电感耦合等离子体处理装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种能够使用金属窗对大型被处理基板进行均匀的等离子体处理的电感耦合等离子体处理装置。该电感耦合等离子体处理装置对矩形形状的基板进行电感耦合等离子体处理，包括：收纳基板的处理室；用于在处理室生成电感耦合等离子体的高频天线；和金属窗，其配置在生成电感耦合等离子体的等离子体生成区域和高频天线之间，与基板对应地设置，金属窗（2）由狭缝（7）分割为多个区域，具有与长边（2b）对应的长边侧区域（202b）和与短边（2a）对应的短边侧区域（202a），狭缝中外侧狭缝（71）具有与短边侧区域对应的短边侧部分（71a）和与长边侧区域对应的长边侧部分（71b），短边侧部分的宽度大于长边侧部分的宽度。
【专利说明】电感耦合等离子体处理装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及对平板显示器(FPD:Flat Panel Display)制造用的玻璃基板等被处理基板实施等离子体处理的电感耦合等离子体处理装置。
【背景技术】
[0002]在液晶显示装置(IXD)等平板显示器(FPD)制造工序中，存在对玻璃基板进行等离子体蚀刻、成膜处理等的等离子体处理的工序，为了进行这样的等离子体处理，能够使用等离子体蚀刻装置、等离子体CVD装置等各种等离子体处理装置。作为等离子体处理装置，目前多使用电容耦合等离子体处理装置，但最近，具有能够在高真空度下得到高密度的等离子体的很大优点的电感稱合等离子体(Inductively Coupled Plasma:ICP)处理装置受到关注。
[0003]电感耦合等离子体处理装置在构成收纳被处理基板的处理室的顶壁的电介质窗的上侧配置高频天线，对处理室内供给处理气体并且对该高频天线供给高频电力，由此在处理室内产生电感耦合等离子体，并利用该电感耦合等离子体对被处理基板进行规定的等离子体处理。作为电感耦合等离子体处理装置的高频天线，多用形成平面状的规定图案的平面天线。作为这样的电感耦合等离子体处理装置，例如已知在专利文献I中公开的等离子体处理装置。
[0004]近来，被处理基板的尺寸正在大型化，例如在IXD用的矩形形状玻璃基板中，短边X长边的长度从约1500mmX约1800mm的尺寸向约2200mmX约2400mm的尺寸、进一步向约2800mm X约3000mm的尺寸显著大型化。
[0005]伴随着这样的被处理基板的大型化，构成电感耦合等离子体处理装置的顶壁的电介质窗也在大型化，但是电介质窗一般采用石英或陶瓷之类脆的材料，因此不适于大型化。所以，例如如专利文献2所记载的方式，通过分割石英玻璃来应对电介质窗的大型化。
[0006]然而，面向被处理基板的进一步大型化，利用专利文献2所记载的分割电介质窗的方法，也很难应对大型化。
[0007]于是，提出了将电介质窗置换为金属窗而增加强度，由此应对被处理基板的大型化的技术(专利文献3)。另外，还提出了一种作为这种金属窗，使用沿着其周方向进行相互电绝缘地分割为两个以上的第一分割，并且沿着与周方向交叉的方向进行相互电绝缘地分割的第二分割的金属窗，对于大型被处理基板，使等离子体分布的控制性良好的技术(专利文献4)。在使用这种金属窗的技术中，金属窗不使磁力线透过，因此具有与使用电介质窗的情况不同的机制。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本专利第3077009号公报
[0011]专利文献2:日本专利第3609985号公报
[0012]专利文献3:日本特开2011-29584号公报[0013]专利文献4:日本特开2012-227427号公报
【发明内容】
[0014]发明想要解决的技术问题
[0015]专利文献3、4的技术虽然能够应对被处理基板的大型化，但由于等离子体产生的机制与电介质窗的情况不同，因此金属窗的大型化存在另外的问题。即，在采用具有这种金属窗的等离子体处理装置的情况下，等离子体的分布受到金属窗的形状、分割方式等影响，有在被处理基板的面内处理速度难以变均匀的问题。特别是，在与矩形基板对应地采用矩形形状的金属窗的情况下，在长边侧和短边侧，窗的宽度不同，存在与窗的宽度较宽的短边侧相比、窗的宽度较窄的长边侧一方的等离子体处理速度变高的倾向。因此，难以进行均匀性闻的等尚子体处理。
[0016]本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够利用金属窗对大型被处理基板进行均匀的等离子体处理的电感耦合等离子体处理装置。
[0017]用于解决技术问题的技术方案
[0018]为了解决上述问题，本发明的第一方面提供一种对基板实施电感耦合等离子体处理的电感耦合等离子体处理装置，该电感耦合等离子体处理装置的特征在于，包括:收纳基板的处理室；用于在上述处理室内的配置基板的区域生成电感耦合等离子体的高频天线；和金属窗，其配置在生成上述电感耦合等离子体的等离子体生成区域和上述高频天线之间，与基板对应地设置，其中，上述金属窗由狭缝分割为多个区域，上述狭缝至少其一部分形成为宽度随位置而不同，由此，能够调整由供给至上述高频天线的电流形成在上述处理室的感应电场的分布。
[0019]在上述第一方面，可以采用如下结构:上述金属窗包括宽度相对较宽的区域和宽度相对较窄的区域，上述狭缝中与上述宽度相对较窄的区域对应的部分的宽度比与上述宽度相对较宽的区域对应的部分的宽度大。
[0020]另外，能够采用如下结构:上述金属窗包括与上述金属窗的长边对应的长边侧区域和与上述金属窗的短边对应的短边侧区域，上述狭缝包括与上述短边侧区域对应的第一狭缝和与上述长边侧区域对应的第二狭缝，上述第一狭缝的宽度比上述第二狭缝的宽度大。此时，能够采用如下结构:上述第一狭缝形成得与上述短边平行，上述第二狭缝形成得与上述长边平行。
[0021]能够采用如下结构:上述狭缝包括与呈矩形形状的上述金属窗的外形同心状的矩形狭缝，上述第一狭缝为上述矩形狭缝的短边，上述第二狭缝为上述矩形狭缝的长边。此时，也可以采用如下结构:上述狭缝呈同心状地包括多个上述矩形狭缝，上述矩形狭缝中至少最外侧的矩形狭缝包括上述第一狭缝和上述第二狭缝。上述狭缝也可以包括与上述矩形狭缝交叉的方向的交叉狭缝。能够采用如下结构:上述交叉狭缝为上述矩形狭缝的对角线状。
[0022]优选上述第一狭缝和上述第二狭缝中的至少一方形成为与高频天线的天线线材平行。能够采用如下的结构:上述高频天线设置成在与上述金属窗对应的面内、上述天线线材在上述金属窗的周方向上回转走线。
[0023]本发明的第二方面提供一种对基板实施电感耦合等离子体处理的电感耦合等离子体处理装置，该电感耦合等离子体处理装置的特征在于，包括:收纳基板的处理室；用于在上述处理室内的配置基板的区域生成电感耦合等离子体的高频天线；和金属窗，其配置在生成上述电感耦合等离子体的等离子体生成区域和上述高频天线之间，与基板对应地设置，其中，上述金属窗由狭缝分割为多个区域，上述狭缝的至少一部分的宽度可变，使得能够调整由供给至上述高频天线的电流形成在上述处理室的感应电场的分布。
[0024]在上述第二方面，能够采用如下结构:上述金属窗包括宽度相对较宽的区域和宽度相对较窄的区域，上述狭缝的至少一部分的宽度可变，使得上述狭缝中与上述宽度相对较窄的区域对应的部分的宽度比与上述宽度相对较宽的区域对应的部分的宽度大。
[0025]另外，能够采用如下结构:上述狭缝中宽度可变的部分具有对上述狭缝的宽度进行调整的盖。此时，优选上述盖与由上述狭缝中宽度可变的部分分割而成的上述金属窗的一方区域导通，与另一方区域绝缘。
[0026]发明效果
[0027]根据本发明，将金属窗以通过狭缝相互绝缘的方式分割为多个区域，使狭缝的至少一部分形成为宽度随位置而不同，对由供给至高频天线的电流形成在处理室内的感应电场的分布进行调整。由此，在大型基板中，例如在长边侧和短边侧窗的宽度不同，即使存在与窗的宽度较宽的短边侧相比、窗的宽度较窄的长边侧一方的等离子体处理速度变高的倾向，也能够利用金属窗进行均匀的等离子体处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是概略地表示本发明的第一实施方式的电感耦合等离子体处理装置的截面图。
[0029]图2是表示本发明的第一实施方式的电感耦合等离子体处理装置所使用的金属窗和高频天线的平面图。
[0030]图3是表示本发明的第一实施方式的电感耦合等离子体的生成原理的图。
[0031]图4是表示金属窗的另一例的平面图。
[0032]图5是表不闻频天线的另一例的平面图。
[0033]图6是表示高频天线的又一例的平面图。
[0034]图7是表示对狭缝宽度和金属窗的宽度对等离子体激发电流产生的影响进行模拟时的金属窗和高频天线的立体图。
[0035]图8是表示狭缝宽度(特氟龙宽度)和等离子体激发电流的关系的图。
[0036]图9是表示金属窗的宽度与等离子体激发电流的关系的图。
[0037]图10是部分地表示本发明的第二实施方式的电感耦合等离子体处理装置的金属窗的截面图。
[0038]图11是部分地表示本发明的第二实施方式的电感耦合等离子体处理装置的金属窗的另一例的截面图。
[0039]图12是部分地表示本发明的第二实施方式的电感耦合等离子体处理装置的金属窗的又一例的截面图。
[0040]附图标记说明
[0041]1:主体容器[0042]2:金属窗
[0043]2a:短边
[0044]2b:长边
[0045]3:天线室
[0046]4:处理室
[0047]5:支承架
[0048]6:支承梁
[0049]7:狭缝
[0050]7a:绝缘部件
[0051]13:高频天线
[0052]71:外侧狭缝
[0053]71a:短边侧部分
[0054]71b:长边侧部分
[0055]150:盖
[0056]沈2:中间部
[0057]202a:短边侧区域
[0058]202b:长边侧区域
[0059]211、212:分割部分
[0060]G:基板(矩形基板)。
【具体实施方式】
[0061 ] 下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0062]<第一实施方式>
[0063]图1是概略地表示本发明的第一实施方式的电感耦合等离子体处理装置的截面图。图1所示的电感耦合等离子体处理装置能够用于在矩形基板例如在Fro用玻璃基板上形成薄膜晶体管时的金属膜、ITO膜、氧化膜等的蚀刻、抗蚀剂膜的灰化处理等等离子体处理。此处，作为FPD,能够列举液晶显示器(IXD)、场致发光(Electro Luminescence ;EL)显示器、等离子体显示器面板(PDP)等。另外，不限于FH)用玻璃基板，还能用于对太阳电池板用玻璃基板进行上述同样的等离子体处理。
[0064]该电感耦合等离子体处理装置具有由导电性材料例如内壁面经阳极氧化处理过的铝构成的方筒形状的气密的主体容器I。该主体容器I能够分解地组装，经由接地线Ia被电接地。主体容器I被与主体容器I绝缘形成的矩形状的金属窗2上下划分为天线室3和处理室4。金属窗2构成处理室4的顶壁。金属窗2例如由非磁性体且导电性的金属例如铝或含铝合金构成。另外，为了提高金属窗2的耐等离子体性，也可以在金属窗2的处理室4侧的表面设置电介质膜、电介质盖。作为电介质膜能够列举阳极氧化膜、喷涂陶瓷膜。另外，作为电介质盖，能够列举石英制或陶瓷制的电介质盖。
[0065]在天线室3的侧壁3a与处理室4的侧壁4a之间，设置有向主体容器I的内侧突出的支承架5和支承梁6。支承架5和支承梁6由导电性材料构成，优选由铝等金属构成。
[0066]如后所述，金属窗2被分割为多个部分。分割而形成的多个部分彼此之间被狭缝7分离，这些多个部分经由绝缘部件7a支承于支承架5和支承梁6。支承梁6形成为由多个吊杆(未图示)悬挂于主体容器I的顶部的状态。另外，狭缝7的一部分或全部也可以采用仅填充有绝缘部件7a的结构。
[0067]支承梁6在本例中兼作为处理气体供给用的喷淋框体。在支承梁6兼作为喷淋框体的情况下，在支承梁6的内部形成有与被处理基板的被处理面平行延伸的气体流路8。在气体流路8形成有对处理室4内喷出处理气体的多个气体排出孔8a。从处理气体供给系统20经由供给管20a对气体流路8供给处理气体，处理气体被从气体排出孔8a排出到处理室4的内部。其中，能够在金属窗2上设置气体排出孔而排出处理气体替代从支承梁6供给处理气体，另外，在从支承梁6供给处理气体的基础上，还能够在金属窗2上设置气体排出孔而排出处理气体。
[0068]在金属窗2之上的天线室3内，以面对金属窗2的方式并且利用由绝缘部件构成的间隔件14与金属窗2尚开地配置有闻频天线13。
[0069]高频天线13经由供电部件15、供电线16、匹配器17与第一高频电源18连接。而且，在等离子体处理期间，例如从第一高频电源18经由匹配器17、供电线16和供电部件15对高频天线13供给例如13.56MHz的高频电力，由此形成感应磁场，利用该感应磁场通过如后述那样沿着金属窗2的下表面流过的电流，在处理室4内的等离子体生成区域形成感应电场，利用该感应电场使得从多个气体排出孔8a供给的处理气体在处理室4内的等离子体生成区域被等离子体化。
[0070]在处理室4内的下方，以隔着金属窗2与高频天线13相对的方式，设置有用于载置作为被处理基板的矩形形状的FPD用玻璃基板(以下简记为基板)G的载置台23。载置台23由导电性材料例如表面被阳极氧化处理过的铝构成。载置于载置台23上的基板G由静电吸盘(未图示)吸附保持。
[0071]载置台23收纳在绝缘体框24内，并且支承于中空的支柱25。支柱25维持气密状态地贯通主体容器I的底部，支承于配设在主体容器I外的升降机构(未图示)，在搬出搬入基板G时，由升降机构在上下方向上驱动载置台23。另外，在收纳载置台23的绝缘体框24与主体容器I的底部之间，配设有气密地包围支柱25的波纹管(bellows)26，由此，即使载置台23上下移动，也能保证处理室4内的气密性。另外，在处理室4的侧壁4a设置有用于搬入搬出基板G的搬入搬出口 27a和将搬入搬出口 27a打开和关闭的门阀27。
[0072]载置台23通过设置于中空的支柱25内的供电线25a，经由匹配器28与第二高频电源29连接。该高频电源29在等离子体处理中对载置台23施加偏置用的高频电力例如频率为3.2MHz的高频电力。通过由该偏置用的高频电力生成的自偏压，将处理室4内生成的等离子体中的离子有效地引入基板G。
[0073]而且，在载置台23内，为了控制基板G的温度而设置有由陶瓷加热器等加热单元、制冷剂流路等构成的温度控制机构和温度传感器(均未图示)。对于这些机构、部件的配管和配线，均通过中空的支柱25导出至主体容器I外。
[0074]处理室4的底部经由排气管31与包含真空泵等的排气装置30连接。利用该排气装置30，对处理室4进行排气，在等离子体处理中，处理室4内被设定和维持在规定的真空气氛(例如1.33Pa)。
[0075]在载置于载置台23的基板G的背面侧形成有冷却空间(未图示)，设置有用于供给作为固定压力的热传递用气体的He (氦)气的He气流路41。像这样对基板G的背面侧供给热传递用气体，由此在真空下能够避免基板G的温度上升、温度变化。
[0076]该电感耦合等离子体处理装置的各构成部为与包括微型处理器(计算机)的控制部100连接而被控制的结构。另外，控制部100与包括由操作员进行用于管理电感耦合等离子体处理装置的命令输入等输入操作的键盘、将电感耦合等离子体处理装置的工作状况可视化地显示的显示器等的用户接口 101连接。并且，控制部100与存储部102连接，该存储部102存储有用于通过控制部100的控制实现由电感耦合等离子体处理装置执行的各种处理的控制程序、用于根据处理条件使电感耦合等离子体处理装置的各构成部执行处理的程序即处理方案。处理方案存储于存储部102中的存储介质中。存储介质既可以是内置于计算机中的硬盘、半导体存储器，也可以是CDROM、DVD、闪存等可移动的存储介质。另外，也可以使得从其它的装置例如经由专用线路适当传送方案。而且，可以根据需要，基于来自用户接口 101的指示等从存储部102中读出任意的处理方案使控制部100执行，在控制部100的控制下，在电感耦合等离子体处理装置中进行期望处理。
[0077]接着，参照图2，对金属窗2和高频天线13进行说明。
[0078]如图2所示，呈矩形状的金属窗2具有短边2a和长边2b。另外，将金属窗2分割为多个部分的狭缝7，具有沿着金属窗2的周方向形成为矩形状且同心状的外侧狭缝71和内侧狭缝72。金属窗2由外侧狭缝71和内侧狭缝72分割为周缘部201、中间部202和内侧部203三个部分。另外，狭缝7具有沿着与周方向交叉的方向具体而言沿着辐射方向、构成矩形形状的外侧狭缝71的对角线的对角狭缝73。通过对角狭缝73，中间部202被4分割为与短边2a对应的两个短边侧区域202a和与长边2b对应的两个长边侧区域202b，内侧部203也被4分割为与短边2a对应的两个短边侧区域203a和与长边2b对应的两个长边侧区域203b。周缘部201上不存在狭缝，为框缘状。该周缘部201被接地，通过外侧狭缝71内的绝缘部件7a与比其更靠内侧的部分绝缘。
[0079]形成于金属窗2上的狭缝7至少其一部分形成为宽度随位置而不同，由此能够调整对高频天线13供给电流而在处理室4内形成的感应电场的分布。具体而言，狭缝7中、外侧狭缝71的与短边2a对应的短边侧部分71a的宽度Dss大于与长边2b对应的长边侧部分71b的宽度Da(S卩，具有Dss > Dsl的关系)。短边侧部分71a与短边2a平行，长边侧部分71b与长边2b平行。另外，金属窗2的中间部202的短边侧区域202a的宽度Dws大于长边侧区域202b的宽度Dwl (即，Dffs > DJ。
[0080]高频天线13在本例中在径向上隔开间隔，具有外侧天线部13a和内侧天线部13b两个回转走线的天线部，外侧天线部13a与金属窗2的中间部202对应地设置，内侧天线部13b与金属窗2的内侧部203对应地设置。在本例中，外侧天线部13a形成为使导电性材料例如将天线线材130形成为环状的环状天线，内侧天线部13b形成为使天线线材130形成为涡旋状的涡旋状天线。因此，狭缝7的外侧狭缝71中、短边侧部分71a和长边侧部分71b形成得与高频天线13的天线线材130平行。另外，狭缝7中、为了调整电场分布而调整宽度的部分只要与高频天线13的天线线材130平行地形成即可。
[0081]这样，高频天线13在径向上隔开间隔具有外侧天线部13a和内侧天线部13b两个回转走线的天线部，能够调整它们的阻抗从而单独地控制电流值。
[0082]另外，金属窗2的狭缝7的形式、高频天线13的形状仅是例示，如后所述能够利用各种形式。
[0083]接着，参照图3，对通过使金属窗2的狭缝7的宽度变化而使感应电场变化的机制进行说明。
[0084]当在高频天线13的天线线材130中流过电流时,在其周围产生感应磁场M。感应磁场M的磁力线不透过金属，因此到达金属窗2的磁力线在金属窗2的表面形成涡电流IE，由于背面侧的由其形成的反向的磁场，磁力线向外侧弯曲。涡电流Ie合成而形成的合成涡电流IE。形成为从金属窗2的表面流到背面并返回表面的环形电流。背面侧的合成涡电流Iec在处理室4内形成第一感应电场Epi。另一方面，感应磁场M的磁力线透过狭缝7 (绝缘部件7a)，在处理室4内沿基板G的表面形成，由处理室4内的感应磁场M，在处理室4内形成第二感应电场EP2。并且，由这些感应电场，在处理室4内生成处理气体的等离子体。因此,通过改变狭缝的宽度,透过狭缝的感应磁场M的磁力线的强度发生变化，处理室4内的第二感应电场Ep2的大小发生变化。即，通过改变狭缝的宽度，能够调整用于生成等离子体的电场强度。另外，在图3中，电流和磁力线的方向是为了便于说明而示出的，并不是正确的方向。例如，第二感应电场Ep2的方向虽表示为与感应磁场M的磁力线相同的方向，但实际上是与感应磁场M的磁力线正交的方向。
[0085]接着，说明使用如上所述方式构成的电感耦合等离子体处理装置对基板G实施等离子体处理例如等离子体蚀刻处理时的处理动作。
[0086]首先，在打开门阀27的状态下，从搬入搬出口 27a通过搬送机构(未图示)向处理室4内搬入基板G，在载置到载置台23的载置面后，利用静电吸盘(未图示)将基板G固定在载置台23上。然后，在处理室4内，使从处理气体供给系统20供给的处理气体从兼作为喷淋框体的支承梁6的气体排出口 8a排出到处理室4内，并且利用排气装置30经由排气管31对处理室4内进行真空排气，由此使处理室内维持例如0.66?26.6Pa左右的压力气氛。
[0087]另外，此时，为了避免基板G的温度上升或温度变化，经由He气体流路41对基板G的背面侧的冷却空间供给He气体作为热传递用气体。
[0088]接着，从第一高频电源18对高频天线13例如施加13.56MHz的高频，由此经由金属窗2，在处理室4内生成均匀的感应电场。利用这样生成的感应电场，在处理室4内使得处理气体等离子体化，生成高密度的电感耦合等离子体。利用该等离子体，对基板G进行作为等离子体处理的例如等离子体蚀刻处理。
[0089]此时，如图2所示，金属窗2为矩形形状，因此在短边2a侧和长边2b侧宽度不同。金属窗的宽度越宽，等离子体生成空间中的磁场的大小(磁力线的强度)越小，因此在狭缝7的宽度如现有技术那样基本均匀的情况下，存在与宽度较宽的短边侧相比窗的宽度较窄的长边侧的电场强度变大、等离子体强度变高的倾向。具体而言，例如在金属窗2的中间部202，与短边2a对应的短边侧区域202a的宽度Dws大于长边侧区域202b的宽度DWy因此等离子体生成空间中的与长边侧区域202b对应的部分和与短边侧区域202a对应的部分相t匕，电场强度变大，等离子体强度变高。
[0090]所以，在本实施方式中，使形成于金属层2的狭缝形成为至少其一部分的宽度随位置而不同。具体而言，金属窗2的狭缝7中、沿着金属窗2的周方向形成为矩形形状的外侧狭缝71中，与短边2a平行的短边侧部分71a的宽度Dss大于与长边2b平行的长边侧部分71b的宽度Da。由此，能够提高与短边侧区域202a对应的部分的磁力线的强度，能够提高该部分的电场强度，因此能够使等离子体强度变均匀，能够使等离子体处理速度变均匀。
[0091]另外，在内侧狭缝72中，同样也可以使与短边2a平行的短边侧部分的宽度大于与长边2b平行的长边侧部分的宽度。由此，能够获得上述调整效果。但是，外侧狭缝71的调整效果更大，更容易进行局部的控制，因此优选在外侧狭缝71中调整狭缝宽度。当然，也可以使外侧狭缝71和内侧狭缝72两者的与短边2a平行的短边侧部分的宽度均大于与长边2b平行的长边侧部分的宽度。此外，上述外侧狭缝71和内侧狭缝72与高频天线13的天线线材130平行地形成，因此如上所述，能够对短边侧区域和长边侧区域的任一者有选择地施加影响，因此能够获得调整效果，但是对角狭缝73难以对短边侧区域和长边侧区域的任一者有选择地施加影响，因此几乎无法得到上述调整效果。
[0092]在本实施方式中，除此之外，还起到如下所述的效果。
[0093]S卩，金属窗2沿着其周方向被分割为多个，因此能够抑制在金属窗中流动的合成涡电流IE。的扩散，能够使等离子体分布的控制性良好，并且能够进一步增强第一感应电场EpiO另外，除了在周方向上之外，还在与周方向交叉的方向(具体而言在辐射方向)上被分害1J,因此能够进一步增大第一感应电场Epi和第二感应电场Ep2。而且,高频天线13在径向上隔开间隔具有外侧天线部13a和内侧天线部13b，外侧天线部13a与中间部202对应地设置，内侧天线部13b与内侧部203对应地设置，由此能够利用外侧天线部13a的电流抑制在中间部202产生的涡电流和在与内侧天线部13b对应的内侧部203产生的涡电流的干涉。另外，能够调整外侧天线部13a和内侧天线部13b的阻抗而单独地控制电流值，因此能够控制电感耦合等离子体整体的密度分布。
[0094]另外，如上所述，金属窗2的分割方式不限于上述的例子。例如如图4所示，沿着周方向仅设置单一的矩形形状的狭缝74，并使狭缝74的与短边2a平行的短边侧部分74a的宽度Dlss大于与长边2b平行的长边侧部分74b的宽度Dla，仅仅由此，也能够提高金属窗2的短边侧的磁力线的强度，提升该部分的电场强度，从而使等离子体处理速度均匀。另外，周方向上的分割数可以为四个以上，在将它们分离的三个以上的矩形形状的狭缝中的至少一个中，使与短边2a平行的短边侧部分的宽度大于与长边2b平行的长边侧部分的宽度即可。在该情况下，最外侧的狭缝的调整效果最大，因此优选在最外侧狭缝调整短边侧部分和长边侧部分的宽度。
[0095]另夕卜，与金属窗2的周方向交叉的方向上的分割不限于上述的对角方向，另外，其分割数也没有特别限制。
[0096]另外，高频天线13在径向上隔开间隔具有外侧天线部13a和内侧天线部13b两个回转走线的天线部，但是也可以具有单独的回转走线天线部，另外，也可以具有三个以上的回转走线的天线部。通过增加天线部的数量，能够进一步提高电感耦合等离子体的作为整体的密度分布的控制性。
[0097]另外，作为回转走线的天线部，也可以采用如图5所示的多重涡旋天线。在图5的例中，构成高频天线13的天线部130构成四条天线线材131、132、133、134各自90°地错开位置进行卷绕使得整体形成涡旋状的多重(四重)天线，天线的配置区域为大致框缘状。
[0098]另外，作为高频天线13，不限于将回转走线的天线排列为同心状的情况，也可以排列配置。另外，不限于回转走线的天线，例如如图6所示，也可以将天线线材141在与金属窗2交叉的方向上卷绕成纵卷绕螺旋状，生成对面向金属窗2的等离子体起作用的感应电场的平面部142构成将多条(图中为3条)天线线材141平行配置而形成的直线天线。另夕卜，也可以配置多个这种纵卷绕螺旋状的天线部。
[0099]接着，说明狭缝宽度和金属窗的宽度对等离子体激发电流产生的影响的模拟结果O
[0100]此处，如图7所示，使用卷绕为纵卷绕螺旋状的图6所示的高频天线，并使用呈矩形形状、形成与其轮廓同心状的矩形的狭缝且在狭缝中填充有特氟龙(注册商标)制的绝缘部件的金属窗，使狭缝宽度(特氟龙宽度)和金属窗的宽度变化，对等离子体激发电流(等离子体的强度)进行了计算。另外，此处，狭缝宽度(特氟龙宽度)为图7所示的A的部分的宽度，窗的宽度为图7所示的B的部分的宽度。
[0101]图8是表示狭缝宽度(特氟龙宽度)与等离子体激发电流的关系的图。如该图所示，狭缝宽度(特氟龙宽度)与等离子体激发电流的关系不是线性的，但是随着狭缝宽度(特氟龙宽度)的增加，等离子体激发电流单调地增加，在一定程度的宽度下达到饱和。作为标准的狭缝宽度鉴于效率多使用该达到饱和的区域。该宽度随金属窗的厚度而不同，但是如图8所示，大致为20mm。在此基础上进一步加宽，效率也不怎么提高。金属窗的长边侧的要使效率恶化的区域比等离子体激发电流饱和的宽度窄，但是当过于变窄时，效率大幅恶化，因此优选调节为5?IOmm的狭缝宽度。
[0102]图9是表示金属窗的宽度与等离子体激发电流的关系的图。如该图所示，金属窗的宽度越宽，效率越差。
[0103]根据以上结果可以确认，能够通过狭缝宽度调整金属窗的宽度不同所导致的等离子体的不均匀。
[0104]〈第二实施方式〉
[0105]接着，对本发明的第二实施方式进行说明。
[0106]在第一实施方式中，根据金属窗的宽度的不同，预先使狭缝的宽度不同，但是在本实施方式中，对狭缝的宽度可变的例子进行说明。
[0107]图10是表示本发明的第二实施方式的电感耦合等离子体处理装置的金属窗的一部分的截面图。如该图所示，在本实施方式中，金属窗2由狭缝7分割这一点与第一实施方式相同，但是，与第一实施方式不同之处在于，狭缝7的至少一部分设置有调整狭缝宽度的能够移动的盖150，使狭缝的宽度可变。另外，在狭缝7中填充有绝缘部件7a。狭缝7的宽度的调整能够通过使用电动机、气缸等适当的致动器使盖150滑动而进行。盖150无需与由狭缝7分割而成的金属窗2的分割部分211和212两者导通，与其中一者(图10中是分割部分212)绝缘。而且，盖150在保持其绝缘状态的状态下移动。使宽度可变的狭缝的位置没有限制，但是能够列举例如图2的外侧狭缝71的短边侧部分71a或长边侧部分71b。
[0108]这样，在狭缝7的至少一部分设置调整其宽度的机构，由此能够调整基于每个装置、每个处理方案的等离子体强度分布的偏差。
[0109]但是，在图10中，在由狭缝7分割而成的金属窗2的一方的分割部分211接地的情况下，有时在与另一方的分割部分212之间存在几kV (例如5?IOkV)的电位差。在这种情况下，在图10的结构中，想要利用盖150使狭缝7的宽度最小时，在盖150与分割部分212之间，有时产生沿面放电等。在有这种可能性的情况下，如图11所示的结构有效。在图11的例子中，在金属窗2的分割部分211的上表面隔着间隔件151以向另一方的分割部分212伸出的方式设置盖150而调整狭缝宽度是有效的。此时，从有效防止沿面放电的观点出发，盖150与金属窗2的间隙(即，间隔件151的厚度M1优选为5?IOmm左右。另外，优选盖150的与分割部分212重叠长度d2在使狭缝宽度最窄的情况下为20_左右。
[0110]在第二实施方式中，盖150的移动不限于滑动式，也能够采用如图12所示的转动式等，各种方式。
[0111]另外，本发明并不限于上述实施方式，能够进行各种变形。
[0112]例如，在上述实施方式中，作为电感耦合等离子体处理装置的一个例子例示了蚀刻装置，但不限于蚀刻装置，也能够应用于CVD成膜等其它的等离子体处理装置。另外，例示了使用矩形形状的基板和金属窗的例子，但是不限于此。
[0113]另外，例示了利用Fro基板作为被处理基板的例子，但是只要是矩形基板，也能够应用于对太阳能电池板用基板等其它基板的等离子体处理。
【权利要求】
1.一种对基板实施电感耦合等离子体处理的电感耦合等离子体处理装置，该电感耦合等离子体处理装置的特征在于，包括: 收纳基板的处理室； 用于在所述处理室内的配置基板的区域生成电感耦合等离子体的高频天线；和金属窗，其配置在生成所述电感耦合等离子体的等离子体生成区域和所述高频天线之间，与基板对应地设置， 所述金属窗由狭缝分割为多个区域，所述狭缝至少其一部分形成为宽度随位置而不同，由此，能够调整由供给至所述高频天线的电流形成在所述处理室的感应电场的分布。
2.如权利要求1所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于: 所述金属窗包括宽度相对较宽的区域和宽度相对较窄的区域，所述狭缝中与所述宽度相对较窄的区域对应的部分的宽度比与所述宽度相对较宽的区域对应的部分的宽度大。
3.如权利要求1或2所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于: 所述金属窗包括与所述金属窗的长边对应的长边侧区域和与所述金属窗的短边对应的短边侧区域，所述狭缝包括与所述短边侧区域对应的第一狭缝和与所述长边侧区域对应的第二狭缝，所述第一狭缝的宽度比所述第二狭缝的宽度大。
4.如权利要求3所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于: 所述第一狭缝形成得 与所述短边平行，所述第二狭缝形成得与所述长边平行。
5.如权利要求3或4所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于: 所述狭缝包括与呈矩形形状的所述金属窗的外形同心状的矩形狭缝，所述第一狭缝为所述矩形狭缝的短边，所述第二狭缝为所述矩形狭缝的长边。
6.如权利要求5所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于: 所述狭缝呈同心状地包括多个所述矩形狭缝，所述矩形狭缝中至少最外侧的矩形狭缝包括所述第一狭缝和所述第二狭缝。
7.如权利要求5或6所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于: 所述狭缝包括与所述矩形狭缝交叉的方向的交叉狭缝。
8.如权利要求7所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于: 所述交叉狭缝为所述矩形狭缝的对角线状。
9.如权利要求3~8中任一项所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于: 所述第一狭缝和所述第二狭缝中的至少一方形成为与高频天线的天线线材平行。
10.如权利要求9所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于: 所述高频天线设置成在与所述金属窗对应的面内、所述天线线材在所述金属窗的周方向上回转走线。
11.一种对基板实施电感耦合等离子体处理的电感耦合等离子体处理装置，该电感耦合等离子体处理装置的特征在于，包括: 收纳基板的处理室； 用于在所述处理室内的配置基板的区域生成电感耦合等离子体的高频天线；和金属窗，其配置在生成所述电感耦合等离子体的等离子体生成区域和所述高频天线之间，与基板对应地设置， 所述金属窗由狭缝分割为多个区域，所述狭缝的至少一部分的宽度可变，使得能够调整由供给至所述高频天线的电流形成在所述处理室的感应电场的分布。
12.如权利要求11所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于: 所述金属窗包括宽度相对较宽的区域和宽度相对较窄的区域，所述狭缝的至少一部分的宽度可变，使得所述狭缝中与所述宽度相对较窄的区域对应的部分的宽度比与所述宽度相对较宽的区域对应的部分的宽度大。
13.如权利要求11或12所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于: 所述狭缝中宽度可变的部分具有对所述狭缝的宽度进行调整的盖。
14.如权利要求13所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于: 所述盖与由所述狭缝中宽度可变的部分分割而成的所述金属窗的一方区域导通，与另一方区域绝缘 。
【文档编号】H01J37/32GK103985624SQ201410039246
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年1月27日 优先权日:2013年2月7日
【发明者】山泽阳平, 佐佐木和男, 古屋敦城, 齐藤均 申请人:东京毅力科创株式会社