. 제1항에 기재된 고주파 안테나와,
    상기 고주파 안테나가 상기 외표면에 설치되는 상기 윈도우를 구비하고, 상기 처리 공간이 내부에 형성되는 상기 챔버와,
    상기 처리 공간에 가스를 공급하는 가스 공급원과,
    상기 고주파 안테나에 고주파 전력을 공급함으로써, 상기 고주파 안테나에 상기 고주파 전류를 흘려, 상기 처리 공간에 있어서 상기 유도 전계를 발생시키는 전원으로서, 상기 처리 공간에 상기 가스가 공급되어 있는 상태에서 상기 처리 공간에 상기 유도 전계를 발생시킴으로써, 상기 처리 공간에 있어서 상기 플라스마를 발생시키는 전원
    을 구비하는, 플라스마 처리 장치.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115053398B (zh) * 2020-03-10 2024-05-14 日新电机株式会社 天线机构及等离子体处理装置
KR20240169287A (ko) * 2023-05-24 2024-12-03 주성엔지니어링(주) 기판 처리 장치

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5851682B2 (ja) 1976-08-27 1983-11-17 三菱電機株式会社 ダイバ−シチ受信用アンテナ装置
US5846883A (en) * 1996-07-10 1998-12-08 Cvc, Inc. Method for multi-zone high-density inductively-coupled plasma generation
US6518705B2 (en) 1999-11-15 2003-02-11 Lam Research Corporation Method and apparatus for producing uniform process rates
JP3586198B2 (ja) 2001-01-19 2004-11-10 株式会社東芝 プラズマ生成装置及びプラズマ処理方法
KR100476902B1 (ko) * 2001-07-20 2005-03-17 주식회사 셈테크놀러지 균일 분포 플라즈마를 형성하는 대면적 플라즈마안테나（ｌａｐａ）및 이를 포함하는 플라즈마 발생장치
KR20050040274A (ko) 2003-10-28 2005-05-03 삼성전자주식회사 플라즈마 발생용 안테나 및 이를 갖는 플라즈마 처리장치
US7273533B2 (en) * 2003-11-19 2007-09-25 Tokyo Electron Limited Plasma processing system with locally-efficient inductive plasma coupling
JP2006221852A (ja) 2005-02-08 2006-08-24 Canon Anelva Corp 誘導結合型プラズマ発生装置
WO2008065744A1 (fr) 2006-11-28 2008-06-05 Samco Inc. Appareil de traitement au plasma
JP5592098B2 (ja) * 2009-10-27 2014-09-17 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US9313872B2 (en) * 2009-10-27 2016-04-12 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP5851682B2 (ja) 2010-09-28 2016-02-03 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
WO2013039274A1 (ko) * 2011-09-16 2013-03-21 주식회사 아이비포 안테나 구조체 및 플라즈마 발생 장치
KR20150110851A (ko) * 2014-03-20 2015-10-05 엘아이지인베니아 주식회사 전계강도 분포 조절이 가능한 유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나
JP6623511B2 (ja) * 2014-11-05 2019-12-25 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
KR102316591B1 (ko) * 2015-04-30 2021-10-25 에스케이하이닉스 주식회사 유도결합형 플라즈마 발생장치용 안테나 및 그의 제어방법과 그를 포함하는 유도결합 플라즈마 발생장치

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