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(duì)液晶顯示裝置(IXD)等平板顯示器(FPD)制造用的玻璃基板等基板實(shí)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(duì)玻璃基板施加規(guī)定的處理，使用等離子體蝕刻裝置、等離子體CVD成膜裝置等各種等離子體處理裝置。作為這樣的等離子體處理裝置，以往多使用電容耦合等離子體處理裝置，但近來具有能夠得到高密度的等離子體這樣的大的優(yōu)點(diǎn)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基板的處理室的電介質(zhì)窗的外側(cè)配置有高頻天線，向處理室內(nèi)供給處理氣體并向該高頻天線供給高頻電力，由此在處理室內(nèi)生成感應(yīng)耦合等離子體，通過該感應(yīng)耦合等離子體對(duì)被處理基板施加規(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，多使用成為平面狀的規(guī)定圖案的平面天線。作為公知例，有專利文獻(xiàn)I。近來，被處理基板的大小逐步大型化。例如，舉IXD用的矩形玻璃基板為例，短邊X長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度從約1500mmX約1800mm的大小向約2200mmX約2400mm的大小改變，進(jìn)而向約2800mmX約3000mm的大小改變,這種大型化顯著。在為感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的情況下，在高頻天線和處理室之間存在電介質(zhì)窗。如果被處理基板大型化，則電介質(zhì)窗也被大型化。對(duì)于電介質(zhì)窗，如專利文獻(xiàn)I中所記載的那樣，一般使用石英玻璃或者陶瓷。但是，石英玻璃、陶瓷較脆，不適合大型化。因此，例如如專利文獻(xiàn)2記載的那樣，通過將石英玻璃分割來應(yīng)對(duì)電介質(zhì)窗的大型化。但是，被處理基板的大型化仍然顯著。因此，即使利用專利文獻(xiàn)2所記載的那樣的分割電介質(zhì)窗的方法，也變得難以應(yīng)對(duì)大型化。專利文獻(xiàn)1:日本專利第3077009號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本專利第3609985號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這些問題而完成的，本發(fā)明的目的在于，提供能夠應(yīng)對(duì)被處理基板的大型化的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置。為了解決上述問題，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置包括:收容被處理基板，實(shí)施等離子體處理的處理室；在上述處理室內(nèi)載置被處理基板的載置臺(tái)；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(duì)上述處理室內(nèi)進(jìn)行排氣的排氣系統(tǒng)；在上述處理室內(nèi)形成感應(yīng)電場(chǎng)的高頻天線；和向上述高頻天線供給高頻電力的第一高頻電源，在上述高頻天線與上述處理室之間，形成有與構(gòu)成上述處理室的主體容器絕緣地形成的、為非磁性體的導(dǎo)電性的金屬窗。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能夠應(yīng)對(duì)被處理基板的大型化的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置。


圖1是概略地表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置。圖2是表示在第一實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置中使用的為非磁性體的導(dǎo)電性的金屬窗的一個(gè)例子的俯視圖。圖3是表示在第一實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置中使用的高頻天線的一個(gè)例子的俯視圖。圖4是更加概略地表示第一實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的圖。圖5是表示從第一實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置得到的等離子體電子密度的圖。圖6是表示推測(cè)得到的等離子體生成原理的圖。圖7是表示四分割型金屬窗的一個(gè)例子的俯視圖。圖8是表示四分割型金屬窗的另一個(gè)例子的俯視圖。圖9是表示使高頻天線為直線狀的情況下的金屬窗的一個(gè)例子的俯視圖。圖10是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的金屬窗的一個(gè)例子的俯視圖。圖11是表示金屬窗的具體的一個(gè)例子的截面圖。圖12是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的金屬窗的另一個(gè)例子的俯視圖。圖13是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的金屬窗的一個(gè)例子的截面圖。圖14是概略地表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的金屬窗的一個(gè)例子的截面圖。圖15是表示本發(fā)明的第五實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的電容耦合模式電路的一個(gè)電路例的電路圖。圖16是表示高頻天線側(cè)的電路和電容耦合模式電路側(cè)的各阻抗的可變電容器的電容依存性的圖。圖17是表示等離子體電子密度分布的圖。圖18是表示貼附在金屬窗2的腔室側(cè)表面的SiO膜的削減量的圖。圖19A是表示本發(fā)明的第六實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的金屬窗的一個(gè)例子的俯視圖，圖19B是圖19A所示的金屬窗的立體圖。圖20是概略地表示本發(fā)明的第七實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的一個(gè)例子的截面圖。
圖21是表示從第七實(shí)施方式的感應(yīng)耦合處理裝置得到的等離子體電子密度的圖。符號(hào)的說明I主體容器2金屬窗3天線室4處理室13高頻天線14匹配器15第一高頻電源 16供電部件20處理氣體供給系統(tǒng)23載置臺(tái)29第二高頻電源30排氣裝置50控制部51用戶界面52存儲(chǔ)部60電容耦合模式電路VC可變電容器G被處理基板
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。(第一實(shí)施方式)圖1是概略地表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的截面圖，圖2是表示在該感應(yīng)耦合等離子體處理裝置中使用的為非磁性體的導(dǎo)電性的金屬窗的一個(gè)例子的俯視圖，圖3是表示在該感應(yīng)耦合等離子體處理裝置中使用的高頻天線的一個(gè)例子的俯視圖。該裝置用于例如在Fro用玻璃基板上形成薄膜晶體管時(shí)的金屬膜、ITO膜、氧化膜等的蝕刻、和抗蝕劑膜的灰化處理。此處，作為FPD，能夠例示液晶顯示器(LCD)、電致發(fā)光(Electro Luminescence:EL)顯示器、等離子體顯示面板(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(alumite處理)過的鋁構(gòu)成的角筒形狀的氣密的主體容器I。該主體容器I通過接地線Ia接地。主體容器I通過與該主體容器I絕緣地形成的金屬窗2被上下區(qū)劃為天線室3和處理室4。金屬窗2在本例中構(gòu)成處理室4的頂壁。金屬窗2例如由為非磁性體的導(dǎo)電性的金屬構(gòu)成。為非磁性體的導(dǎo)電性的金屬例如為鋁或含鋁的合金。在主體容器I的天線室3的側(cè)壁3a與處理室4的側(cè)壁4a之間，設(shè)置有向主體容器I的內(nèi)側(cè)突出的支承板5、和兼作處理氣體供給用的噴淋殼體的十字形狀的支承梁11。在支承梁11兼作噴淋殼體的情況下，在支承梁11的內(nèi)部，形成有相對(duì)于被處理基板G的被處理面平行地延伸的氣體流路12，該氣體流路12與向處理室4內(nèi)噴出氣體的多個(gè)氣體噴出孔12a連通。此外，在支承梁11的上部，以與氣體流路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的頂板向其外側(cè)貫通，與包括處理氣體供給源和閥系統(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供給的處理氣體經(jīng)由氣體供給管20a被供向支承梁11內(nèi)，被從氣體噴出孔12a向處理室4內(nèi)噴出。支承板5、和支承梁11由導(dǎo)電材料構(gòu)成、優(yōu)選由金屬構(gòu)成。作為金屬的例子為鋁。另外，在本例中，金屬窗2如圖2所示被四分割(分成4部分)為金屬窗2-廣2-4，這四個(gè)金屬窗2-廣2-4隔著絕緣物6被載置在支承板5、和支承梁11之上。在本例中，令與載置臺(tái)23相對(duì)的處理室4的壁面形狀為矩形，沿著從該矩形的中心連接各邊的中點(diǎn)的線，金屬窗2被四分割為金屬窗2-1 2_4。這樣,被四分割為矩形的格狀的金屬窗2-1 2_4隔著絕緣物6載置在支承板5、和支承梁11上，由此與支承板5、支承梁11、以及主體容器I絕緣，并且金屬窗2-f 2-4彼此互相絕緣。絕緣物6的材料例是，例如是陶瓷、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene:PTFE)。在天線室3內(nèi)，在金屬窗2之上以面對(duì)該金屬窗2的方式配置有高頻(RF)天線13。該高頻天線13通過由絕緣部件構(gòu)成的間隔物17與金屬窗2分開。高頻天線13如圖3所示構(gòu)成蝸形天線，金屬窗2沿著從該蝸旋的中心向周邊放射狀地延伸的線被分割。在等離子體處理中，從第一高頻電源15經(jīng)供電部件16向高頻天線13供給感應(yīng)電場(chǎng)形成用的例如頻率為13.56MHz的高頻電力。本例的高頻天線13，在其中心部的周圍，在距中心大致相同半徑的位置且各偏離90°的位置具有與供電部件16連接的4個(gè)供電部41、42、43、44，從這些各供電部41、42、43、44各有2根天線的線向外側(cè)延伸。在各天線的線的終端連接有電容器18，各天線經(jīng)電容器18接地。利用被這樣供給高頻電力的高頻天線13，在處理室4內(nèi)形成感應(yīng)電場(chǎng)，從多個(gè)氣體噴出孔12a供給的處理氣體被該感應(yīng)電場(chǎng)等離子體化。在處理室4內(nèi)的下方，以夾著金屬窗2與高頻天線13相對(duì)的方式，設(shè)置有用于載置被處理基板G例如IXD玻璃基板的載置臺(tái)23。載置臺(tái)23由導(dǎo)電性材料例如表面被陽極氧化處理過的鋁構(gòu)成。載置在載置臺(tái)23上的被處理基板G被靜電吸盤(未圖示)吸附保持。載置臺(tái)23被收納在絕緣體框24內(nèi)，進(jìn)而被中空的支柱25支承。支柱25在維持氣密狀態(tài)的情況下貫通主體容器I的底部，由配置于主體容器I外的升降機(jī)構(gòu)(未圖示)支承，在被處理基板G的搬入搬出時(shí)載置臺(tái)23通過升降機(jī)構(gòu)而在上下方向被驅(qū)動(dòng)。另外，在收納載置臺(tái)23的絕緣體框24與主體容器I的底部之間，配置有氣密地包圍支柱25的蛇形管26，由此，即使由于載置臺(tái)23的上下動(dòng)也能夠保證處理室4內(nèi)的氣密性。另外，在處理室4的側(cè)壁4a設(shè)置有用于搬入搬出被處理基板G的搬入搬出口 27a和將其開閉的閘閥27。載置臺(tái)23通過設(shè)置在中空的支柱25內(nèi)的供電線25a，經(jīng)匹配器28與第二高頻電源29連接。該第二高頻電源29，在等離子體處理中，向載置臺(tái)23施加偏置用的高頻電力，例如頻率為3.2MHz的高頻電力。利用該偏置用的高頻電力，在處理室4內(nèi)生成的等離子體中的離子被有效地弓I入基板G。進(jìn)一步，在載置臺(tái)23內(nèi)，設(shè)置有用于控制基板G的溫度的、包括陶瓷加熱器等加熱單元和冷卻介質(zhì)流路等的溫度控制機(jī)構(gòu)；和溫度傳感器(均未圖示)。相對(duì)于這些機(jī)構(gòu)和部件的配管、配線,均通過中空的支柱25被導(dǎo)出到主體容器I外。
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。利用該排氣裝置30對(duì)主體容器4進(jìn)行排氣，在等離子體處理中，處理室4內(nèi)被設(shè)定并維持為規(guī)定的真空氣氛(例如1.33Pa)。在載置于載置臺(tái)23上的被處理基板G的背面?zhèn)刃纬捎欣鋮s空間(未圖示)，設(shè)置有用于供給He氣體作為一定的壓力的熱傳遞用氣體的He氣體流路45。在He氣體流路45上連接有He氣體管線46，該He氣體管線46經(jīng)壓力控制閘閥47與未圖示的He源連接。該等離子體處理裝置的各構(gòu)成部與由計(jì)算機(jī)構(gòu)成的控制部50連接而被控制。此夕卜，在控制部50連接有用戶界面51，該用戶界面51包括:工序管理者為了對(duì)等離子體處理裝置進(jìn)行管理而進(jìn)行指令的輸入操作等的鍵盤；以及使等離子體處理裝置的運(yùn)行狀況可視化而進(jìn)行顯示的顯示器等。進(jìn)一步，在控制部50上連接有存儲(chǔ)部52，該存儲(chǔ)部52存儲(chǔ)有用于在控制部50的控制下實(shí)現(xiàn)由等離子體處理裝置執(zhí)行的各種處理的控制程序；以及用于根據(jù)處理?xiàng)l件使等離子體處理裝置的各構(gòu)成部執(zhí)行處理的程序即處理方案(recipe)。處理方案既可以存儲(chǔ)在硬盤、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中，也可以在收容于CD-ROM、DVD等可移動(dòng)的存儲(chǔ)介質(zhì)中的狀態(tài)下設(shè)置在存儲(chǔ)部52的規(guī)定位置。進(jìn)而，例如也可以經(jīng)專用線路從另一方的裝置適當(dāng)?shù)貍魉吞幚矸桨?。并且，根?jù)需要，根據(jù)來自用戶界面51的指示等而將任意的處理方案從存儲(chǔ)部52調(diào)出而使控制部50執(zhí)行，由此，在控制部50的控制下，能夠在等離子體處理裝置中進(jìn)行希望的處理。根據(jù)第一實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，使在現(xiàn)有技術(shù)中為電介質(zhì)例如石英制的窗，為非磁性體的導(dǎo)電性的金屬例如鋁制或含有鋁的合金制的金屬窗2。由此，金屬窗2的剛性，與為電介質(zhì)例如石英制的情況相比提高，能夠應(yīng)對(duì)被處理基板的大型化。在圖4中，表示比圖1更進(jìn)一步簡(jiǎn)略化后的結(jié)構(gòu)。圖5表示圖1或圖4所示的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置中的沿著連接被處理基板G的中央和短邊中央的線的等離子體電子密度測(cè)定結(jié)果。如圖5所示，在功率為5000W時(shí)，能夠確認(rèn)到在中央(X=O)及其附近，生成具有大致6X IOiciCnT3的等離子體電子密度的高密度等離子體。圖6表示該被推測(cè)的等離子體生成原理。如圖6所示，由于在高頻天線13中流動(dòng)的電流Ikf，在金屬窗2的上表面(高頻天線側(cè)表面)產(chǎn)生蝸電流I.。金屬窗2與支承板5、支承梁11、以及主體容器I絕緣。因此，在金屬窗2的上表面流動(dòng)的蝸電流Iuxff流向金屬窗2的側(cè)面。進(jìn)而，流過金屬窗2的側(cè)面的蝸電流Iuxff流向金屬窗2的下表面(處理室側(cè)表面)，進(jìn)而，經(jīng)金屬窗2的側(cè)面，再次返回到金屬窗2的上表面。這樣，生成從金屬窗2的上表面(高頻天線側(cè)表面)至下表面(處理室側(cè)表面)進(jìn)行循環(huán)的蝸電流I.。在該循環(huán)的蝸電流Iuxff中的、流過金屬窗2的下表面的電流在處理室4內(nèi)形成感應(yīng)電場(chǎng)。通過在處理室4內(nèi)形成感應(yīng)電場(chǎng)，處理室4內(nèi)的氣體被激勵(lì)而生成等離子體。生成原理被如此推測(cè)。進(jìn)而，流過金屬窗2的下表面的電流對(duì)在處理室4內(nèi)生成的等離子體的表皮(數(shù)cm左右)進(jìn)行感應(yīng)加熱。這樣，生成高密度的等離子體。圖7表示四分割型金屬窗的一個(gè)平面例，圖8表示四分割型金屬窗的另一個(gè)平面例。進(jìn)一步，是否分割金屬窗2，根據(jù)高頻天線13的平面形狀決定。例如，在高頻天線13的平面形狀如圖3所示為蝸旋狀、或?yàn)榄h(huán)狀的情況下，如圖7、或圖8所示那樣，沿著從蝸旋狀或環(huán)狀的高頻天線13的中心向周邊放射狀地延伸的線分割金屬窗2。這是因?yàn)椋诟哳l天線13的平面形狀為蝸旋狀或環(huán)狀的情況下，如果使金屬窗2為一塊板，則由于高頻天線13而在金屬窗2的上表面形成的蝸電流Iuxff僅在金屬窗2的上表面循環(huán)。即，不循環(huán)至金屬2的下表面。因此，將金屬窗2分割為多個(gè)，并且必須使分割為多個(gè)的金屬窗2相互絕緣。與此相對(duì)，在高頻天線13的形狀例如如圖9所示為直線狀的情況下，能夠以一塊板構(gòu)成金屬窗2。這樣，根據(jù)第一實(shí)施方式，使以往用電介質(zhì)構(gòu)成的窗為非磁性體的導(dǎo)電性的金屬窗2，由此使得窗自身的剛性提高，能夠提供能夠應(yīng)對(duì)被處理基板的大型化的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置。(第一變形例)另外，在第一實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置中，也可以在金屬窗2的表面形成電介質(zhì)膜。電介質(zhì)膜例如是陽極氧化膜、或噴鍍陶瓷膜。這樣，通過在金屬窗2的表面、至少在處理室4側(cè)表面形成陽極氧化膜、或噴鍍陶瓷膜的覆膜，使金屬窗2保持原狀態(tài)，例如使鋁、或者包含鋁的合金制的金屬窗2保持原狀態(tài)，與露出在處理室4側(cè)的情況相比，能夠使金屬窗2的耐等離子體性提高。(第二變形例)另外,在金屬窗2的處理室4側(cè)表面也可以設(shè)置電介質(zhì)蓋。電介質(zhì)蓋例如是石英制的蓋、或陶瓷制的蓋。陶瓷例如是氧化鋁陶瓷。這樣，通過用石英制的蓋、或陶瓷制的蓋覆蓋金屬窗2的處理室4側(cè)表面，使金屬窗2保持原狀態(tài)，例如使鋁、或者包含鋁的合金制的金屬窗2保持原狀態(tài)，與露出在處理室4側(cè)的情況相比，能夠使金屬窗2的耐等離子體性提高。(第三變形例)另外，也可以在金屬窗2的表面，形成比構(gòu)成該金屬窗2的材料的電導(dǎo)率高、且為非磁性體的導(dǎo)電性的膜。如上述所示，在金屬窗2的表面，流動(dòng)循環(huán)電流如果提高金屬窗2的表面的電導(dǎo)率，則能夠更加高效地生成由在高頻天線13中流動(dòng)的電流生成的循環(huán)
電流I LOOP。例如在金屬窗2由鋁、或者包含鋁的合金構(gòu)成的情況下，為非磁性體的導(dǎo)電性的膜例如是銅或包含銅的合金、或銀或包含銀的合金。這些第一 第三變形例，也能夠適用于下面說明的其他的實(shí)施方式。(第二實(shí)施方式)如圖9所示，通過使高頻天線13的形狀為直線狀，能夠以一塊板構(gòu)成金屬窗2。在使金屬窗2為一塊板的情況下，不需要支承梁11。因此，在哪里形成氣體噴出孔12a成為選擇事項(xiàng)。也可以在主體容器I的側(cè)壁形成氣體噴出孔12a。但是，考慮到金屬窗2與電介質(zhì)例如石英、陶瓷相比加工性良好，能夠在金屬窗2自身上形成氣體流路12、和氣體噴出孔12a。圖10是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的金屬窗2b的一個(gè)例子的俯視圖。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通過在金屬窗2b內(nèi)部設(shè)置噴淋頭的氣體擴(kuò)散室那樣的空間而形成?？臻g狀的氣體流路12與圖1所示的氣體供給管20a連接，同樣地從圖1所示的氣體供給系統(tǒng)20供給處理氣體。由氣體流路12供給的處理氣體經(jīng)與氣體流路12連通的多個(gè)氣體噴出孔12a向處理室4的內(nèi)部噴出。這樣，也能夠在金屬窗2形成氣體流路12、和氣體噴出孔12a。圖11是表示金屬窗2b的更加具體的一個(gè)例子的截面圖。如圖11所示，本例的金屬窗2b包括:噴淋板102，其具有面對(duì)處理室4的內(nèi)部的多個(gè)氣體噴出孔12a ;以及主體101，其具有與噴淋板102的周緣對(duì)應(yīng)的緣部103和被緣部103包圍的凹部。通過在緣部103安裝噴淋板102，主體101的凹部成為氣體擴(kuò)散室那樣的空間狀的氣體流路12。在噴淋板102和緣部103之間設(shè)有氣密密封部件104。通過設(shè)置氣密密封部件104，防止從噴淋板102和緣部103之間泄露氣體。氣密密封部件104例如是O形環(huán)。在主體101的與噴淋板102的安裝面相反一側(cè)的面，形成有與氣體流路12連通的氣體供給孔105。在氣體供給孔105，經(jīng)絕緣物106安裝有供給管20a。通過利用絕緣物106將氣體供給管20a安裝在氣體供給孔105上，能夠抑制從金屬窗2b的上表面流向下表面的蝸電流Iuxff流入氣體供給管20a。進(jìn)一步，在本例的金屬窗2b中，在噴淋板102和緣部103之間，設(shè)置有電接觸部件107。電接觸部件107具有如下作用:使主體101與噴淋板102的電接觸更加可靠。例如，存在在噴淋板102與緣部103之間產(chǎn)生微小的空隙的情況，該空隙起因于由噴淋板102的自重引起的微小的彎曲。此外，在如本例那樣，在噴淋板102與緣部103之間設(shè)置O形環(huán)那樣的氣密密封部件104的情況下，間隙更加容易產(chǎn)生。當(dāng)產(chǎn)生這樣的間隙時(shí)，存在妨礙蝸電流Iuxff流到噴淋板102的下表面(處理室側(cè)表面)的問題。如本例那樣，通過在噴淋板102與緣部103之間設(shè)置電接觸部件107能夠消除這樣的問題。作為這樣的電接觸部件107的一個(gè)例子，能夠列舉可伸縮的導(dǎo)電性部件。進(jìn)一步，作為可伸縮的導(dǎo)電性部件的一個(gè)例子，能夠列舉將導(dǎo)電性部件卷成螺旋狀的部件，具體而言，能夠列舉金屬制的屏蔽螺旋(shieldspiral)。圖12是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的金屬窗2b的另一個(gè)例子的俯視圖。如圖12所示，在將金屬窗2b分割為多個(gè)，例如在四分割為金屬窗2b-l 2b-4的情況下，也能夠?qū)Ψ指畹母鹘饘俅?b-f2b-4，形成氣體流路12、和氣體噴出孔12a。例如，在具備四分割得到的金屬窗2b-f2b_4的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置中，氣體噴出孔12a形成在十字型的支承梁11上。因此，對(duì)處理室4的氣體噴出孔12a的分布，不得不為十字型。因此，在處理室4的內(nèi)部，難以使處理氣體的分布均勻。與此相對(duì)，如圖12所示的金屬窗2b-l 2b-4所示那樣，通過在金屬窗2b-l 2b-4中也形成氣體流路12和氣體噴出孔12a，能夠使對(duì)于處理室4的氣體噴出孔12a的分布與十字型相比更加均勻。此外，如本例那樣，即使在將金屬窗2b分割為金屬窗2b_f 2b_4這樣的情況下，在金屬窗2b-l 2b_4的各個(gè)中，也能夠使圖11所不的金屬窗2b米用由具有成為氣體流路12的凹部的主體101、和具有多個(gè)氣體噴出孔12a的噴淋板102構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，在采用這樣的結(jié)構(gòu)的情況下，也可以在金屬窗2b-l 2b-4的各個(gè)中，構(gòu)成為包括具有成為氣體流路12的凹部的主體101、和具有多個(gè)氣體噴出孔12a的噴淋板102。
進(jìn)一步，在主體101與噴淋板102的接合面，例如，在主體101的緣部103與噴淋板102之間，也可以如圖11所示，設(shè)置使主體101與噴淋板102電接觸的導(dǎo)電性部件107。這樣，根據(jù)第二實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，除了具有通過第一實(shí)施方式所說明的優(yōu)點(diǎn)以外，還能夠得到如下優(yōu)點(diǎn):通過在一塊金屬窗2b、或者被分割后的金屬窗2b-f 2b-4形成氣體流路12和氣體噴出孔12a，能夠使對(duì)處理室4的噴出孔12a的分布均勻，能夠更加促進(jìn)處理室4的內(nèi)部的處理氣體的分布的均勻化。(第三實(shí)施方式)圖13是概略地表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的金屬窗的一個(gè)例子的截面圖。如圖13所示，第三實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的金屬窗2c，在金屬窗2c的內(nèi)部設(shè)置有溫度調(diào)節(jié)用流路203。金屬窗2c如上所述，與電介質(zhì)、例如石英、陶瓷相比加工性良好。因此，能夠在窗自身上形成在窗由電介質(zhì)構(gòu)成的情況下不可能實(shí)現(xiàn)的溫度調(diào)節(jié)用流路203，能夠進(jìn)行窗自身的溫度調(diào)節(jié)。這樣，根據(jù)第三實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，除了具有在第一實(shí)施方式中說明的優(yōu)點(diǎn)以外，還能夠得到如下優(yōu)點(diǎn):例如，通過在金屬窗2c上通過形成溫度調(diào)節(jié)流路203，能夠進(jìn)行金屬窗2c自身的溫度調(diào)節(jié)，例如能夠以使得金屬窗2c的溫度分布變得均勻的方式進(jìn)行金屬窗2c自身的溫度調(diào)節(jié)。例如，通過調(diào)節(jié)金屬窗2c的溫度使得溫度分布均勻，能夠促進(jìn)對(duì)被處理基板G進(jìn)行更加均勻的處理。另外，圖13表示將金屬窗2c分割為多個(gè)的情況，但特別是，雖然未圖示，溫度調(diào)節(jié)流路203也能夠應(yīng)用于金屬窗2c為一塊板的情況下，當(dāng)然，也能夠一并應(yīng)用在第二實(shí)施方式中說明過的氣體流路12、氣體噴出孔12a。(第四實(shí)施方式)圖14是概略地表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的金屬窗的一個(gè)例子的截面圖。如圖14所示，第四實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的金屬窗2d，在將第二高頻電源29與載置臺(tái)23連接時(shí)，使金屬窗2d經(jīng)由僅使第二高頻電源29的高頻通過的濾波器204接地，使金屬窗2d自身作為與載置臺(tái)23相對(duì)的相對(duì)電極起作用，該載置臺(tái)23與第二高頻電源29連接而作為下部電極起作用。金屬窗2d雖然是非磁性體，但是導(dǎo)電性。因此，能夠作為相對(duì)電極使用。通過使金屬窗2d作為下部電極即載置臺(tái)23的相對(duì)電極起作用，能夠期待在使用電介質(zhì)的窗的情況下未能實(shí)現(xiàn)的、抑制沉積物附著在窗上的效果。這是因?yàn)?，通過使金屬窗2d作為相對(duì)電極起作用，能夠相對(duì)于金屬窗2d的下表面在垂直的方向上產(chǎn)生電場(chǎng)，能夠利用該電場(chǎng)抑制沉積物附著。這樣，根據(jù)第四實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，除了具有第一實(shí)施方式說明過的優(yōu)點(diǎn)以外，例如還具有如下優(yōu)點(diǎn):通過使金屬窗2d作為相對(duì)電極起作用，能夠抑制向金屬窗2d的沉積物附著，能夠促進(jìn)對(duì)于被處理基板G更加清潔的處理、以及容易維護(hù)。此外，從與作為下部電極的載置臺(tái)23連接的第二高頻電源29看，可視金屬窗2d為陽極(anode)電極。因此，與現(xiàn)有的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置相比，對(duì)于第二高頻的正極電極的面積增加，結(jié)果是陽極電極相對(duì)于陰極(cathode)電極的面積比變大，因此能夠?qū)崿F(xiàn)自偏置電壓(Vdc )的增加、等離子體的均勻化。另外，圖14表示將金屬窗2c分割為多個(gè)的情況，特別是，雖然未圖示，但第四實(shí)施方式也能夠應(yīng)用于金屬窗2c為一塊板的情況，也能夠與上述第二、第三實(shí)施方式并用。(第五實(shí)施方式)在上述第一 第四實(shí)施方式中，通過將例如四分割后的金屬窗2-廣2-4隔著絕緣物6載置在支承板5、和支承梁11上，使金屬窗2-廣2-4與支承板5、支承梁11、以及主體容器I絕緣，并且，金屬窗2-廣2-4彼此也相互絕緣。由此，能夠生成高密度的感應(yīng)電場(chǎng)等離子體(ICP)。但是，因?yàn)楦袘?yīng)電場(chǎng)相對(duì)于金屬窗2-廣2-4為水平方向，所以幾乎沒有垂直電場(chǎng)，在金屬窗2-廣2-4上容易附著反應(yīng)生成物，容易產(chǎn)生顆粒。于是，在本第五實(shí)施方式中，提供能夠除去附著在金屬窗2-Γ2-4上的反應(yīng)生成物的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置。圖15是表示本發(fā)明的第五實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的電容耦合模式電路的一個(gè)電路例子的電路圖。如圖15所示，電容耦合模式電路60具有一端與高頻天線13和匹配箱(阻抗匹配器)14的相互連接點(diǎn)A連接，另一端與金屬窗2連接的可變電容器VC。在第五實(shí)施方式中，通過調(diào)整可變電容器VC的電容，能夠切換感應(yīng)耦合等離子體模式(ICP模式)、和電容耦合等離子體模式(CCP模式)。圖16是表示高頻天線13側(cè)的電路和電容耦合模式電路60側(cè)的各阻抗的可變電容器的電容依存性的圖。如圖16所示，當(dāng)可變電容器VC的電容在低電容側(cè)時(shí)，電容耦合模式電路60的阻抗表現(xiàn)大的電容性(阻抗為負(fù))。因此，電流流向低阻抗的高頻天線13，等離子體處理裝置主要在ICP模式下動(dòng)作。相反地，當(dāng)可變電容器VC的靜電容在大電容側(cè)時(shí)，電容耦合模式電路60的阻抗幾乎為“0”，因此電流經(jīng)電容耦合電路60流向金屬窗2。因此，等離子體處理裝置主要在CCP模式下動(dòng)作。圖17表示等離子體電子密度分布。如圖17所示，在低電容側(cè)(VC1%)，電流在高頻天線13流動(dòng)，能夠生成高密度的感應(yīng)耦合等離子體(ICP)。另一方面，在大電容側(cè)(VC100%)，電流在金屬窗2流動(dòng)，令上部電極為金屬窗2，令相對(duì)電極為腔室I的側(cè)壁或載置臺(tái)(下部電極)23而生成電容耦合等離子體(CCP)。圖18表示貼附在金屬窗2的腔室I側(cè)表面的SiO膜的削減量。在腔室I內(nèi)流動(dòng)有氯(Cl)氣。在腔室I的內(nèi)部生成氯等離子體，垂直電場(chǎng)越大，則SiO的蝕刻率越大。如圖18所示，能夠得到如下結(jié)果:在ICP模式(VC1%)，SiO的削減量?。辉贑CP模式(VC100%)，SiO的削減量大。這樣,根據(jù)第五實(shí)施方式,通過設(shè)置電容稱合模式電路60,其中，該電容稱合模式電路60具有一端與高頻天線13和匹配箱(阻抗匹配器)14的相互連接點(diǎn)A連接，另一端與金屬窗2連接的可變電容器VC，能夠 主要選擇ICP模式和CCP模式的任一方而使等離子體處理裝置動(dòng)作?；蛘撸€能夠通過適當(dāng)?shù)剡x擇可變電容器VC的容量，而在感應(yīng)耦合等離子體模式(ICP模式)和電容耦合等離子體模式(CCP模式)以適當(dāng)?shù)谋嚷驶旌系臓顟B(tài)下，使等離子體處理裝置動(dòng)作。由此，在通常的基板處理中，通過使等離子體處理裝置以ICP模式動(dòng)作，能夠使用高密度的等離子體對(duì)基板進(jìn)行處理，此外，在金屬窗2上附著有附著物時(shí)，通過使等離子體處理裝置在CCP模式下動(dòng)作，能夠?qū)Ω街诮饘俅?上的附著物進(jìn)行蝕刻，使金屬窗2清潔。這樣，根據(jù)第五實(shí)施方式，能夠得到與第一 第四實(shí)施方式同樣的優(yōu)點(diǎn)，并且能夠得到如下優(yōu)點(diǎn):因?yàn)槟軌蚴菇饘俅?清潔，所以在通常的基板處理中能夠抑制粒子的產(chǎn)生。(第六實(shí)施方式)圖19A是表示本發(fā)明的第六實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的金屬窗的一個(gè)例子的俯視圖，圖19B是圖19A所示的金屬窗的立體圖。如圖19A和圖19B所示，本發(fā)明的第六實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的金屬窗2e是如下方式的金屬窗:在金屬窗2e的側(cè)面、和處理室4側(cè)表面形成有比構(gòu)成金屬窗2e的材料的電導(dǎo)率高的、為非磁性體的導(dǎo)電性的膜205，并且為非磁性體的導(dǎo)電性的膜205，以對(duì)在處理室4的內(nèi)部生成的感應(yīng)電場(chǎng)的方向進(jìn)行限定的方式形成為配線狀。在第一實(shí)施方式中，對(duì)在金屬窗的下表面流動(dòng)的蝸電流Iuxjp以最短路徑流動(dòng)的情況進(jìn)行了說明。這是由于金屬窗的表面的電導(dǎo)率均勻。這里，如果形成比構(gòu)成金屬窗2e的材料的電導(dǎo)率高的、為非磁性體的導(dǎo)電性的膜205，則能夠限定在金屬窗2e的下表面流動(dòng)的蝸電流Iuxff的路徑。如果限定在金屬窗2e的下表面流動(dòng)的蝸電流Iuxjp的路徑，就能夠限定在處理室4的內(nèi)部生成的感應(yīng)電場(chǎng)的方向。例如，在圖19A和 圖19B所不的例子中，將膜205相對(duì)于分割為多個(gè)的金屬窗2θ-Γ2θ-4形成為鉤形，由此使蝸電流Iuxff的路徑整體上為矩形。在此情況下，在處理室4的內(nèi)部形成呈矩形地循環(huán)的感應(yīng)電場(chǎng)。這樣的矩形的感應(yīng)電場(chǎng)，例如，在被處理基板G的平面形狀為矩形的情況下，能夠在平面形狀為矩形的被處理基板G上均勻地生成感應(yīng)電場(chǎng)。因此，能夠更加促進(jìn)對(duì)于平面形狀為矩形的被處理基板G的處理的均勻化。此外，特別地，雖然未圖示，但如果將膜205相對(duì)于分割為多個(gè)的金屬窗2θ-Γ2θ-4形成為圓弧，就能夠使蝸電流Iuxff的路徑在整體上為圓形。在此情況下，在處理室4的內(nèi)部形成呈圓形地進(jìn)行循環(huán)的感應(yīng)電場(chǎng)。圓形的感應(yīng)電場(chǎng)，例如在被處理基板G的平面形狀為圓形的情況下，能夠使感應(yīng)電場(chǎng)在平面形狀為圓形的被處理基板G上均勻地生成。因此，能夠更加促進(jìn)對(duì)于平面形狀為圓形的被處理基板G的處理的均勻化。此外，在金屬窗2e-f2e_4由鋁或包含鋁的合金構(gòu)成的情況下，作為膜205的材料，例如能夠列舉銅或包含銅的合金，或者銀或包含銀的合金。這樣，根據(jù)第六實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，除了具有在第一實(shí)施方式說明過的優(yōu)點(diǎn)以外，還能夠獲得如下優(yōu)點(diǎn):通過在金屬窗2e的下表面形成配線狀的膜205，能夠控制在處理室4的內(nèi)部形成的感應(yīng)電場(chǎng)的形狀，能夠得到與各種形狀的被處理基板G對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電場(chǎng)的形狀。其結(jié)果是，能夠促進(jìn)對(duì)于被處理基板的均勻的處理。另外，特別是，雖然未圖示，但是第六實(shí)施方式也能夠與上述第二、第三、第四、第五實(shí)施方式一并應(yīng)用。(第七實(shí)施方式)圖20是簡(jiǎn)略化地表示本發(fā)明的第七實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的一個(gè)例子的截面圖。如圖20所示，第七實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，在電介質(zhì)窗206上形成有金屬板207。在本例中，電介質(zhì)窗206，例如如圖2所示，被四分割為矩形的格狀，(在圖中表示四分割得到的電介質(zhì)窗206中的2塊)，在這些四分割得到的電介質(zhì)窗206的各自上各固定一塊金屬板207，且使總共四塊金屬板207相互絕緣。圖21表示從圖20所示的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置得到的等離子體密度。如圖21所示，在第七實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置中，與第一實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置同樣地，也能夠產(chǎn)生高密度的等離子體。在第七實(shí)施方式的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置中，因?yàn)樵陔娊橘|(zhì)窗206上固定金屬板207，所以與僅有電介質(zhì)窗206的情況相比電介質(zhì)窗206的剛性能夠提高。其結(jié)果是，能夠得到與第一實(shí)施方式同樣的優(yōu)點(diǎn)。電介質(zhì)窗206的材料例如為石英或陶瓷。陶瓷例如是氧化鋁陶瓷。此外，金屬板207的材料例如是鋁或包含鋁的合金。以上，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的`感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，能夠提供能夠應(yīng)對(duì)被處理基板的大型化的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置。另外，本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，能夠進(jìn)行各種變形。例如，高頻天線的構(gòu)造不限于在上述實(shí)施方式中公開的構(gòu)造，只要能夠在主體容器內(nèi)形成感應(yīng)電場(chǎng)，任何構(gòu)造均能夠采用。此外，在上述實(shí)施方式中，將為非磁性體的導(dǎo)電性的金屬窗四分割為矩形的格狀或分割為四個(gè)三角形狀的金屬窗，對(duì)這樣的例子進(jìn)行了說明，但分割數(shù)并不限于此。例如，能夠9分割、16分割……為矩形的格狀，或者8分割……等等分割為三角形的格狀，這樣，分割數(shù)是任意的。另外，在上述實(shí)施方式中，作為感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的一個(gè)例子舉例表示了灰化裝置，但不限于灰化裝置，也能夠適用于蝕刻、CVD成膜等的其他的等離子體處理裝置。進(jìn)一步，雖然使用FPD作為被處理基板，但本發(fā)明不限于此，也能夠適用于對(duì)半導(dǎo)體晶片等其他的基板進(jìn)行處理的情況。
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: 收容被處理基板，實(shí)施等離子體處理的處理室； 在所述處理室內(nèi)載置被處理基板的載置臺(tái)； 向所述處理室內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給系統(tǒng)； 對(duì)所述處理室內(nèi)進(jìn)行排氣的排氣系統(tǒng)； 在所述處理室內(nèi)形成感應(yīng)電場(chǎng)的高頻天線；和 向所述高頻天線供 給高頻電力的第一高頻電源， 在所述高頻天線與所述處理室之間，形成有與構(gòu)成所述處理室的主體容器絕緣地形成的為非磁性體的導(dǎo)電性的金屬窗， 所述高頻天線生成從所述金屬窗的上表面至下表面進(jìn)行循環(huán)的蝸電流， 所述金屬窗在利用絕緣體相互絕緣的狀態(tài)下，被分割為多個(gè)， 所述高頻天線的平面形狀為蝸旋狀或環(huán)狀，所述金屬窗被分割為矩形的格狀。
2.按權(quán)利要求1所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于: 在所述金屬窗的表面形成有電介質(zhì)膜。
3.按權(quán)利要求2所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于: 所述電介質(zhì)膜是陽極氧化膜、或噴鍍陶瓷制造。
4.按權(quán)利要求1所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于: 在所述金屬窗的位于處理室側(cè)的表面，設(shè)置有電介質(zhì)蓋。
5.按權(quán)利要求4所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于: 所述電介質(zhì)蓋是石英制造、或陶瓷制造。
6.按權(quán)利要求1所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于: 在所述金屬窗的表面，形成有電導(dǎo)率比構(gòu)成該金屬窗的材料的電導(dǎo)率高的、為非磁性體的導(dǎo)電性的膜。
7.按權(quán)利要求6所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于: 所述為非磁性體的導(dǎo)電性的膜，在所述金屬窗的側(cè)面、和所述處理室側(cè)表面形成為配線狀，以限定在所述處理室生成的感應(yīng)電場(chǎng)的方向。
8.按權(quán)利要求6所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于: 所述金屬窗由鋁或包含鋁的合金構(gòu)成， 所述為非磁性體的導(dǎo)電性的膜由銅或包含銅的合金，或者銀或包含銀的合金構(gòu)成。
9.按權(quán)利要求1所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于: 包括向所述載置臺(tái)供給高頻電力的第二高頻電源， 所述金屬窗經(jīng)由僅使所述第二高頻電源的高頻通過的濾波器接地。
10.按權(quán)利要求1所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于: 在所述金屬窗設(shè)置有溫度調(diào)節(jié)用流路。
11.按權(quán)利要求1所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于: 在所述金屬窗設(shè)置有噴出所述處理氣體的噴出孔。
12.按權(quán)利要求11所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于: 所述金屬窗構(gòu)成為包括主體和具有噴出孔的噴淋板，該主體具有成為氣體流路的凹部，在所述主體與所述噴淋板的接合面，設(shè)置有使所述主體和所述噴淋板電接觸的導(dǎo)電性部件。
13.按權(quán)利要求1所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于，還包括: 包括可變電容的電容耦合模式電路，所述第一高頻電源與所述高頻天線的相互連接處形成一連接點(diǎn)，該可變電容的一端與該連接點(diǎn)連接，該可變電容的另一端與所述金屬窗連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其能夠應(yīng)對(duì)被處理基板的大型化。該等離子體處理裝置包括收容被處理基板，實(shí)施等離子體處理的處理室(4)；在處理室(4)內(nèi)載置被處理基板G的載置臺(tái)(23)；向處理室(4)內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給系統(tǒng)(20)；對(duì)處理室(4)內(nèi)進(jìn)行排氣的排氣系統(tǒng)(30)；在處理室(4)內(nèi)形成感應(yīng)電場(chǎng)的高頻天線(13)；和向高頻天線(13)供給高頻電力的第一高頻電源(15)，在高頻天線(13)和處理室(4)之間，形成有與構(gòu)成處理室(4)的主體容器(1)絕緣地形成的為非磁性體的導(dǎo)電性的金屬窗(2)。
文檔編號(hào)C23C16/50GK103094047SQ20131000250
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者佐佐木和男 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社