TWI505753B - Inductively Coupled Plasma Processing Unit - Google Patents

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TWI505753B TW098145868A TW98145868A TWI505753B TW I505753 B TWI505753 B TW I505753B TW 098145868 A TW098145868 A TW 098145868A TW 98145868 A TW98145868 A TW 98145868A TW I505753 B TWI505753 B TW I505753B
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Description

電感耦合電漿處理裝置
此發明是有關對液晶顯示裝置(LCD)等的平面面板顯示器(FPD)製造用的玻璃基板等的基板實施電漿處理的電感耦合電漿處理裝置。
在液晶顯示裝置(LCD)等的製造工程中，為了對玻璃基板實施所定的處理，而使用電漿蝕刻裝置或電漿CVD成膜裝置等各種的電漿處理裝置。如此的電漿處理裝置，以往大多是使用電容耦合電漿處理裝置，但最近具有可取得高密度的電漿之大的優點的電感耦合電漿(Inductively Coupled Plasma：ICP)處理裝置受到注目。
電感耦合電漿處理裝置是在收容被處理基板的處理室的介電質窗的外側配置高頻天線，對處理室內供給處理氣體，且對此高頻天線供給高頻電力，藉此使電感耦合電漿產生於處理室內，藉由此電感耦合電漿來對被處理基板實施所定的電漿處理。電感耦合電漿處理裝置的高頻天線，大多是使用成平面狀的所定圖案之平面天線。周知例有專利文獻1。
最近，被處理基板的尺寸有大型化的趨勢。例如，舉LCD用的矩形狀玻璃基板為例，從短邊×長邊的長度約1500mm×約1800mm的尺寸到約2200mm×約2400mm的尺寸，甚至約2800mm×約3000mm的尺寸，其大型化顯著。
電感耦合電漿處理裝置時，在高頻天線與處理室之間存在介電質窗。若被處理基板為大型化，則介電質窗也大型化。如在專利文獻1中也有記載，介電質窗一般使用石英玻璃或陶瓷。
但，石英玻璃或陶瓷脆，不合適於大型化。因此，例如專利文獻2所記載，藉由分割石英玻璃來對應於介電質窗的大型化。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]特許第3077009號公報
[專利文獻2]特許第3609985號公報
然而，被處理基板的大型化更顯著。因此，即使是專利文獻2所記載那樣分割介電質窗的手法也難以對應大型化。
本發明是有鑑於該情事而硏發者，其目的是在於提供一種可對應於被處理基板的大型化之電感耦合電漿處理裝置。
為了解決上述課題，本發明之一形態的電感耦合電漿處理裝置是具備：處理室，其係收容被處理基板來實施電漿處理；載置台，其係於前述處理室內載置被處理基板；處理氣體供給系，其係對前述處理室內供給處理氣體；排氣系，其係將前述處理室內排氣；高頻天線，其係於前述處理室內形成感應電場；及第一高頻電源，其係對前述高頻天線供給高頻電力；在前述高頻天線與前述處理室之間，形成有與構成前述處理室的本體容器絕緣形成之非磁性體導電性的金屬窗。
若根據本發明，則可提供一種能夠對應於被處理基板的大型化之電感耦合電漿處理裝置。
以下，參照圖面來說明有關本發明的實施形態。
(第1實施形態)
圖1是概略顯示本發明的第1實施形態的電感耦合電漿處理裝置的剖面圖，圖2是表示使用於此電感耦合電漿處理裝置之非磁性體導電性的金屬窗的一例平面圖，圖3是表示使用於此電感耦合電漿處理裝置的高頻天線的一例平面圖。此裝置是例如使用於在FPD用玻璃基板上形成薄膜電晶體時的金屬膜、ITO膜、氧化膜等的蝕刻、或阻劑膜的灰化處理。在此，FPD是例如液晶顯示器(LCD)、電激發光(Electro Luminescence；EL)顯示器、電漿顯示器面板(PDP)等。
此電漿處理裝置是具有方筒形狀的氣密本體容器1，該本體容器1是由導電性材料，例如內壁面被施以陽極氧化處理(防蝕鋁處理)的鋁所構成。此本體容器1是藉由接地線1a來接地。本體容器1是藉由與此本體容器1絕緣形成的金屬窗2來上下區劃成天線室3及處理室4。在本例中，金屬窗2是構成處理室4的頂壁。金屬窗2是例如以非磁性體導電性的金屬所構成。非磁性體導電性的金屬是例如為鋁、或含鋁的合金。
在本體容器1的天線室3的側壁3a與處理室4的側壁4a之間設有突出於本體容器1的內側之支撐架5、及兼作處理氣體供給用的淋浴框體之十字形狀的支撐樑11。當支撐樑11兼作淋浴框體時，在支撐樑11的內部形成有對於被處理基板G的被處理面平行延伸的氣體流路12，在此氣體流路12連通複數個氣體吐出孔12a，該複數個氣體吐出孔12a係用以噴出氣體至處理室4內。並且，在支撐樑11的上部，以能夠連通至氣體流路12的方式設有氣體供給管20a。氣體供給管20a是從本體容器1的頂部往其外側貫通，連接至包含處理氣體供給源及閥系統等的處理氣體供給系20。因此，在電漿處理中，從處理氣體供給系20供給的處理氣體會經由氣體供給管20a來供給至支撐樑11內，從氣體吐出孔12a往處理室4內吐出。支撐架5及支撐樑11為導電性材料，最好是以金屬來構成。金屬例如為鋁。
並且，在本例中，金屬窗2是如圖2所示般，四分割成金屬窗2-1~2-4，該等的四個金屬窗2-1~2-4是隔著絕緣物6來載置於支撐架5及支撐樑11上。在本例中，若將與載置台23對向的處理室4的壁面形狀設為矩形，則金屬窗2會沿著從此矩形的中心連結各邊的中點之線來將金屬窗2四分割成金屬窗2-1~2-4。如此被四分割成矩形的格子狀的金屬窗2-1~2-4是隔著絕緣物6來載置於支撐架5及支撐樑11之上，藉此從支撐架5、支撐樑11及本體容器1絕緣，且金屬窗2-1~2-4彼此間會被絕緣。絕緣物6的材料是例如為陶瓷或聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PTFE)。
在天線室3內，於金屬窗2上，以能夠面對此金屬窗2的方式配設有高頻(RF)天線13。此高頻天線13是藉由由絕緣構件所構成的間隔件17來離開金屬窗2一間隔。高頻天線13是如圖3所示構成渦卷天線，金屬窗2是沿著從此渦卷的中心往周邊放射狀延伸的線來分割。
在電漿處理中，從第一高頻電源15經由給電構件16往高頻天線13供給感應電場形成用之例如頻率為13.56MHz的高頻電力。本例的高頻天線13是在其中心部的周圍，離中心大致同一半徑位置，各偏移90°的位置具有被連接至給電構件16的4個給電部41、42、43、44，各2條的天線線會從該等各給電部41、42、43、44延伸至外側。在各天線線的終端連接電容器18，各天線線是經由電容器18來接地。藉由如此被供給高頻電力的高頻天線13在處理室4內形成感應電場，藉由此感應電場來使從複數的氣體吐出孔12a供給的處理氣體電漿化。
在處理室4內的下方，以能夠隔著金屬窗2來與高頻天線13對向的方式設有用以載置被處理基板G例如LCD玻璃基板的載置台23。載置台23是以導電性材料、例如表面被施以陽極氧化處理的鋁所構成。被載置於載置台23的被處理基板G是藉由靜電吸盤(未圖示)來吸附保持。
載置台23是被收納於絕緣體框24內，更被中空的支柱25所支撐。支柱25是一面維持氣密狀態一面貫通本體容器1的底部，被配設於本體容器1外的昇降機構(未圖示)所支撐，在被處理基板G的搬出入時藉由昇降機構來驅動載置台23於上下方向。另外，在收納載置台23的絕緣體框24與本體容器1的底部之間配設有氣密地包圍支柱25的波紋管26，藉此，即使載置台23上下作動還是可保證處理室4內的氣密性。並且，在處理室4的側壁4a設有用以搬出入被處理基板G的搬出入口27a及予以開閉的閘閥27。
在載置台23是利用設於中空支柱25內的給電線25a經由整合器28來連接第二高頻電源29。此第二高頻電源29是在電漿處理中施加偏壓用的高頻電力、例如頻率為3.2MHz的高頻電力至載置台23。藉由此偏壓用的高頻電力，在處理室4內所生成之電漿中的離子會有效地引入基板G。
更在載置台23內，為了控制基板G的溫度，而設有由陶瓷加熱器等的加熱手段或冷媒流路等所構成的溫度控制機構、及溫度感測器(皆未圖示)。對該等的機構或構件的配管或配線皆是經由中空的支柱25來導出至本體容器1外。
在處理室4的底部，經由排氣管31來連接含真空泵等的排氣裝置30。藉由此排氣裝置30來將本體容器4排氣，在電漿處理中，處理室4內會被設定維持於所定的真空環境(例如1.33Pa)。
在載置於載置台23的被處理基板G的背面側形成有冷卻空間(未圖示)，設有用以供給作為一定壓力的熱傳達用氣體的He氣體之He氣體流路45。在He氣體流路45連接He氣體路線46，經由壓力控制閥47來連接至未圖示的He源。
此電漿處理裝置的各構成部是形成被連接至由電腦所構成的控制部50來控制之構成。並且，在控制部50連接使用者介面51，該使用者介面51是由：工程管理者為了管理電漿處理裝置而進行指令的輸入操作等的鍵盤，及使電漿處理裝置的作動狀況可視化顯示的顯示器等所構成。另外，在控制部50連接記憶部52，該記憶部52儲存有供以藉由控制部50的控制來實現執行於電漿處理裝置的各種處理之程式，或供以按照處理條件來使處理執行於電漿處理裝置的各構成部之程式亦即處方(recipe)。處方可被記憶於硬碟或半導體記憶體，或收容於CD-ROM、DVD等可搬性的記憶媒體的狀態下安裝於記憶部52的所定位置。又，亦可從其他的裝置，例如經由專線來使處方適當傳送。然後，因應所需，以來自使用者介面51的指示等，從記憶部52叫出任意的處方，而使執行於控制部50，在控制部50的控制下，進行電漿處理裝置的所望處理。
若根據第1實施形態的電感耦合電漿處理裝置，則會將以往介電質例如石英製的窗設為非磁性體導電性的金屬例如鋁製或含鋁的合金製的金屬窗2。藉此，金屬窗2的剛性相較於介電質例如石英製的情況時會提升，可對應於被處理基板的大型化。圖4是顯示比圖1更簡略化的構成。
將圖1或圖4所示的電感耦合電漿處理裝置之沿著連結被處理基板G的中央與短邊中央的線之電漿電子密度測定結果顯示於圖5。
如圖5所示，功率5000W時，在中央(X=0)及其附近，具有大致6×1010 cm-3 的電漿電子密度之高密度電漿的生成被確認。
將此被推測的電漿生成原理顯示於圖6。
如圖6所示，由流動於高頻天線13的電流IRF ，在金屬窗2的上面(高頻天線側表面)產生渦電流ILOOP 。金屬窗2是與支撐架5、支撐樑11及本體容器1絕緣。因此，流動於金屬窗2的上面之渦電流ILOOP 是流動於金屬窗2的側面。又，流動於金屬窗2的側面之渦電流ILOOP 是流動於金屬窗2的下面(處理室側表面)，更經由金屬窗2的側面再度回到金屬窗2的上面。如此一來，會產生從金屬窗2的上面(高頻天線側表面)循環至下面(處理室側表面)的渦電流ILOOP 。在此循環的渦電流ILOOP 中，流動於金屬窗2的下面之電流會在處理室4內形成感應電場。藉由在處理室4內形成感應電場，處理室4內的氣體會被激發而生成電漿。生成原理是如此地被推測。而且，流動於金屬窗2的下面之電流會誘導加熱在處理室4內所被生成的電漿的表皮(數cm程度)。如此一來，高密度的電漿會被生成。圖7是表示四分割型金屬窗的一平面例，圖8是表示四分割型金屬窗的其他平面例。
此外，是否分割金屬窗2，是依高頻天線13的平面形狀而定。例如，高頻天線13的平面形狀為圖3所示那樣渦卷狀或環狀時，如圖7或圖8所示般，沿著從渦卷狀或環狀的高頻天線13的中心往周邊放射狀延伸的線來分割金屬窗2。這是當高頻天線13的平面形狀為渦卷狀或環狀時，若將金屬窗2設為一片板，則藉由高頻天線13來形成於金屬窗2的上面之渦電流ILOOP 是形成只循環於金屬窗2的上面。亦即，不會繞至金屬窗2的下面。因此，必須將金屬窗2分割成複數，且使分割成複數的金屬窗2彼此絕緣。
相對的，當高頻天線13的形狀，例如像圖9所示那樣為直線狀時，可用一片板來構成金屬窗2。
如此，若根據第1實施形態，則在將以往使用介電質構成的窗設為非磁性體導電性的金屬窗2之下，可提供一種窗本身的剛性高，能對應於被處理基板的大型化之電感耦合電漿處理裝置。
(第1變形例)
另外，在第1實施形態的電感耦合電漿處理裝置中，亦可在金屬窗2的表面形成有介電質膜。介電質膜例如為陽極氧化膜、或熱噴塗陶瓷膜。
藉由如此在金屬窗2的表面，至少處理室4側表面形成陽極氧化膜或熱噴塗陶瓷膜的被膜，可比使金屬窗2例如鋁或含鋁的合金製的金屬窗2就那樣照舊露出於處理室4側時，更能使金屬窗2的耐電漿提升。
(第2變形例)
又，亦可在金屬窗2的處理室4側表面設置介電質罩。介電質罩的一例是石英製的罩、或陶瓷製的罩。陶瓷的一例是氧化鋁陶瓷。
藉由如此以石英製的罩或陶瓷製的罩來覆蓋金屬窗2的處理室4側表面，亦可比使金屬窗2例如鋁或含鋁的合金製的金屬窗2就那樣照舊露出於處理室4側時，更能使金屬窗2的耐電漿提升。
(第3變形例)
又，亦可在金屬窗2的表面形成導電率比構成此金屬窗2的材料更高、非磁性體導電性的膜。如上述般，在金屬窗2的表面是流動有循環電流ILOOP 。只要提高金屬窗2的表面的導電率，便可使藉由流動於高頻天線13的電流所生成的循環電流ILOOP 更有效率地生成。
非磁性體導電性的膜之例，是例如當金屬窗2為鋁或含鋁的合金所構成時，為銅或含銅的合金、或銀或含銀的合金。
該等第1~第3變形例亦可適用於以下說明的其他實施形態。
(第2實施形態)
如圖9所示，藉由將高頻天線13的形狀設為直線狀，可用一片板來構成金屬窗2。在將金屬窗2設為一片板時，不需要支撐樑11。因此，將氣體吐出孔12a形成於何處成為選擇事項。雖也可將氣體吐出孔12a形成於本體容器1的側壁，但若考量金屬窗2比介電質例如石英或陶瓷加工性佳，則可在金屬窗2本身形成氣體流路12及氣體吐出孔12a。
圖10是表示本發明的第2實施形態的電感耦合電漿處理裝置所具備的金屬窗2b的一例平面圖。
如圖10所示，在金屬窗2b形成有氣體流路12。在本例中，氣體流路12是藉由在金屬窗2b內部設置像淋浴頭的氣體擴散室那樣的空間而形成者。在空間狀的氣體流路12連接圖1所示的氣體供給管20a，同樣從圖1所示的氣體供給系20供給處理氣體。被供給至氣體流路12的處理氣體是經由被連通至氣體流路12的複數個氣體吐出孔12a來往處理室4的內部吐出。
如此，亦可在金屬窗2形成氣體流路12、及氣體吐出孔12a。
圖11是表示金屬窗2b的更具體的一例剖面圖。
如圖11所示，本例的金屬窗2b是具備：淋浴板102，其係具有面向處理室4的內部之複數的氣體吐出孔12a；及本體101，其係具有對應於淋浴板102的周緣之緣部103及被緣部103包圍的凹部。
藉由將淋浴板102安裝於緣部103，本體101的凹部會形成像氣體擴散室那樣的空間狀的氣體流路12。在淋浴板102與緣部103之間存在氣密密封構件104。藉由氣密密封構件104的存在，可防止來自淋浴板102與緣部103之間的氣體洩漏。氣密密封構件104的一例是例如○形環。
在本體101之與淋浴板102的安裝面呈相反側的面，形成有連通至氣體流路12的氣體供給孔105。在氣體供給孔105隔著絕緣物106來安裝氣體供給管20a。在隔著絕緣物106來將氣體供給管20a安裝於氣體供給孔105之下，可抑制從金屬窗2b的上面流至下面的渦電流ILOOP 流入氣體供給管20a。
而且，在本例的金屬窗2b中，在淋浴板102與緣部103之間設有電性接觸構件107。電性接觸構件107是具有使本體101與淋浴板102的電性接觸更確實的任務。例如，在淋浴板102與緣部103之間會有因為淋浴板102的自重而造成些微的彎曲產生微小的間隙之情形。並且，像本例那樣，在淋浴板102與緣部103之間存在○形環那樣的氣密密封構件104時間隙更容易產生。一旦如此的間隙產生，則恐有妨礙渦電流ILOOP 流至淋浴板102的下面(處理室側表面)之虞。如此的憂慮可藉由像本例那樣在淋浴板102與緣部103之間設置電性接觸構件107來解消。如此的電性接觸構件107之一例，可舉伸縮可能的導電性構件。又，伸縮可能的導電性構件之一例，可舉將導電性構件卷成螺旋狀者，具體而言是金屬製的屏蔽螺旋。
圖12是表示本發明的第2實施形態的電感耦合電漿處理裝置所具備的金屬窗2b的其他例平面圖。
如圖12所示，將金屬窗2b分割成複數個，例如金屬窗2b-1~2b-4那樣四分割時，也是可分別對所被分割的金屬窗2b-1~2b-4形成氣體流路12、及氣體吐出孔12a。
例如，在具備四分割的金屬窗2b-1~2b-4的電感耦合電漿處理裝置中，氣體吐出孔12a是被形成於十字形的支撐樑11。因此，氣體吐出孔12a對處理室4的分布不得不形成十字形。所以，在處理室4的內部難以使處理氣體的分布形成均一。
相對的，如圖12所示的金屬窗2b-1~2b-4那樣，在金屬窗2b-1~2b-4也形成有氣體流路12及氣體吐出孔12a，藉此相較於十字形，可使氣體吐出孔12a對處理室4的分布更均一。
此外，即使像本例那樣將金屬窗2b分割成金屬窗2b-1~2b-4時，各個金屬窗2b-1~2b-4還是可採用由本體101(具有成為氣體流路12的凹部)及淋浴板102(具有複數的氣體吐出孔12a)來構成圖11所示的金屬窗2b之構造。
在採用如此的構造時，可分別在金屬窗2b-1~2b-4含具有成為氣體流路12的凹部之本體101、及具有複數的氣體吐出孔12a之淋浴板102。
另外，亦可在本體101與淋浴板102的接合面，例如本體101的緣部103與淋浴板102之間，如圖11所示，設置使本體101與淋浴板102電性接觸的導電性構件107。
如此，若根據第2實施形態的電感耦合電漿處理裝置，則除了第1實施形態說明的優點以外，還可取得其次所述的優點，亦即藉由在1片的金屬窗2b或分割的金屬窗2b-1~2b-4形成氣體流路12及氣體吐出孔12a，可使吐出孔12a對處理室4的分布形成均一，可使處理室4的內部之處理氣體的分布均一化更促進。
(第3實施形態)
圖13是表示本發明的第3實施形態的電感耦合電漿處理裝置所具備的金屬窗的一例概略剖面圖。
如圖13所示，第3實施形態的電感耦合電漿處理裝置所具備的金屬窗2c是在金屬窗2c的內部設有溫調用流路203者。金屬窗2c是如上述般，相較於介電質例如石英或陶瓷，加工性佳。因此，可在窗為介電質所構成時不可能實現的窗本身形成溫調用流路203，調節窗本身的溫度。
如此，若根據第3實施形態的電感耦合電漿處理裝置，則除了第1實施形態說明的優點以外，例如在金屬窗2c形成溫調流路203之下，可調節金屬窗2c本身的溫度，例如以金屬窗2c的溫度分布能夠形成均一的方式調節金屬窗2c本身的溫度。在例如以溫度分布能夠形成均一的方式來調節金屬窗2c的溫度之下，可取得能夠促進對被處理基板G更均一的處理之優點。
另外，圖13是顯示將金屬窗2c分割成複數時，但雖未特別圖示，溫調流路203亦可適用於金屬窗2c為一片板時，當然亦可與在第2實施形態中說明的氣體流路12、氣體吐出孔12a併用。
(第4實施形態)
圖14是表示本發明的第4實施形態的電感耦合電漿處理裝置所具備的金屬窗的一例概略剖面圖。
如圖14所示，第4實施形態的電感耦合電漿處理裝置所具備的金屬窗2d是在將第二高頻電源29連接至載置台23時，使金屬窗2d經由只通過第二高頻電源29的高頻之濾波器204來接地，使金屬窗2d本身對載置台23具有作為對向電極的機能，該載置台23是被連接至第二高頻電源29具有作為下部電極的機能。金屬窗2d雖是非磁性體，但為導電性。因此，可作為對向電極使用。
在使金屬窗2d具有作為下部電極的載置台23的對向電極的機能之下，可期待在使用介電質的窗時不可能之抑制堆積物往窗附著的效果。
這是在使金屬窗2d具有作為對向電極的機能之下，可使電場產生於對金屬窗2d的下面呈垂直的方向，藉由此電場來抑制堆積物附著。
如此，若根據第4實施形態的電感耦合電漿處理裝置，則除了第1實施形態說明的優點以外，例如在使金屬窗2d具有作為對向電極的機能之下，可抑制堆積物往金屬窗2d附著，可取得能夠促進對被處理基板G更清淨的處理、及維修的省力化之優點。
又，若由被連接至下部電極的載置台23之第二高頻電源29來看，金屬窗2d是可視為陽極電極。所以，若與以往的電感耦合電漿處理裝置作比較，陽極電極對第二高頻的面積會增加，結果陽極電極對陰極電極的面積比會變大，因此可進行自我偏壓電壓(Vdc)的增加或電漿的均一化。
另外，圖14是表示將金屬窗2c分割成複數時，但雖未特別圖示，第4實施形態亦可適用於金屬窗2c為一片板時，亦可與上述第2、第3實施形態併用。
(第5實施形態)
在上述第1~第4實施形態中，例如藉由使被四分割的金屬窗2-1~2-4隔著絕緣物6來載置於支撐架5及支撐樑11的上面，可使金屬窗2-1~2-4與支撐架5、支撐樑11及本體容器1絕緣，且金屬窗2-1~2-4彼此間也會互相絕緣。藉此，可產生高密度的感應電場電漿(ICP)。
然而，因為感應電場對金屬窗2-1~2-4是水平方向，所以幾乎沒有垂直電場，反應生成物容易附著於金屬窗2-1~2-4，粒子容易發生。
於是，在本第5實施形態中是提供一種可除去附著於金屬窗2-1~2-4的反應生成物之電感耦合電漿處理裝置。
圖15是本發明的第5實施形態的電感耦合電漿處理裝置所具備的電容耦合模式電路的一電路例的電路圖。
如圖15所示，電容耦合模式電路60是具有可變電容器VC，該可變電容器VC是將一端連接至高頻天線13與匹配箱(阻抗整合器)14的互相連接點A，將另一端連接至金屬窗2。
在第5實施形態中，藉由調整可變電容器VC的電容，可切換電感耦合電漿模式(ICP模式)與電容耦合電漿模式(CCP模式)。
圖16是表示高頻天線13側的電路與電容耦合模式電路60側的各阻抗之可變電容器的電容依存性的圖。
如圖16所示，可變電容器VC的電容在低電容側，電容耦合模式電路60的阻抗是顯示大的電容性(阻抗為負)。因此電流是流至低阻抗的高頻天線13，電漿處理裝置主要是以ICP模式動作。
相反的，可變電容器VC的靜電電容在大電容側，電容耦合模式電路60的阻抗幾乎形成“0“，所以電流是經由電容耦合模式電路60來流至金屬窗2。因此，電漿處理裝置主要是以CCP模式動作。
圖17是表示電漿電子密度分布。
如圖17所示在低電容側(VC1%)是電流會流至高頻天線13，產生高密度的電感耦合電漿(ICP)。
另一方面，在大電容側(VC100%)是電流會流至金屬窗2，上部電極為金屬窗2，對向電極為腔室1的側壁或載置台(下部電極)23，產生電容耦合電漿(CCP)。
圖18是表示在金屬窗2的腔室1側表面所貼附之SiO膜的削去量。在腔室1內是流動氯(Cl)氣體。在腔室1的內部是產生氯電漿，垂直電場越大，SiO的蝕刻速率越大。
如圖18所示，可取得在ICP模式(VC1%)是SiO的削去量小，在CCP模式(VC100%)是SiO的削去量大之結果。
如此，若根據第5實施形態，則藉由具備電容耦合模式電路60(具有將一端連接至高頻天線13與匹配箱(阻抗整合器)14的互相連接點A，將另一端連接至金屬窗2之可變電容器VC)，可使電漿處理裝置主要選擇ICP模式及CCP模式的其中之一方來動作。或，藉由適當選擇可變電容器VC的電容，可在電感耦合電漿模式(ICP模式)及電容耦合電漿模式(CCP模式)以適當的比例混在的狀態下使電漿處理裝置動作。
藉此，在通常的基板處理中，是使電漿處理裝置以ICP模式動作，可使用高密度的電漿來處理基板，且在金屬窗2附著有附著物時，是使電漿處理裝置以CCP模式動作，可蝕刻附著於金屬窗2的附著物，洗滌金屬窗2。
如此，若根據第5實施形態，則可取得與第1~第4實施形態同樣的優點，且可洗滌金屬窗2，因此在通常的基板處理中，更可取得能夠抑制粒子的發生之優點。
(第6實施形態)
圖19A是表示本發明的第6實施形態的電感耦合電漿處理裝置所具備的金屬窗的一例平面圖，圖19B是圖19A所示的金屬窗的立體圖。
如圖19A及圖19B所示，本發明的第6實施形態的電感耦合電漿處理裝置所具備的金屬窗2e是在金屬窗2e的側面及處理室4側表面形成導電率比構成金屬窗2e的材料更高、非磁性體導電性的膜205，且非磁性體導電性的膜205是以能夠規定處理室4的內部所生成的感應電場的方向之方式形成配線狀。
在第1實施形態中，說明了流動於金屬窗的下面之渦電流ILOOP 是以最短路徑流動。這是因為金屬窗的表面的導電率為均一。在此，若形成導電率比構成金屬窗2e的材料更高、非磁性體導電性的膜205，則可規定流動於金屬窗2e的下面之渦電流ILOOP 的路徑。若規定流定於金屬窗2e的下面之渦電流ILOOP 的路徑、則可規定處理室4的內部所生成之感應電場的方向。
例如，圖19A及圖19B所示的例子是使膜205對分割成複數的金屬窗2e-1~2e-4形成鑰匙形，藉此使渦電流ILOOP 的路徑全體成為矩形。此情況，在處理室4的內部形成有矩形循環的感應電場。
如此的矩形感應電場是例如當被處理基板G的平面形狀為矩形時，可使感應電場均一地產生於平面形狀為矩形的被處理基板G上。因此，可使對平面形狀為矩形的被處理基板G之處理的均一化更促進。
又，雖未特別圖示，但只要使膜205對分割成複數的金屬窗2e-1~2e-4形成圓弧，便可使渦電流ILOOP 的路徑全體成為圓形。此情況，在處理室4的內部是形成圓形循環的感應電場。
圓形的感應電場是例如被處理基板G的平面形狀為圓形時，可使感應電場均一地產生於平面形狀為圓形的被處理基板G上。因此，可使對平面形狀為圓形的被處理基板G之處理的均一化更促進。
又，膜205的材料，例如當金屬窗2e-1~2e-4為鋁或含鋁的合金所構成時，可舉銅或含銅的合金，或者，銀或含銀的合金。
如此，若根據第6實施形態的電感耦合電漿處理裝置，則除了第1實施形態說明的優點以外，藉由在金屬窗2e的下面形成配線狀的膜205，可控制處理室4的內部所形成的感應電場的形狀，可取得對應於各種形狀的被處基板G之感應電場的形狀。其結果，可取得能夠促進對被處理基板G的均一處理之優點。
另外，雖未特別圖示，但第6實施形態亦可與上述第2、第3、第4、第5實施形態併用。
(第7實施形態)
圖20是簡略化顯示本發明的第7實施形態的電感耦合電漿處理裝置的一例剖面圖。
如圖20所示，第7實施形態的電感耦合電漿處理裝置是在介電質窗206上形成金屬板207者。
在本例中，介電質窗206例如圖2所示，四分割成矩形的格子狀(圖中是顯示被四分割的介電質窗206的其中2片)，分別在該等被四分割的介電質窗206上，一片一片地在彼此絕緣的狀態下固定合計四片的金屬板207。
圖21是表示從圖20所示的電感耦合電漿處理裝置取得的電漿密度。
如圖21所示，在第7實施形態的電感耦合電漿處理裝置中也是與第1實施形態的電感耦合電漿處理裝置同樣可使高密度的電漿發生。
在第7實施形態的電感耦合電漿處理裝置中也是在介電質窗206上固定金屬板207，因此介電質窗206的剛性可比僅介電質窗206時高。其結果，可取得與第1實施形態同樣的優點。
介電質窗206的材料是例如為石英或陶瓷。陶瓷是例如為氧化鋁陶瓷。
又，金屬板207的材料是例如為鋁或含鋁的合金。
以上，若根據本發明的實施形態的電感耦合電漿處理裝置，則可提供一種可對應於被處理基板的大型化之電感耦合電漿處理裝置。
另外，本發明並非限於上述實施形態，亦可實施各種的變形。
例如，高頻天線的構造並非限於上述實施形態所揭示的構造，只要能夠在本體容器內形成感應電場，怎樣的構造皆可採用。
又，上述實施形態是顯示將非磁性體導電性的金屬窗予以四分割成矩形的格子狀，或分割成四個三角形狀的金屬窗的例子，但分割數並非限於此。分割數為任意，例如矩形的格子狀地9分割、16分割...，或三角形的格子狀地8分割...。
又，上述實施形態是顯示灰化裝置作為電感耦合電漿處理裝置的一例，但並非限於灰化裝置，亦可適用於蝕刻或CVD成膜等其他的電漿處理裝置。
再者，被處理基板為使用FPD基板，但本發明並非限於此，亦可適用於處理半導體晶圓等其他基板時。
1‧‧‧本體容器
2‧‧‧金屬窗
3‧‧‧天線室
4‧‧‧處理室
13‧‧‧高頻天線
14‧‧‧整合器
15‧‧‧第一高頻電源
16‧‧‧給電構件
20‧‧‧處理氣體供給系
23‧‧‧載置台
29‧‧‧第二高頻電源
30‧‧‧排氣裝置
50‧‧‧控制部
51‧‧‧使用者介面
52‧‧‧記憶部
60‧‧‧電容耦合模式電路
VC‧‧‧可變電容器
G‧‧‧被處理基板
圖1是概略顯示本發明的第1實施形態的電感耦合電漿處理裝置的剖面圖。
圖2是表示使用於第1實施形態的電感耦合電漿處理裝置之非磁性體導電性的金屬窗的一例平面圖。
圖3是表示使用於第1實施形態的電感耦合電漿處理裝置之高頻天線的一例平面圖。
圖4是更概略顯示第1實施形態的電感耦合電漿處理裝置的圖。
圖5是表示從第1實施形態的電感耦合電漿處理裝置所取得的電漿電子密度的圖。
圖6是表示所被推測的電漿生成原理的圖。
圖7是表示四分割型金屬窗的一例平面圖。
圖8是表示四分割型金屬窗的其他例的平面圖。
圖9是表示將高頻天線設為直線狀時的金屬窗的一例平面圖。
圖10是表示本發明的第2實施形態的電感耦合電漿處理裝置所具備的金屬窗的一例平面圖。
圖11是表示金屬窗的具體的一例剖面圖。
圖12是表示本發明的第2實施形態的電感耦合電漿處理裝置所具備的金屬窗的其他例的平面圖。
圖13是概略顯示本發明的第3實施形態的電感耦合電漿處理裝置所具備的金屬窗的一例的剖面圖。
圖14是概略顯示本發明的第4實施形態的電感耦合電漿處理裝置所具備的金屬窗的一例的剖面圖。
圖15是表示本發明的第5實施形態的電感耦合電漿處理裝置所具備的電容結合模式電路的一電路例的電路圖。
圖16是表示高頻天線側的電路與電容耦合模式電路側的各阻抗之可變電容器的電容依存性的圖。
圖17是表示電漿電子密度分布的圖。
圖18是表示貼附於金屬窗2的腔室側表面的SiO膜的削去量的圖。
圖19A是表示本發明的第6實施形態的電感耦合電漿處理裝置所具備的金屬窗的一例平面圖，圖19B是圖19A所示的金屬窗的立體圖。
圖20是概略顯示本發明的第7實施形態的電感耦合電漿處理裝置的一例的剖面圖。
圖21是表示從第7實施形態的電感耦合電漿處理裝置所取得的電漿電子密度的圖。
1．．．本體容器
1a．．．接地線
2(2-1)、2(2-2)．．．金屬窗
3．．．天線室
3a、4a．．．側壁
4．．．處理室
5．．．支撐架
6．．．絕緣物
11．．．支撐樑
12．．．氣體流路
12a．．．氣體吐出孔
13．．．高頻天線
14．．．整合器
15．．．第一高頻電源
16．．．給電構件
17．．．間隔件
18．．．電容器
20．．．處理氣體供給系
20a．．．氣體供給管
23．．．載置台
24．．．絕緣體框
25．．．支柱
25a．．．給電線
26．．．波紋管
27．．．閘閥
27a．．．搬出入口
28．．．整合器
29．．．第二高頻電源
30．．．排氣裝置
31．．．排氣管
41、43．．．給電部
45．．．He氣體流路
46．．．He氣體路線
47．．．壓力控制閥
50．．．控制部
51．．．使用者介面
52．．．記憶部
G．．．被處理基板

Claims (16)

  1. 一種電感耦合電漿處理裝置，其特徵係具備：處理室，其係收容被處理基板來實施電漿處理；載置台，其係於前述處理室內載置被處理基板；處理氣體供給系，其係對前述處理室內供給處理氣體；排氣系，其係將前述處理室內排氣；高頻天線，其係於前述處理室內形成感應電場；及第一高頻電源，其係對前述高頻天線供給高頻電力；在前述高頻天線與前述處理室之間，形成有與構成前述處理室的本體容器絕緣形成之非磁性體導電性的金屬窗，前述金屬窗係藉由絕緣體來互相絕緣的狀態下分割成複數。
  2. 如申請專利範圍第1項之電感耦合電漿處理裝置，其中，前述高頻天線的平面形狀為渦卷狀或環狀，沿著從前述渦卷或環的中心往周邊放射狀延伸的線來分割前述金屬窗。
  3. 如申請專利範圍第2項之電感耦合電漿處理裝置，其中，當與前述載置台對向的前述處理室壁面的形狀為矩形時，沿著從該矩形的中心連結各邊的中點的線來分割前述金屬窗。
  4. 如申請專利範圍第2項之電感耦合電漿處理裝置，其中，當與前述載置台對向的前述處理室壁面的形狀為矩 形時，沿著從該矩形的中心連結各角的線來分割前述金屬窗。
  5. 如申請專利範圍第1~4項中任一項所記載之電感耦合電漿處理裝置，其中，在前述金屬窗的表面形成有介電質膜。
  6. 如申請專利範圍第5項之電感耦合電漿處理裝置，其中，前述介電質膜為陽極氧化膜、或熱噴塗陶瓷製。
  7. 如申請專利範圍第1項之電感耦合電漿處理裝置，其中，在前述金屬窗的處理室側表面設有介電質罩。
  8. 如申請專利範圍第7項之電感耦合電漿處理裝置，其中，前述介電質罩為石英製、或陶瓷製。
  9. 如申請專利範圍第1項之電感耦合電漿處理裝置，其中，在前述金屬窗的表面，形成有導電率比構成此金屬窗的材料更高、非磁性體導電性的膜。
  10. 如申請專利範圍第9項之電感耦合電漿處理裝置，其中，前述非磁性體導電性的膜係於前述金屬窗的側面、及前述處理室側表面，以能夠規定在前述處理室所生成的感應電場的方向之方式形成配線狀。
  11. 如申請專利範圍第9項之電感耦合電漿處理裝置，其中，前述金屬窗係由鋁或含鋁的合金所構成，前述非磁性體導電性的膜係由銅、或含銅的合金、或銀、或含銀的合金所構成。
  12. 如申請專利範圍第1項之電感耦合電漿處理裝置，其中，具備對前述載置台供給高頻電力的第二高頻電 源，隔著只通過前述第二高頻電源的高頻的濾波器來將前述金屬窗接地。
  13. 如申請專利範圍第1項之電感耦合電漿處理裝置，其中，在前述金屬窗設有溫調用流路。
  14. 如申請專利範圍第1項之電感耦合電漿處理裝置，其中，在前述金屬窗設有吐出前述處理氣體的吐出孔。
  15. 如申請專利範圍第14項之電感耦合電漿處理裝置，其中，前述金屬窗的構成係包含：具有成氣體流路的凹部的本體、及具有吐出孔的淋浴板，在前述本體與前述淋浴板的接合面，設有使前述本體與前述淋浴板電性接觸的導電性構件。
  16. 如申請專利範圍第1~4項中任一項所記載之電感耦合電漿處理裝置，其中，更具備包含可變電容的電容耦合模式電路，該可變電容係將一端連接至前述第一高頻電源與前述高頻天線的互相連接點，將另一端連接至前述金屬窗。
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