專利名稱：感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對液晶顯示裝置(IXD)等的平板顯示器(FPD)制造用的基板等的被處理體實施等離子體處理的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置。
背景技術(shù)：
在液晶顯示裝置(IXD)等的制造工序中，為了對玻璃基板實施規(guī)定的處理，使用等離子體蝕刻裝置或等離子體CVD成膜裝置等各種等離子體處理裝置。作為這種等離子體處理裝置，以前大多使用電容耦合等離子體處理裝置，但是，最近具有能夠得到高真空度、高密度的等離子體這種大優(yōu)點的感應(yīng)稱合等離子體(Inductively Coupled Plasma:ICP)處理裝置受到關(guān)注。感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，在收容被處理體的處理容器的電介質(zhì)窗的外側(cè)配置高頻天線，通過向處理容器內(nèi)供給處理氣體并且向該高頻天線供給高頻電力，使處理容器內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)耦合等離子體，通過該感應(yīng)耦合等離子體對被處理體實施規(guī)定的等離子體處理。作為感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的高頻天線，大多使用形成平面狀的規(guī)定圖案的平面天線。 這樣，在使用平面天線的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置中，在處理容器內(nèi)的平面天線正下方的空間內(nèi)生成等離子體，這時，由于與天線正下方各個位置的電場強度成比例具有高等離子體密度區(qū)域和低等離子體密度區(qū)域的分布，所以平面天線的圖案形狀成為決定等離子體密度分布的重要因素。但是，一臺感應(yīng)耦合等離子體處理裝置應(yīng)對應(yīng)的應(yīng)用不局限于一個，有必要和多個應(yīng)用對應(yīng)。這種情況下，為了在各個應(yīng)用中進行均勻的處理，有必要改變等離子體密度分布。因此，為了使高密度區(qū)域和低密度區(qū)域的位置不同而準(zhǔn)備多個不同形狀的天線，對應(yīng)于應(yīng)用更換天線。但是，對應(yīng)于多個應(yīng)用程序準(zhǔn)備多個天線，針對每個不同的應(yīng)用都進行更換需要耗費相當(dāng)大的勞力，而且，最近由于LCD用的玻璃基板大型化，天線的制造費用也很高。另夕卜，即使像這樣準(zhǔn)備多個天線，在所提供的應(yīng)用中也未必是最合適的條件，必須根據(jù)加工條件的調(diào)整來對應(yīng)。對此，專利文獻I中公開了，將螺旋形狀的天線分成內(nèi)側(cè)部分和外側(cè)部分兩部分設(shè)置，在至少一方的天線部分設(shè)置可變電容器等阻抗調(diào)節(jié)單元，通過基于此的阻抗調(diào)節(jié)，控制上述兩個天線部分的電流值，而控制在處理室內(nèi)形成的感應(yīng)耦合等離子體的密度分布的技術(shù)。上述專利文獻I的技術(shù)中，螺旋形狀的天線的內(nèi)側(cè)部分和外側(cè)部分的正下方，形成有與由天線形成的電場相對應(yīng)的強度的等離子體，通過等離子體在水平方向的擴散，能夠均勻地控制等離子體的密度分布。但是，在基板的一邊的長度超過I米的大型化的情況下，這種擴散效果不能充分的發(fā)揮，因此容易反映出天線圖案的疏、密的分布，所以等離子體分布有惡化的傾向。而且，如果像這樣基板大型化，在天線配置區(qū)域電場強度分布產(chǎn)生差異，因此等離子體的分布就 變得不均勻。專利文獻I特開2007-311182號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述的情況而完成，本發(fā)明的目的是提供即使對于大型基板也能夠得到均勻的等離子體分布的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置。為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其包括收容被處理體實施等離子體處理的處理室；在上述處理室內(nèi)載置被處理體的載置臺；向上述處理室內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給系統(tǒng)；對上述處理室內(nèi)氣體的排氣系統(tǒng)；通過電介質(zhì)部件配置在上述處理室的外部、具有通過供給高頻電力在上述處理室內(nèi)形成感應(yīng)電場的設(shè)置為同心狀的3個以上的天線部的高頻天線；和調(diào)節(jié)包括上述各天線部的天線電路中至少一個的阻抗，由此控制上述天線部的電流值的阻抗調(diào)節(jié)單元，上述各個天線部，構(gòu)成多個天線電纜配置為螺旋狀的多重天線，并且，在其配置區(qū)域按照形成均勻的電場的方式設(shè)定其纏繞方法，在各天線部的配置區(qū)域之間，以能夠?qū)崿F(xiàn)電場均勻化的方式設(shè)定其纏繞數(shù)目。在本發(fā)明中，被處理體形成矩形形狀，上述天線部能夠構(gòu)成為按照形成大致矩形形狀的方式配置天線電纜。在這種情況下，上述天線部，優(yōu)選按照在大致矩形形狀的各邊的中央部比其他部分纏繞數(shù)目少的方式設(shè)定纏繞方法的形態(tài)。而且，上述高頻天線，優(yōu)選按照從內(nèi)側(cè)的天線部向外側(cè)的天線部纏繞數(shù)目變少的方式設(shè)定各天線部的纏繞數(shù)目。上述阻抗調(diào)節(jié)單元，與包括上述各天線部的天線電路中的至少一個連接，能夠構(gòu)成為調(diào)節(jié)該被連接的天線電路的阻抗的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，上述阻抗調(diào)節(jié)單元能夠具有可變電容。而且，能夠構(gòu)成為還具有控制單元的結(jié)構(gòu)，其預(yù)先設(shè)定能夠得到最適合于每個應(yīng)用的等離子體密度分布的上述阻抗調(diào)節(jié)單元的調(diào)節(jié)參數(shù)，當(dāng)選擇規(guī)定的應(yīng)用時，按照使與該應(yīng)用對應(yīng)的上述阻抗調(diào)節(jié)單元的調(diào)節(jié)參數(shù)成為預(yù)先設(shè)定的最佳值的方式控制上述阻抗調(diào)節(jié)單元。根據(jù)本發(fā)明，作為在處理室內(nèi)形成感應(yīng)電場的高頻天線，使用具有設(shè)置為同心狀的3個以上的天線部的天線，因此基板的尺寸即使是大型的，發(fā)生伴隨基板尺寸的大型化各天線部之間也很難產(chǎn)生由于等離子體密度的低下而引起的等離子體的不均勻。而且，各天線部構(gòu)成多個天線電纜配置為螺旋狀的多重天線，并且在其配置區(qū)域中以形成均勻電場的方式設(shè)定其纏繞方法，在各天線部的配置區(qū)域之間以能夠?qū)崿F(xiàn)電場均勻化的方式設(shè)定其纏繞數(shù)目，因此，很難發(fā)生伴隨電場強度不均勻的等離子體的不均勻。


圖I是表示關(guān)于本發(fā)明一個實施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的剖面圖。圖2是表示用于圖I的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的高頻天線的平面圖。圖3是表示用于圖I的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的高頻天線的供電電路的圖。圖4是表示高頻天線的其他例子的平面圖。
圖5是表不圖4的聞頻天線的供電電路圖。符號說明I主體 容器2電介質(zhì)壁(電介質(zhì)部件)3天線室4處理室13高頻天線13a外側(cè)天線部13b內(nèi)側(cè)天線部13c中間天線部14匹配器15高頻電源lfe，1他，I6C供電部件20處理氣體供給系統(tǒng)21a, 21c可變電容器23載置臺30排氣裝置50控制部51用戶接口52存儲部61a外側(cè)天線電路61b內(nèi)側(cè)天線電路61c中間天線電路G 基板
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖I是表示本發(fā)明一個實施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的剖面圖。圖2是表示用于該感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的高頻天線的平面圖。該裝置，例如用于在FH)用玻璃基板上形成薄膜晶體管時的金屬膜、ITO膜、氧化膜等的蝕刻，或者抗蝕劑膜的灰化處理。這里，作為FPD，舉例表示出了液晶顯示器(IXD)、電致發(fā)光(Electro Luminescence ;EL)顯示器、等離子體顯示器面板(PDP)等。該等離子體處理裝置，具有由導(dǎo)電性材料、例如內(nèi)壁面被陽極氧化處理的鋁構(gòu)成的角筒形狀的氣密的主體容器I。該主體容器I被可分解地組裝而成，通過接地線Ia接地。主體容器I，通過電介質(zhì)壁2被上下地劃分成天線室3和處理室4。因此，電介質(zhì)壁2構(gòu)成處理室4的頂棚壁。電介質(zhì)壁2，由Al2O3等的陶瓷、石英等構(gòu)成。在電介質(zhì)壁2的下側(cè)部分，嵌入有處理氣體供給用的噴淋筐體11。噴淋筐體11被設(shè)置成十字狀，構(gòu)成從下面支撐電介質(zhì)壁2的結(jié)構(gòu)。而且，支撐上述電介質(zhì)壁2的噴淋筐體11，通過多個掛鉤(沒有圖示)懸掛在主體容器I的頂棚上。該噴淋筐體11由導(dǎo)電性材料，優(yōu)選為金屬，例如由為了不產(chǎn)生污染物而使其內(nèi)面被陽極氧化處理的鋁構(gòu)成。在該噴淋筐體11上形成有水平方向延伸的氣體流路12，在該氣體流路12連通有向下方延伸的多個氣體吐出孔12a。一方面，在電介質(zhì)壁2的上表面的中央，以與該氣體流路12連通的方式設(shè)置有氣體供給管20a。氣體供給管20a從主體容器I的頂棚向其外側(cè)貫通，與包括處理氣體供給源和閥門系統(tǒng)等的處理氣體供給系統(tǒng)20連接。因此，在等離子體處理中，從處理氣體供給系統(tǒng)20供給的處理氣體通過氣體供給管20a供給至噴淋筐體11內(nèi)，從其下表面的氣體供給孔12a向處理室4內(nèi)噴出。在主體容器I的天線室3的側(cè)壁3a和處理室4的側(cè)壁4a之間，設(shè)置有向內(nèi)側(cè)突出的支撐架5，在該支撐架5上載置有電介質(zhì)壁2。天線室3內(nèi)，在電介質(zhì)壁2的上方，面對電介質(zhì)壁2設(shè)置有高頻(RF)天線13。該高頻天線13通過由絕緣部件構(gòu)成的墊片17從電介質(zhì)壁2分離。圖2是示意性表示高頻天線13的平面圖。如該圖所示，高頻天線13,由在外側(cè)部分緊密地配置有天線電纜的外側(cè)天線部13a、在內(nèi)側(cè)部分緊密地配置有天線電纜的內(nèi)側(cè)天線部13b、和在它們的中間部分緊密地配置有天線電纜的中間天線部13c，同心地配置而構(gòu) 成。外側(cè)天線部13a、內(nèi)側(cè)天線部13b和中間天線部13c，構(gòu)成螺旋狀地形成有多個天線電纜的多重天線。外側(cè)天線部13a是按照將4個天線電纜每錯開90度角放置整體呈大致矩形形狀的方式配置，其中央部形成空間。另外，通過4個端子22a向各天線電纜供電。而且，為了改變天線電纜的電壓分布，各天線電纜的外端部通過電容器18a與天線室3的側(cè)壁連接并接地。但是，也可以不通過電容器18a直接接地，而且，在端子22a的一部分、天線電纜的中途，例如在彎曲部IOOa也可以插入電容器。另外，在內(nèi)側(cè)天線部13b是在外側(cè)天線部13a的中央部的空間，按照將4個天線電纜每錯開90度角放置整體呈大致矩形形狀的方式配置。另外，通過中央的4個端子22b向各天線電纜供電。而且，為了改變天線電纜的電壓分布，各天線電纜的外端部通過電容器18b與天線室3的上壁連接接地(參照圖I)。但是，也可以不通過電容器18b直接接地，而且，在端子22b的一部分、天線電纜的中途，例如在彎曲部IOOb也可以插入電容器。而且，內(nèi)側(cè)天線部13b的最外側(cè)的天線電纜和外側(cè)天線部13a的最內(nèi)側(cè)的天線電纜之間形成有較大的空間，在該空間內(nèi)設(shè)置有上述中間天線部13c。中間天線部13c是按照將4個天線電纜每錯開90度角放置整體呈大致矩形形狀的方式配置，其中央部形成空間。通過4個端子22c向各天線電纜供電。而且，為了改變天線電纜的電壓分布，各天線的外端部通過電容器18c與天線室3的上壁連接接地(參照圖I)。但是，也可以不通過電容器18c直接接地，而且，在端子22c的一部分、天線電纜的中途，例如在彎曲部IOOc也可以插入電容器。這些外側(cè)天線部13a、內(nèi)側(cè)天線部13b、中間天線部13c之間，形成比各天線部的天線電纜彼此之間的間隔寬的規(guī)定的間隙。外側(cè)天線部13a、內(nèi)側(cè)天線部13b、中間天線部13c，以在這些配置區(qū)域形成均勻的電場強度的方式被設(shè)定配置形態(tài)。具體來說，在它們構(gòu)成的矩形的各邊的中央部，與其他部分相比纏繞數(shù)減少。而且，外側(cè)天線部13a、內(nèi)側(cè)天線部13b、中間天線部13c，按照能夠在這些配置區(qū)域形成電場強度的均勻化的方式設(shè)定纏繞數(shù)目。具體來說，在螺旋狀配置天線電纜時，一般隨著向外側(cè)移動天線電纜的長度變長，電場強度變大，因此，從內(nèi)側(cè)的天線部向外側(cè)天線部纏繞數(shù)變少。例如，在各邊的中央部中，內(nèi)側(cè)天線部13b是4卷，中間天線部13c是3卷,外側(cè)天線部13a是2卷。在天線室3的中央部附近，設(shè)置有向外側(cè)天線部13a供電的4根第一供電部件16a、向內(nèi)側(cè)天線部13b供電的4根第二供電部件16b，以及向中間天線部13c供電的4根第三供電部件16c (圖I中任一種都只顯示了 I根)。各個第一供電部件16a的下端連接外側(cè)天線部13a的端子22a，各個第二供電部件16b的下端連接內(nèi)側(cè)天線部13b的端子22b，各個第三供電部件16c的下端連接中間天線部13c的端子22c。這些第一供電部件16a、第二供電部件16b、以及第三供電部件16c通過匹配器14與高頻電源15并聯(lián)連接。高頻電源15和匹配器14連接供電線19，供電線19在匹配器14的下流側(cè)分支成供電線19a、19b和19c,供電線19a連接4根第一供電部件16a,供電線19b連接4根第二供電部件16b,供電線19c連接4根第三供電部件16c。在供電線19a上插入安裝有可變電容器21a，在供電線19c上插入安裝有可變電容器21c，在供電線19b上沒有安裝可變電容器。而且，通過可變電容器21a和外側(cè)天線部 13a構(gòu)成外側(cè)天線電路，通過可變電容器21c和中間天線部13c構(gòu)成中間天線電路。另一方面，內(nèi)側(cè)天線電路僅由內(nèi)側(cè)天線部13b構(gòu)成。如后所述，通過調(diào)節(jié)可變電容器21a的容量，控制外側(cè)天線電路的阻抗，通過調(diào)節(jié)可變電容器21c的容量，控制中間天線電路的阻抗，通過這些控制，可以調(diào)整外側(cè)天線電路、內(nèi)側(cè)天線電路和中間天線電路中流過的電流的大小關(guān)系。在等離子體處理中，從高頻電源15向高頻天線13供給感應(yīng)電場形成用的例如頻率是13. 56MHz的高頻電力，這樣，通過供給有高頻電力的高頻天線13，在處理室4內(nèi)形成感應(yīng)電場，通過該感應(yīng)電場從噴淋筐體11供給的處理氣體被等離子體化。這時，等離子體的密度分布，通過可變電容器21a、21b控制外側(cè)天線部13a、內(nèi)側(cè)天線部13b和中間天線部13c的阻抗而被控制。在處理室4內(nèi)的下方，按照夾著電介質(zhì)壁2與高頻天線13相對的方式，設(shè)置有用于載置IXD玻璃基板的載置臺23。載置臺23，由導(dǎo)電性材料、例如表面被陽極氧化處理的鋁構(gòu)成。載置臺23上載置的LCD玻璃基板G通過靜電卡盤(未圖示)被吸附保持。載置臺23被收容在絕緣體框24內(nèi)，而且被中空的支柱25支撐。支柱25維持主體容器I的底部的氣密狀態(tài)的同時貫通主體容器I的底部，被設(shè)置在主體容器I外的升降機構(gòu)(未圖示)支撐，基板G搬入搬出時通過升降機構(gòu)上下驅(qū)動載置臺23。而且，在收容載置臺23的絕緣體框24和主體容器I的底部之間，設(shè)置有氣密地包圍支柱25的波紋管26，這樣，載置臺23即使上下移動也能夠保證處理容器4內(nèi)的氣密性。而且，在處理室4內(nèi)的側(cè)壁4a上，設(shè)置有用于搬入搬出基板G的搬入搬出口 27a以及將其開閉的門閥27。在載置臺23上，通過設(shè)置在中空支柱25內(nèi)的供電線25a，通過匹配器28連接有高頻電源29。該高頻電源29，在等離子體處理中，向載置臺23施加偏壓用高頻電力，例如頻率是3. 2MHz的高頻電力。通過該偏壓用的高頻電力，處理室4內(nèi)生成的等離子體中的離子被有效的引入基板G。而且，載置臺23內(nèi)，為了控制基板G的溫度，設(shè)置有由陶瓷加熱器等加熱單元、冷介質(zhì)流路等構(gòu)成的溫度控制機構(gòu)，和溫度傳感器(均未圖示)。針對于這些機構(gòu)和部件的配管和配線，都通過中空的支柱25導(dǎo)出至主體容器I的外部。
在處理室4的底部，通過排氣管31連接有包括真空泵等的排氣裝置30，通過該排氣裝置30，排出處理室4內(nèi)的氣體，在等離子體處理中，處理室4內(nèi)設(shè)定并維持在規(guī)定的真空氣氛中(例如I. 33Pa)。載置臺23上載置的基板G的背面?zhèn)刃纬捎欣鋮s空間(未圖示)，設(shè)置有用于供給作為一定壓力的熱傳導(dǎo)用氣體的氦氣(He)的氦氣(He)流路41。這樣，通過向基板G的背面?zhèn)裙┙o熱傳導(dǎo)用氣體，能夠避免真空環(huán)境下基板G的溫度上升和溫度變化。該等離子體處理裝置的各個構(gòu)成部，連接由計算機組成的控制部50而被控制。而且，在控制部50上，連接有由操作人員為了管理等離子體處理裝置進行指令輸入操作等的鍵盤，和可視化表示等離子體處理裝置的運轉(zhuǎn)狀況的顯示屏等組成的用戶接口 51。而且，在 控制部50上，連接有存儲部52，該存儲部52容納有通過控制部50的控制實現(xiàn)在等離子體處理裝置中執(zhí)行的各種處理的控制程序、根據(jù)處理條件使等離子體處理裝置的各個組成部分執(zhí)行處理的程序，即處理方案。處理方案存儲在存儲部52中的存儲介質(zhì)中。存儲介質(zhì)可以是硬盤等固定的介質(zhì)，也可以是⑶ROM、DVD等可移動性介質(zhì)。而且，也可以從其他裝置，例如通過專用線路適當(dāng)傳送處理方案。而且，根據(jù)需要，通過來自用戶接口 51的指示等可以從存儲部52調(diào)出任意的方案在控制部50執(zhí)行，因此，在控制部50的控制下，能夠在等離子體處理裝置進行希望的處理。接著，對高頻天線13的阻抗控制進行說明。圖3是表示高頻天線13的供電電路的圖。如圖所示，來自高頻電源15的高頻電力通過匹配器14供給到外側(cè)天線電路61a、內(nèi)側(cè)天線電路61b和中間天線電路61c。這里，因為外側(cè)天線電路61a由外側(cè)天線部13a和可變電容器21a構(gòu)成，中間天線電路61c由中間天線電路13c和可變電容器21c構(gòu)成，所以外側(cè)天線電路61a的阻抗Zout能夠通過調(diào)節(jié)可變電容器21a的位置使其容量變化而發(fā)生改變；中間天線電路61c的阻抗Zmiddle能夠通過調(diào)節(jié)可變電容器21c的位置使其容量變化而發(fā)生改變。另一方面，內(nèi)側(cè)天線電路61b僅由內(nèi)側(cè)天線部13b構(gòu)成,其阻抗Zin是固定的。這時，能夠使外側(cè)天線電路61a的電流Itjut對應(yīng)于阻抗Zwt的變化而變化，能夠使中間天線電路61c的電流Imiddl6對應(yīng)于阻抗Zmiddl6的變化而變化。而且，內(nèi)側(cè)天線電路61b的電流Iin根據(jù)Z-、Zmiddle和Zin的比率變化。因此，通過可變電容器21a、21c的容量調(diào)節(jié)改變Zout和Z—，由此能夠使外側(cè)天線電路61a的電流1_、內(nèi)側(cè)天線電路61b的電流Iin和中間天線電路61c的電流I—自如地變化。并且，像這樣能夠通過控制流過外側(cè)天線部13a的電流、流過內(nèi)側(cè)天線部13b的電流和流過中間天線部13c的電流來控制等離子體密度分布。接著，關(guān)于使用如上所述構(gòu)成的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置對LCD玻璃基板G實施等離子體灰化處理時的處理動作進行說明。首先，當(dāng)門閥27是開放的狀態(tài)時，從這里通過搬送機構(gòu)(未圖示)將基板G搬入處理室4內(nèi)，載置在載置臺23的載置面上后，通過靜電卡盤(未圖示)將基板G固定在載置臺23上。其次，來自處理氣體供給系統(tǒng)20的處理氣體通過噴淋筐體11的氣體噴出孔12a噴出至處理室4內(nèi)，并且利用排氣裝置30經(jīng)排氣管31將處理室4內(nèi)真空排氣，使處理室內(nèi)維持在例如0. 66 26. 6Pa左右的壓力氣氛。另外，這時在基板G的背面?zhèn)鹊睦鋮s空間中，為了避免基板G的溫度上升和溫度變化，通過氦氣(He)流路41供給作為熱傳導(dǎo)用氣體的氦氣(He)。
接著，從高頻電源15將例如13. 56MHz的高頻施加到高頻天線13，由此通過電介質(zhì)壁2在處理室4內(nèi)形成感應(yīng)電場。通過如此形成的感應(yīng)電場,在處理室4內(nèi)將處理氣體等離子體化，形成高密度的感應(yīng)耦合等離子體，利用這樣的等離子體進行例如等離子體灰化處理。在該情況下，高頻天線13，如上所述，是具有在外側(cè)部分緊密地配置有天線電纜的外側(cè)天線部13a、在內(nèi)側(cè)部分緊密地配置有天線電纜的內(nèi)側(cè)天線部13b、以及在它們之間緊密地配置的中間天線部13c的構(gòu)造。因此，即使玻璃板G的尺寸是I邊超過I米的大型基板的情況下，也很難產(chǎn)生由于在各個天線部之間的等離子體密度的低下而引起的等離子體不均勻的情況。也就是說，在上述專利文件I中記載的僅由外側(cè)天線部和內(nèi)側(cè)天線部構(gòu)成高頻天線13的情況下，與一邊超過I米的玻璃基板G相對應(yīng)，將高頻天線13按原樣擴大的話，因為有保持等離子體密度的要求而使電介質(zhì)壁2和載置臺23的間隙不發(fā)生變化，因此外側(cè)天線部和內(nèi)側(cè)天線部之間的間隔擴大，因而基于等離子體的擴散的均勻化效果低下， 容易反映出天線圖案的密、疏的分布，等離子體密度的分布惡化。但是，本實施方式中，在外側(cè)天線部13a和內(nèi)側(cè)天線部13b之間設(shè)置有中間天線部13c，因此能夠避免上述的狀況。而且，外側(cè)天線部13a、內(nèi)側(cè)天線部13b和中間天線部13c，在均勻地配置天線電纜的情況下，這些配置區(qū)域中的電場強度不均勻，而且，在各天線部的配置區(qū)域之間電場強度不均勻。但是，在本實施方式中，由于采用了極力避免由此產(chǎn)生的電場強度不均勻的配置方式，難以產(chǎn)生伴隨電場強度的不均的等離子體的不均。具體來說，矩形狀的外側(cè)天線部13a、內(nèi)側(cè)天線部13b和中間天線部13c，在其各邊的中央部有電場強度變高的傾向，但是，由于這一部分和其他部分相比纏繞數(shù)目少，因此在各天線部的配置區(qū)域中，能夠使電場強度均勻。而且，在構(gòu)成螺旋狀的天線的情況下，隨著向外側(cè)的移動，天線電纜的長度變長，電場強度變大，但是，按照從內(nèi)側(cè)向外側(cè)纏繞數(shù)目變少的方式，更具體地說，按照在各邊的中央部，內(nèi)側(cè)天線部13b是4卷，中間天線部13c是3卷，外側(cè)天線部13a是2卷的方式，配置有外側(cè)天線部13a、內(nèi)側(cè)天線部13b和中間天線部13c，因此有可能實現(xiàn)各天線部的配置區(qū)域間的電場強度的均勻化。而且，高頻天線13在外側(cè)天線部13a連接有可變電容器21a，能夠調(diào)整外側(cè)天線電路61a的阻抗，在中間天線部13連接有可變電容器21c，能夠調(diào)整中間天線電路61c的阻抗，因此，能夠使外側(cè)天線電路61a的電流1_、內(nèi)側(cè)天線電路61b的電流Iin和中間天線電路61c的電流Imiddl6自如地變化。也就是說，通過調(diào)節(jié)可變電容器21a、21c的位置，能夠控制流過外側(cè)天線部13a的電流、流過內(nèi)側(cè)天線部13b的電流、和流過中間天線部13c的電流。感應(yīng)稱合等離子體，在高頻天線13的正下方的空間生成等離子體,但是由于這時在各位置的等離子體密度與在各位置的電場強度成比例關(guān)系，所以通過控制流過外側(cè)天線部13a的電流、流過內(nèi)側(cè)天線部13b的電流和流過中間天線部13c的電流，能夠控制等離子體密度分布。在這種情況下，針對每個應(yīng)用掌握最適當(dāng)?shù)牡入x子體密度分布，通過預(yù)先在存儲部52設(shè)定能夠得到該等離子體密度分布的可變電容器21a、21c的位置，能夠通過控制部50選擇針對每個應(yīng)用最合適的可變電容器21a、21c的位置進行等離子體處理。這樣，通過基于可變電容器21a、21c的阻抗控制能夠控制等離子體密度分布，因此，不需要更換天線，也不需要更換天線的勞動力和針對每個應(yīng)用準(zhǔn)備天線的成本。而且，通過可變電容器21的位置調(diào)節(jié)，能夠進行精細(xì)的電流控制，能夠進行控制獲得針對應(yīng)每個應(yīng)用最合適的等離子體密度分布。而且，本發(fā)明不局限于上述實施方式，還可以有各種變化。例如，上述實施方式中，雖然表示出了設(shè)置有3個天線部的情況，但不局限于此，對應(yīng)于基板的大小也可以設(shè)置4個以上的天線部。在設(shè)置4個天線部的情況下，例如能夠如圖4所示構(gòu)成。也就是說，在圖2的外側(cè)天線部13a的外側(cè),能夠設(shè)置最外側(cè)天線部13d。這個例子中,最外側(cè)天線部13d是按照將4個天線電纜每錯開90度角放置整體呈大致矩形形狀的方式配置，而且按照邊的中央部是單獨的一根的方式配置。并且構(gòu)成為通過4個端子22d向最外側(cè)天線部13d的各天線電纜供電，其外端部通過電容器18d接地。但是，電容器18d不是必須的。在這種情況，高頻天線13的供電電路，如圖5所示，成為在圖3的供電電路附加由最外側(cè)天線部13d和可變電容器21d構(gòu)成的最外側(cè)天線電路61d的結(jié)構(gòu)。最外側(cè)天線電路61d的阻抗Ztjutmwst能夠通過調(diào)節(jié)可變電容器21d的位置改變其容量而發(fā)生變化，使最外側(cè)天線電路61d的電
Ioutermost 對應(yīng)于阻抗
Zoutermost
的變化而變化。另外，在上述實施方式中，雖然列舉出在內(nèi)側(cè)天線部13b的邊的中央部是4卷，在中間天線部13c的邊的中央部是3卷,在外側(cè)天線部13a的邊的中央部是2卷的例子,但并不局限于這樣的構(gòu)成。并且，在上述實施方式中，雖然列舉出將可變電容器與外側(cè)天線部13a和中間天線部13c連接的例子，但并不局限于此，設(shè)置在外側(cè)天線部13a、中間天線部13c、內(nèi)側(cè)天線部13b的任意2個時能夠得到同樣的功能。當(dāng)限制要調(diào)整的區(qū)域時，也可以設(shè)置在任意一個上。而且，在上述實施方式中，為了調(diào)整阻抗設(shè)置有可變電容器，但也可以是可變線圈等其他的阻抗調(diào)整單元。而且，雖然表示出在灰化裝置中適用本發(fā)明的情況，但并不局限于灰化裝置，也能夠適用于蝕刻、CVD成膜等其他等離子體處理裝置。而且，雖然作為被處理體使用Fro基板，但本發(fā)明不局限于此，也適用于處理半導(dǎo)體晶片等其他基板的情況。
權(quán)利要求
1.一種感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于，包括 收容被處理體并實施等離子體處理的處理室； 在所述處理室內(nèi)載置被處理體的載置臺； 高頻天線，其經(jīng)由電介質(zhì)部件配置在所述處理室的外部，所述高頻天線通過供給高頻電力在所述處理室內(nèi)形成感應(yīng)電場，至少同心狀地配置有內(nèi)側(cè)天線部、該內(nèi)側(cè)天線部的外側(cè)的中間天線部、和該中間天線部的外側(cè)的外側(cè)天線部而形成；和 阻抗調(diào)節(jié)單元，與包含所述內(nèi)側(cè)天線部的內(nèi)側(cè)天線電路、包含所述中間天線部的中間天線電路和包含所述外側(cè)天線部的外側(cè)天線電路中的至少一個連接而調(diào)節(jié)阻抗，由此對所述內(nèi)側(cè)天線部、所述中間天線部和所述外側(cè)天線部的電流值進行控制， 以所述外側(cè)天線部的纏繞數(shù)目比所述中間天線部的纏繞數(shù)目少，所述中間天線部的纏繞數(shù)目比所述內(nèi)側(cè)天線部的纏繞數(shù)目少的方式，分別構(gòu)成多根天線電纜渦旋狀地配置而成的多重天線。
2.如權(quán)利要求I所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于 以所述內(nèi)側(cè)天線部、所述中間天線部和所述外側(cè)天線部呈大致矩形形狀的方式配置天線電纜，所述內(nèi)側(cè)天線部、所述中間天線部和所述外側(cè)天線部中的至少一個，在大致矩形形狀的各邊的中央部，以纏繞數(shù)目比其他的部分的纏繞數(shù)目少的方式設(shè)定纏繞方法的形態(tài)。
3.如權(quán)利要求I所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于 所述阻抗調(diào)節(jié)單元具有可變電容器。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于 在所述外側(cè)天線部的更外側(cè)，以與外側(cè)天線部的纏繞數(shù)目相比纏繞數(shù)目朝向外側(cè)依次變少的方式設(shè)置有I個或者2個以上的天線部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使對于大型基板，也能夠得到均勻的等離子體分布的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置。在處理室(4)的上方隔著電介質(zhì)壁(2)，具有高頻天線(13)，其包括，在處理室(4)內(nèi)，主要在外側(cè)部分形成感應(yīng)電場的外側(cè)天線部(13a)、主要在內(nèi)側(cè)部分形成感應(yīng)電場的內(nèi)側(cè)天線部(13b)、和在它們中間部分形成感應(yīng)電場的中間天線部(13c)，在外側(cè)天線部(13a)和中間天線部(13c)分別連接有控制感應(yīng)耦合等離子體的等離子體密度分布的可變電容器(21a、21c)。各天線部，構(gòu)成螺旋狀的多重天線，而且，在其配置區(qū)域按照能夠形成均勻電場的方式設(shè)定纏繞方法，按照在各天線部的配置區(qū)域間能夠?qū)崿F(xiàn)電場的均勻化的方式設(shè)定纏繞數(shù)目。
文檔編號H05H1/46GK102724803SQ20121020192
公開日2012年10月10日 申請日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月14日
發(fā)明者佐藤亮, 齊藤均 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社