JP3730754B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は,プラズマ処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より,気密な処理室の天井部を形成する誘電体壁を介して,処理室外部に高周波アンテナを配置した誘導結合型プラズマ処理装置が提案されている。かかる装置は,処理室内に配置された下部電極上に被処理体を載置すると共に,処理室内に所定の処理ガスを導入した後,高周波アンテナに対して所定の高周波電力を印加することにより,処理ガスが解離して生成したプラズマにより,被処理体に対して所定のプラズマ処理を施す構成となっている。
【0003】
また,最近の被処理体の大型化に対応するべく,大型の被処理体を処理することが可能な処理装置が要求されており,かかる大型化によっても,処理室内に均一な電界を形成して,均一かつ高密度のプラズマを励起させることが可能な高周波アンテナの開発が求められている。例えば,径の異なる複数の略環状の導電性線材をそれぞれ独立して放射状に配置した高周波アンテナや,導電性線材を略梯子状に形成した高周波アンテナ等が提案されている。また,これらの高周波アンテナは,上述した如く処理室内と外部とを隔てる誘電体壁上に取り付けられる構成となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら,上述の如く高周波アンテナを略環状や略梯子状等の形状に形成した場合には,次のような問題が生じることがある。例えば,上述した略環状の高周波アンテナを使用する場合には,処理室内に高密度プラズマを励起させることができるが,各高周波アンテナのそれぞれに所定の高周波電力を印加しなければならないため,高周波電力の電力分割器が必要となる。その結果,装置構成が複雑となると共に,その高周波電力の制御も非常に複雑となり,処理室内に均一な電界を形成することが非常に困難になることがある。また,かかる高周波アンテナは,隣り合う部材間で電気的な相互干渉が生じる場合があり,その相互干渉によって処理室内に均一な電界を形成することが困難となる場合がある。さらに,高周波アンテナの大型化に伴って,最も外側に配置される高周波アンテナの大きさが大きくなり,処理装置のメンテナンスや高周波アンテナの交換が非常に困難となることがある。
【0005】
また,例えば略梯子状の高周波アンテナを使用する場合には,上述した電力分割器を設ける必要がなく,装置構成が容易となり,かつ高周波電力の制御も容易に行うことができる。さらに,かかる高周波アンテナは,高周波アンテナを形成する部材間での電気的な相互干渉が生じることがない。しかしながら,かかる高周波アンテナは,高周波電力をその全域に渡って均一に供給することが困難であり,処理室内に形成される電界が不均一となって高密度プラズマを励起させることができない場合がある。また,上述した略環状の高周波アンテナと同様に,高周波アンテナの大型化に伴って,処理装置のメンテナンスや高周波アンテナの交換が非常に困難となる場合がある。
【0006】
本発明は,従来のプラズマ処理装置が有する上記のような問題点に鑑みて成されたものであり,高周波アンテナを大型化した場合でも,処理室内に均一な電界を形成して高密度プラズマを励起させることが可能であると共に,処理装置のメンテナンスや高周波アンテナの交換を容易に行うことが可能な,新規かつ改良されたプラズマ処理装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は,プラズマ処理室の壁面の少なくとも一部を構成する誘電体壁面の外側に設置され,所定の高周波電力を印加することによりプラズマ処理室内にプラズマを励起する如く構成された高周波アンテナを備えたプラズマ処理装置に適用されるものである。
そして,請求項1に記載の発明は,高周波アンテナは,誘電体壁面の略中央部に配された高周波電力の給電点付近において4分岐し,4分岐した各第1,第2,第3及び第4分岐アンテナは前記給電点から周辺部に向けて四方に展開し,各第1,第2,第3及び第4分岐アンテナは,第1,第2,第3及び第4の分岐点においてそれぞれ略反対方向に2分岐し,それぞれ2分岐した各第1a,第1b,第2a,第2b,第3a,第3b,第4a及び第4b分岐アンテナは,それぞれが重ならないように前記誘電体壁面上で展開してから接地するように構成されていることを特徴としている。
【0008】
かかる構成によれば,高周波アンテナを誘電体壁面上で上述の如く展開及び分岐させ,印加された高周波電力の電流をそれら展開及び分岐方向に沿って流すようにしたことにより,一の分岐アンテナとその一の分岐アンテナに隣接して配置された他の分岐アンテナとの電流の流れ方向を略同一にすることができる。従って,一の分岐アンテナと他の分岐アンテナとの間で電気的な干渉が生じることがなく,すなわち高周波アンテナ全体でも電気的な相互干渉が生じないため,処理室内に均一な電界を形成することができ,均一かつ高密度のプラズマを励起させることができる。また,かかる高周波アンテナは,一の給電点から高周波電力が供給される構成であるため,例えば電力分割器を設ける必要がなく,各分岐アンテナに均一かつ所望の状態で高周波電力を供給することができる。
【0009】
また,請求項2に記載の発明は,各第1a,第1b,第2a,第2b,第3a,第3b,第4a及び第4b分岐アンテナは,略三角形状の軌跡を描きながらその略中心方向に展開することを特徴としている。かかる構成によれば,各分岐アンテナは,略三角形状の軌跡を描きながら展開するため,さらに電気的な相互干渉の発生を防止することができると共に,誘電体壁面上に非常に密に高周波アンテナを配置することができる。その結果,処理室内にさらに均一な電界を形成することができ,さらに均一かつ高密度のプラズマを励起させることができる。
【0010】
さらに,請求項3に記載の発明は,高周波アンテナは,それぞれが別体に構成された4つのユニットから構成され,それらのユニットは,給電点において所定の結合部材により結合されることを特徴としている。かかる構成によれば,高周波アンテナは,4つの別体に構成されたユニット,すなわち4つの分岐アンテナから構成されているため,高周波アンテナを大型化した場合でも,各ユニットごとに分割することが可能となり,処理装置のメンテナンスや高周波アンテナの交換作業を容易に行うことができる。
【0011】
また,請求項4に記載の発明は,高周波アンテナは,プラズマ処理室とは隔離されて,導電性壁面により囲まれたアンテナ室に配されることを特徴としている。かかる構成によれば,高周波アンテナは,アンテナ室内に配置されるため,高周波アンテナが処理室内のプラズマ雰囲気に曝されることがない。その結果,高周波アンテナの耐久性を大幅に向上させることができる。また,アンテナ室は,導電性壁面によって囲まれているため,高周波アンテナによって生じた電界を処理室内に所望の状態で形成させることができる。
【0012】
さらに,請求項5に記載の発明は,アンテナ室とプラズマ処理室とは,別の圧力雰囲気に保持されることを特徴としている。かかる構成によれば,アンテナ室とプラズマ処理室とは,それぞれ別の圧力雰囲気に保持されるため,処理室内に所望の状態のプラズマを励起させることができると共に,アンテナ室内での不要なプラズマの生成を抑制することができる。その結果,アンテナ室内に配される高周波アンテナの耐久性をさらに向上させることができる。
【0013】
また,請求項6に記載の発明は,アンテナ室には,アンテナ室内でのプラズマ励起を抑止するガスが充填されることを特徴している。かかる構成によれば,プラズマ励起を抑止するガスがアンテナ室内に充填されているため,アンテナ室内での不要なプラズマの生成を防止することができる。その結果,高周波アンテナがプラズマによって損傷を受けることがない。
また,請求項7に記載の発明は,プラズマ処理室の壁面の少なくとも一部を構成する誘電体壁面の外側に設置され,所定の高周波電力を印加することによりプラズマ処理室内にプラズマを励起する如く構成された高周波アンテナを備えたプラズマ処理装置において,高周波アンテナは,前記誘電体面の略中央に配された高周波電力の給電点から,前記誘電体壁面上に重ならないように配列され4つに分割された各ユニットに高周波を供給する構成とし,各ユニットは,それぞれ略反対方向に2分岐する分岐点を有し,それぞれの2分岐した部分は,それぞれが重ならないように誘電体壁面上で展開してから接地するように構成されていることを特徴としている。
このような請求項7の構成によっても,一の分岐アンテナ(又はユニット)と他の分岐アンテナ(又はユニット)との間で電気的な干渉が生じることがなく,すなわち高周波アンテナ全体でも電気的な相互干渉が生じないため,処理室内に均一な電界を形成することができ,均一かつ高密度のプラズマを励起させることができる。また,かかる高周波アンテナは,一の給電点から高周波電力が供給される構成であるため,例えば電力分割器を設ける必要がなく,各分岐アンテナ(又はユニット)に均一かつ所望の状態で高周波電力を供給することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に,添付図面を参照しながら,本発明にかかるプラズマ処理装置をエッチング装置に適用した,実施の形態について詳細に説明する。なお,以下の説明において,略同一の機能及び構成を有する構成要素については,同一符号を付することにより,重複説明を省略することとする。
【0015】
本実施の形態にかかるエッチング装置100は,図1に示したように,導電性材料,例えばアルミニウムから成る気密な容器102を有している。この容器102内には,容器102内を気密に隔てるように配置された誘電性材料,例えばセラミックスや石英から成る誘電体壁104を介して,処理室106とアンテナ室108とが形成される構成となっている。また,容器102は,例えば処理室106の側面部とその底面部とを形成する第1部材102aと,処理室106の側面部とアンテナ室108の側面部とを形成する第2部材102bと,アンテナ室108の天井部を形成する第3部材102cとから構成されている。さらに,第1部材102aと第2部材102bとの係合部,および第2部材102bと第3部材102cとの係合部には,それぞれに対応するOリング110,114が介装される構成となっている。
【0016】
また,第2部材102bの下方の処理室106側面には,張り出し部102b’が形成されており,この張り出し部102b’と誘電体壁104の処理室106側周縁面とが気密に係合することにより,誘電体壁104が支持,固定される構成となっている。さらに,張り出し部102b’と誘電体壁104との係合部には,Oリング112が介装される構成となっている。従って,第1部材102aと第2部材102bと第3部材102cとは,それぞれ分離することができるため,エッチング装置100のメンテナンスを容易に行うことができる。また,Oリング110,112,114が介装されているため,処理室106内とアンテナ室108内の気密性を,所望の状態で維持することができる。また,第1部材102aに接続されている接地線116により,容器102全体が接地される構成となっている。
【0017】
次に,処理室106内の構成について説明する。この処理室106内には,下部電極を構成するサセプタ118が配置されており,このサセプタ118上の載置面に,被処理体,例えばLCD用ガラス基板Lを載置する構成となっている。このサセプタ118は,導電性材料,例えばアルミニウムから構成されており,載置面以外の表面は絶縁部材118aにより覆われる構成となっている。また,サセプタ118の底面部には,少なくともその表面が絶縁部材によって覆われた昇降軸120が接続されており,この昇降軸120を上下動させることにより,サセプタ118を上下方向(図1中の往復矢印方向)に自在に移動させることが可能なように構成されている。さらに,昇降軸120の外周を囲む位置には,気密部材から成るベローズ122が配置されており,このベローズ122は,サセプタ118の底面部と第1部材102aの底面部とに気密に接続されている。従って,サセプタ118の上下動によっても,処理室106内の気密性が損なわれないように構成されている。
【0018】
また,サセプタ118には,温度調節機構,例えば不図示のヒータや冷媒循環路124が内装されており,その冷媒循環路124には,冷媒循環路124内に冷媒を供給する供給管124aと,冷媒循環路124内の冷媒を排出する排気管124bが接続されている。従って,これら温度調節機構の作動により,サセプタ118を介してLCD用ガラス基板Lの温度を,常時所望の状態に維持することができる構成となっている。さらに,サセプタ118の載置面には,ガス吐出孔126が多数形成されており,ガス供給管126aを介して供給される伝熱ガスを,そのガス吐出孔126から吐出させることにより,LCD用ガラス基板Lとサセプタ118との伝熱効率を向上させることが可能なように構成されている。
【0019】
また,サセプタ118の周囲には,LCD用ガラス基板Lを載置したサセプタ118を相対的に上方位置に移動させた際に,そのLCD用ガラス基板Lの上部周縁面を所定の押圧力で押圧可能なクランプ128が配置される構成となっている。従って,LCD用ガラス基板Lをサセプタ118上に所望の状態で固定することができると共に,サセプタ118を相対的に下方位置に移動させることにより,LCD用ガラス基板Lを搬送可能な状態にすることができる。
【0020】
また,誘電体壁104の処理室106側面には,所定の処理ガスを処理室106内に吐出することが可能な誘電性材料,例えばセラミックスや石英から成る第1ガス吐出部材130と,第2ガス吐出部材132とが取り付けられている。これら第1ガス吐出部材130内と第2ガス吐出部材132内とには,それぞれに対応する第1空間部130aと第2空間部132aとが形成されている。また,第1ガス吐出部材130には,第1空間部130a内と処理室106内とを連通する第1貫通孔130bが多数形成されていると共に,第2ガス吐出部材132には,第2空間部132a内と処理室106内とを連通する第2貫通孔132bが多数形成される構成となっている。さらに,第1空間部130aには,第1ガス供給管134が接続されると共に,第2空間部132aには,第2ガス供給管136が接続されている。
【0021】
従って,不図示のガス供給源から供給される処理ガス,例えばSiH4は,例えば第1ガス供給管134を介して一旦第1空間部130a内に満たされた後,第1ガス吐出孔130bから処理室106内のLCD用ガラス基板L方向に吐出される構成となっている。また,処理ガス,例えばO2は,例えば第2ガス供給管136を介して一旦第2空間部132a内に満たされた後,第2ガス吐出孔132bから上述の如くLCD用ガラス基板L方向に吐出される構成となっている。また,本実施の形態においては,第1ガス吐出部材130の水平方向の面積,すなわちガスの吐出面積は,例えば第2ガス吐出部材132の同面積よりも相対的に大きく構成されているため,第1ガス吐出部材130から吐出される処理ガスの吐出量は,例えば第2ガス吐出部材132から吐出される処理ガスの吐出量よりも相対的に多く吐出される構成となっている。
【0022】
また,処理室106の底面部には,不図示の排気機構,例えば真空ポンプに接続された第1排気管138が連通するように接続されており,その排気機構の作動によって処理室106内を所定の減圧雰囲気,例えば10mTorr〜100mTorrまでの任意の圧力雰囲気に維持することが可能なように構成されている。
【0023】
次に,本実施の形態にかかるアンテナ室108内の構成について説明する。かかるアンテナ室108は,上述したように,その底面部に配置された誘電体壁104と,その側面部に配置された導電性材料から成る第2部材102bと,その天井部に配置された導電性材料から成る第3部材102cとによって囲われる構成となっている。従って,アンテナ室108は,アンテナ室108の処理室106側に配置された誘電体壁104以外は,導電性材料,例えばアルミニウムによって囲われる構成となっている。
【0024】
また,第2部材102b,すなわちアンテナ室108の側壁には,本実施の形態にかかる第3ガス供給管140と第2排気管142とが連通するように接続されている。かかる第3ガス供給管140は,不図示のガス供給源に接続されており,そのガス供給源から供給されるプラズマの励起を抑止するガス,例えばSF6が第3ガス供給管140を介して,アンテナ室108内に供給される構成となっている。従って,処理の際,アンテナ室108内の不要なプラズマの励起を防止することができるため,例えば後述する高周波アンテナ144がプラズマによって損傷を受けることがない。その結果,高周波アンテナ144等の寿命を大幅に延長させることができる。
【0025】
また,アンテナ室108内に供給されたSF6は,不図示の排気機構,例えば真空ポンプに接続された第2排気管142から排気されるように構成されている。従って,アンテナ室108内は,所定の圧力雰囲気,例えば300mTorr〜500mTorrの任意の圧力雰囲気に維持される構成となっている。さらに,本実施の形態においては,アンテナ室108と処理室106とが,上述の如くそれぞれ独立したガス供給経路とガス排気経路とを備えているため,アンテナ室108内の圧力雰囲気と処理室106内の圧力雰囲気とを独立して制御することができる。従って,アンテナ室108内の圧力雰囲気と,処理室106内の圧力雰囲気とを,それぞれ別の圧力雰囲気に維持することが可能である。
【0026】
次に,本実施の形態にかかる高周波アンテナ144の構成について,詳細に説明する。かかる高周波アンテナ144は,同図に示したように,アンテナ室108内の誘電体壁104上に配置される構成となっている。また,高周波アンテナ144は,図2に示したように,全体として略正方形の形状に形成されていると共に,それぞれ別体に構成された略正方形の4つのユニット,すなわち第1分岐アンテナ146と,第2分岐アンテナ148と,第3分岐アンテナ150と,第4分岐アンテナ152とから構成されている。
【0027】
また,これら第1分岐アンテナ146と,第2分岐アンテナ148と,第3分岐アンテナ150と,第4分岐アンテナ152とは,図1及び図2に示したように,誘電体壁104のアンテナ室108側略中央部に配置された給電部材154(給電点)を中心として配置されている。この給電部材154は,例えば誘電体壁104からアンテナ室108の天井部,すなわち第3部材102cの略中央部を貫通してアンテナ室108の外部に張り出すように構成されている。また,給電部材154と第3部材102cとの間には,絶縁性材料から成る気密部材156が嵌装されている。なお,図示の例では,給電部材154は,上述した第1ガス供給管134の外周面を覆うように形成される構成となっているが,本発明はかかる構成に限定されるものではなく,給電部材154と第1ガス供給管134とを,それぞれ独立して設けた構成としても良いことは言うまでもない。
【0028】
また,第1分岐アンテナ146と第2分岐アンテナ148と第3分岐アンテナ150と第4分岐アンテナ152とは,略同形に形成されている。ここで,図2〜図8を参照しながら,例えば第1分岐アンテナ146を例に挙げ,かかる形状について説明する。まず,給電部材154に接続される第1結合部146aからその給電部材154に対して略反対方向に展開し,次いでその終端の第1分岐点146bにおいて略反対方向に2分岐する。次いで,それら2分岐した第1a分岐アンテナ146cと第1b分岐アンテナ146dとは,それぞれが重ならないように略三角形状の軌跡を描きながらその略中心方向に展開する構成となっている。また,第1a分岐アンテナ146cと第1b分岐アンテナ146dとの終端部には,それぞれに対応する第2結合部146e(接地点)と第3結合部146f(接地点)とが形成される構成となっている。このように構成された第1分岐アンテナ146と第2分岐アンテナ148と第3分岐アンテナ150と第4分岐アンテナ152とが,図2に示したように,上述の如く給電部材154を中心として誘電体壁104上に配置される構成となっている。従って,後述する如く高周波アンテナ144に所定の高周波電力が印加された場合には,その高周波電力の電流は,第1分岐アンテナ146と第2分岐アンテナ148と第3分岐アンテナ150と第4分岐アンテナ152とのそれぞれに対応する展開及び分岐方向に沿って流れる構成となっている。その結果,高周波アンテナ144を構成する各分岐アンテナ,すなわち一の分岐アンテナとその分岐アンテナに隣接して配される他の分岐アンテナとの電流の流れ方向が,例えば一方向に統一されるため,それら一の分岐アンテナと他の分岐アンテナとの間で,電気的な相互干渉が生じることがない。なお,図3は第1分岐アンテナ146の平面図,図4は同底面図,図5は同正面図,図6は同背面図,図7は同右側面図,図8は同左側面図を表したものである。
【0029】
次に,本実施の形態にかかる高周波アンテナ144と給電部材154との結合構成について,図9及び図10を参照しながら説明する。なお,上述の如く第1分岐アンテナ146と第2分岐アンテナ148と第3分岐アンテナ150と第4分岐アンテナ152とは,略同一に構成されているため,第1分岐アンテナ146を例に挙げて説明する。かかる第1分岐アンテナ146の第1結合部146aは,図9に示したように,結合部材158と取り付けボルト160とに給電部材154に脱着自在に取り付けられ,結合される構成となっている。すなわち,結合部材158には,所定の段部158aが形成されており,この段部158aと第1結合部146aとが係合する構成となっている。そして,取り付けボルト160を結合部材158に形成された貫通口158bを介して,給電部材154に形成された取り付け穴154a内に挿入した後,締め付けることにより,第1結合部146aが給電部材154に結合される構成となっている。従って,第1分岐アンテナ146を含む高周波アンテナ144は,給電部材154から容易に着脱自在なように構成されている。
【0030】
また,例えば図10に示した給電部材200のように,略板状の形状である場合には,取り付けボルト160を貫通口158bと給電部材200に形成された貫通口200aとを介して,取り付けナット202に挿入した後,取り付けボルト160を締め付け,第1結合部146aを給電部材200に結合させる構成としても良い。さらに,第1結合部146aに直接貫通口を形成し,その貫通口内に取り付けボルト160を挿入して,給電部材154や給電部材200に結合する構成としても良いことは言うまでもない。
【0031】
次に,高周波アンテナ144の接地構成について,図1及び図2を参照しながら説明する。なお,上述の如く第1分岐アンテナ146と第2分岐アンテナ148と第3分岐アンテナ150と第4分岐アンテナ152とは,略同一に構成されているため,第1分岐アンテナ146を例に挙げて説明する。第1分岐アンテナ146には,上述の如く接地点を形成する第2結合部146eと第3結合部146fとが形成されている。そして,第2結合部146eには,例えばアンテナ室108の天井部を形成する第3部材102cに電気的に接続された第1接地部材162aが接続され,第3結合部146fには,同様にして第3部材102cに電気的に接続された第2接地部材162bが接続されている。従って,第1分岐アンテナ146は,接地部材162(162a,162b),第3部材102c,第2部材102b及び接地線116を介して接地される構成となっている。
【0032】
次に,エッチング装置100における高周波電力の供給構成について,図1を参照しながら説明する。上述した給電部材154には,第1整合器164を介して第1高周波電源166が電気的に接続されている。また,サセプタ118には,第2整合器168を介して第2高周波電源170が電気的に接続されている。従って,処理時には,第1高周波電源166からプラズマ生成用高周波電力,例えば13.56MHzの高周波電力が第1整合器164及び給電部材154を介して高周波アンテナ144に印加されため,高周波アンテナ144によって処理室106内に形成された均一な磁界により,処理室106内に高密度の誘導結合プラズマが励起される構成となっている。また,第2高周波電源170からバイアス用高周波電力,例えば380kHzの高周波電力が第2整合器168を介して,サセプタ118に印加されるため,処理室106内で励起されたプラズマを効果的にLCD用ガラス基板Lに引き込むことができる。
【0033】
次に,本実施の形態にかかるエッチング装置100を用いて,LCD用ガラス基板Lに対しエッチング処理を施す場合について,図1を参照しながら説明する。まず,不図示の搬送機構によりLCD用ガラス基板Lをサセプタ118の載置面に載置した後,サセプタ118を上昇させてクランプ128によりLCD用ガラス基板Lの周縁部を押圧して,そのLCD用ガラス基板Lをサセプタ118上に固定する。次いで,処理室106内に第1ガス吐出部材130から例えばSiH4を吐出させ,かつ第2ガス吐出部材132から例えばO2を吐出させると共に,第1排気管138を介して処理室106内を真空引きすることにより,処理室106内を例えば10mTorrの圧力雰囲気に維持する。また,同時に,アンテナ室108内に第3ガス供給管140からSF6を供給すると共に,アンテナ室108内の雰囲気を第2排気管142を介して排気する。
【0034】
次いで,第1高周波電源166から13.56MHzのプラズマ生成用高周波電力を本実施の形態にかかる高周波アンテナ144に印加することにより,誘電体壁104を介して処理室106内に均一な磁界を形成する。かかる磁界により,処理室106内には,高密度の誘導結合プラズマが励起されると共に,このプラズマは,第2高周波電源170からサセプタ118に対して印加される380kHzのバイアス用高周波電力によって,LCD用ガラス基板L上に効果的に引き込まれ,LCD用ガラス基板Lに対して均一な処理を施すことができる。
【0035】
本実施の形態にかかるエッチング装置100は,以上のように構成されており,当該装置100を大型化し,高周波アンテナ144を大型化した場合でも,かかる高周波アンテナ144は,4つのユニット,すなわち第1分岐アンテナ146と第2分岐アンテナ148と第3分岐アンテナ150と第4分岐アンテナ152とに分割することができるため,該装置100のメンテナンス作業や高周波アンテナ144の交換作業を容易に行うことができる。また,高周波アンテナ144を上述した特徴的な形状に構成したため,隣り合う各分岐アンテナ間で電気的な相互干渉が生じることがない。従って,かかる高周波アンテナ144により,処理室106内に均一な磁界を形成し,処理室106内に均一かつ高密度のプラズマを励起させることができるため,LCD用ガラス基板Lに対して高選択比かつ高エッチングレートで均一なエッチング処理を施すことができる。さらに,処理室106内とアンテナ室108内とは,それぞれ別の圧力雰囲気に保持されると共に,アンテナ室108内には,プラズマの励起を抑止するガスが充填されるため,アンテナ室108内に不要なプラズマが励起されることがなく,高周波アンテナ144等の寿命を大幅に延長することができる。
【0036】
以上,本発明の好適な実施の形態について,添付図面を参照しながら説明したが,本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において,当業者であれば,各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり,それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【0037】
例えば,上記実施の形態において,給電部材をアンテナ室外部に張り出させた構成を例に挙げて説明したが,本発明はかかる構成に限定されるものではなく,高周波アンテナに高周波電力を供給可能であり,かつ高周波アンテナを固定可能であればいかなる部材であっても,本発明は実施可能である。
【0038】
また,上記実施の形態において,容器内に単層の誘電体壁を配置した構成を例に挙げて説明したが,本発明はかかる構成に限定されるものではなく,多層から成る誘電体壁を容器内に配置した構成としても,本発明を実施することができる。
【0039】
さらに,上記実施の形態において,2つのガス吐出部材を設けた構成を例に挙げて説明したが,本発明はかかる構成に限定されるものではなく,1つ又は3つ以上のガス吐出部材を設けた構成としても,本発明は実施可能である。
【0040】
さらにまた,上記実施の形態において,容器を分割可能な3つの部材から形成した構成を例に挙げて説明したが,本発明はかかる構成に限定されるものではなく,容器内のメンテナンスを行うことが可能であれば,いかなる構成としても良い。
【0041】
また,上記実施の形態において,サセプタにバイアス用の高周波電力を印加する構成を例に挙げて説明したが,本発明はかかる構成に限定されるものではなく,サセプタを単に接地する構成としても本発明は実施可能である。
【0042】
また,上記実施の形態において,エッチング装置を用いてLCD用ガラス基板に対してエッチング処理を施す例を挙げて説明したが,本発明はかかる構成に限定されるものではなく,本発明は誘導結合プラズマにより被処理体に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であれば,いかなる装置であっても適用することができ,また被処理体としては半導体ウェハを用いても良いことは言うまでもない。
【0043】
【発明の効果】
本発明によれば,プラズマ処理装置の大型化に伴って高周波アンテナを大型化した場合でも,アンテナ室内に配置される高周波アンテナを上述の如く構成したことにより,高周波アンテナを分割することができるため,当該装置のメンテナンス作業や高周波アンテナの交換作業などを容易に行うことができる。さらに,高周波アンテナを上述の如く構成したため,隣り合う各分岐アンテナ間で電気的な相互干渉が生じることがなく,処理室内に均一な磁界を形成することができる。その結果,処理室内に均一かつ高密度の誘導結合プラズマを励起させることができ,被処理体に対して均一なプラズマ処理を施すことができる。また,アンテナ室内と処理室内とは,それぞれ別の圧力雰囲気に維持されると共に,アンテナ室内にプラズマの励起を抑止するガスが充填されるため,アンテナ室内にプラズマが励起されることがなく,アンテナ室内の部材,例えば高周波アンテナがプラズマによって損傷を受けることがない。従って,高周波アンテナ等の寿命を,大幅に延長することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用することが可能なエッチング装置を示した概略的な断面図である。
【図2】図1に示したエッチング装置に適用される高周波アンテナを表した概略的な平面図である。
【図3】図2に示した高周波アンテナを構成する一の分岐アンテナを表した概略的な平面図である。
【図4】図2に示した高周波アンテナを構成する一の分岐アンテナを表した概略的な底面図である。
【図5】図2に示した高周波アンテナを構成する一の分岐アンテナを表した概略的な正面図である。
【図6】図2に示した高周波アンテナを構成する一の分岐アンテナを表した概略的な背面図である。
【図7】図2に示した高周波アンテナを構成する一の分岐アンテナを表した概略的な右側面図である。
【図8】図2に示した高周波アンテナを構成する一の分岐アンテナを表した概略的な左側面図である。
【図9】図2に示した高周波アンテナの取り付け(結合)構成を説明するための概略的な説明図である。
【図10】図9に示した高周波アンテナの取り付け(結合)構成の他の実施の形態にかかる構成を説明するための概略的な説明図である。
【符号の説明】
100 エッチング装置
104 誘電体壁
106 処理室
108 アンテナ室
118 サセプタ
144 高周波アンテナ
146 第1分岐アンテナ
148 第2分岐アンテナ
150 第3分岐アンテナ
152 第4分岐アンテナ
154 給電部材
158 結合部材
162 接地部材
L LCD用ガラス基板
Claims (7)
- プラズマ処理室の壁面の少なくとも一部を構成する誘電体壁面の外側に設置され,所定の高周波電力を印加することにより前記プラズマ処理室内にプラズマを励起する如く構成された高周波アンテナを備えた誘導結合型プラズマ処理装置において,
前記高周波アンテナは,前記誘電体壁面の略中央部に配された高周波電力の給電点付近において4分岐し;
4分岐した各第1,第2,第3及び第4分岐アンテナは前記給電点から周辺部に向けて四方に展開し;
各第1,第2,第3及び第4分岐アンテナは,第1,第2,第3及び第4の分岐点においてそれぞれ略反対方向に2分岐し;
それぞれ2分岐した各第1a,第1b,第2a,第2b,第3a,第3b,第4a及び第4b分岐アンテナは,それぞれが重ならないように前記誘電体壁面上で展開してから接地するように構成されていること;
を特徴とする,誘導結合型プラズマ処理装置。 - 前記各第1a,第1b,第2a,第2b,第3a,第3b,第4a及び第4b分岐アンテナは,略三角形状の軌跡を描きながらその略中心方向に展開することを特徴とする,請求項1に記載の誘導結合型プラズマ処理装置。
- 前記高周波アンテナは,それぞれが別体に構成された4つのユニットから構成され,それらのユニットは,前記給電点において所定の結合部材により結合されることを特徴とする,請求項1又は2に記載の誘導結合型プラズマ処理装置。
- 前記高周波アンテナは,前記プラズマ処理室とは隔離されて,導電性壁面により囲まれたアンテナ室に配されることを特徴とする,請求項1,2又は3のいずれかに記載の誘導結合型プラズマ処理装置。
- 前記アンテナ室と前記プラズマ処理室とは,別の圧力雰囲気に保持されることを特徴とする,請求項4に記載の誘導結合型プラズマ処理装置。
- 前記アンテナ室には,前記アンテナ室内でのプラズマ励起を抑止するガスが充填されることを特徴とする,請求項4又は5に記載の誘導結合型プラズマ処理装置。
- プラズマ処理室の壁面の少なくとも一部を構成する誘電体壁面の外側に設置され,所定の高周波電力を印加することにより前記プラズマ処理室内にプラズマを励起する如く構成された高周波アンテナを備えた誘導結合型プラズマ処理装置において,
前記高周波アンテナは,前記誘電体面の略中央に配された高周波電力の給電点から,前記誘電体壁面上に重ならないように配列され4つに分割された各ユニットに高周波を供給する構成とし;
前記各ユニットは,それぞれ略反対方向に2分岐する分岐点を有し;
それぞれの2分岐した部分は,それぞれが重ならないように前記誘電体壁面上で展開してから接地するように構成されていること;
を特徴とする,誘導結合型プラズマ処理装置。
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