誘導結合プラズマ用アンテナユニットおよび誘導結合プラズマ処理装置
【課題】矩形基板の外側領域におけるプラズマ分布制御を行うことができる誘導結合プラズマ用アンテナユニットを提供すること。
【解決手段】アンテナユニット50において、アンテナ13は、誘導電界を形成する部分が全体として矩形基板Gに対応する矩形状平面を構成し、かつ、複数のアンテナ線を渦巻状に巻回してなる第1のアンテナ部13aと第2のアンテナ部13bとを有し、第1のアンテナ部13aの複数のアンテナ線は、矩形状平面の4つの角部を形成するとともに、矩形状平面とは異なる位置において、4つの角部を結合するように設けられ、第2のアンテナ部13bの複数のアンテナ線は、矩形状平面の4つの辺の中央部を形成するとともに、矩形状平面とは異なる位置において、4つの辺の中央部を結合するように設けられる。
【解決手段】アンテナユニット50において、アンテナ13は、誘導電界を形成する部分が全体として矩形基板Gに対応する矩形状平面を構成し、かつ、複数のアンテナ線を渦巻状に巻回してなる第1のアンテナ部13aと第2のアンテナ部13bとを有し、第1のアンテナ部13aの複数のアンテナ線は、矩形状平面の4つの角部を形成するとともに、矩形状平面とは異なる位置において、4つの角部を結合するように設けられ、第2のアンテナ部13bの複数のアンテナ線は、矩形状平面の4つの辺の中央部を形成するとともに、矩形状平面とは異なる位置において、4つの辺の中央部を結合するように設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フラットパネルディスプレイ(FPD)製造用のガラス基板等の矩形基板に誘導結合プラズマ処理を施す際に用いられる誘導結合プラズマ用アンテナユニットおよびそれを用いた誘導結合プラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置(LCD)等のフラットパネルディスプレイ(FPD)製造工程においては、ガラス製の矩形基板にプラズマエッチングや成膜処理等のプラズマ処理を行う工程が存在し、このようなプラズマ処理を行うためにプラズマエッチング装置やプラズマCVD成膜装置等の種々のプラズマ処理装置が用いられる。プラズマ処理装置としては従来、容量結合プラズマ処理装置が多用されていたが、近時、高真空度で高密度のプラズマを得ることができるという大きな利点を有する誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma:ICP)処理装置が注目されている。
【0003】
誘導結合プラズマ処理装置は、被処理基板を収容する処理容器の天壁を構成する誘電体窓の上側に高周波アンテナを配置し、処理容器内に処理ガスを供給するとともにこの高周波アンテナに高周波電力を供給することにより、処理容器内に誘導結合プラズマを生じさせ、この誘導結合プラズマによって被処理基板に所定のプラズマ処理を施すものである。高周波アンテナとしては、平面状の所定パターンをなす平面コイルアンテナが多用されている。
【0004】
平面コイルアンテナを用いた誘導結合プラズマ処理装置では、処理容器内の平面アンテナ直下の空間にプラズマが生成されるが、その際に、アンテナ直下の各位置での電界強度に比例して高プラズマ密度領域と低プラズマ密度領域の分布を持つことから、平面アンテナのパターン形状がプラズマ密度分布を決める重要なファクターとなっている。
【0005】
FPDを製造するための矩形基板にプラズマ処理を施す場合には、平面アンテナとして全体形状が矩形基板に対応した形状のものが用いられる。例えば、特許文献1には、外側部分を構成する、配置領域が額縁状をなす外側アンテナ部と、外側アンテナ部の中に設けられて内側部分を構成する、同じく配置領域が額縁状をなす内側アンテナ部とを有し、全体として矩形状をなす平面アンテナが開示されている。
【0006】
特許文献1に開示された平面アンテナは、外側アンテナ部および内側アンテナ部は、4つのアンテナ線を90°ずつ位置をずらして全体が略額縁形状になるように渦巻状に配置している。一般に、プラズマは、等方的に拡散しようとするため軸対称になろうとする性質があり、このような額縁形状のアンテナを使用した場合でも、角部のプラズマが弱くなる傾向にあるため、辺の中央部よりも角部のほうが巻数が多くなるようにしている(引用文献1の図2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平2007−311182号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、近時、矩形基板の外側領域における角部と辺中央のプラズマ分布をより微細に制御することが求められており、特許文献1の技術では対応が困難な場合がある。例えば、矩形基板の外側領域において辺中央部のエッチングレートを抑えつつ角部のエッチングレートを上げたい等の要求があるが、特許文献1の技術ではこのような要求には対応が困難である。
【0009】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、矩形基板の外側領域におけるプラズマ分布制御を行うことができる誘導結合プラズマ用アンテナユニットおよび誘導結合プラズマ処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するため、本発明の第1の観点では、矩形基板をプラズマ処理するための誘導結合プラズマを誘導結合プラズマ処理装置の処理室内に生成するコイル状のアンテナを有する誘導結合プラズマ用アンテナユニットであって、前記アンテナは、誘導電界を形成する部分が全体として前記矩形基板に対応する矩形状平面を構成し、かつ、複数のアンテナ線を渦巻状に巻回してなる第1のアンテナ部と第2のアンテナ部とを有し、前記第1のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの角部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの角部を結合するように設けられ、前記第2のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの辺の中央部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの辺の中央部を結合するように設けられ、前記第1のアンテナ部と前記第2のアンテナ部は、それぞれ独立して高周波電力が供給されることを特徴とする誘導結合プラズマ用アンテナユニットを提供する。
【0011】
上記第1の観点において、前記第1のアンテナ部を構成する前記複数のアンテナ線は、前記角部を形成する第1の平面部と、前記第1の平面部の間の部分となる前記第1の平面部の上方に退避した状態の第1の立体部とを有しており、前記第2のアンテナ部を構成する前記複数のアンテナ線は、前記辺の中央部を形成する第2の平面部と、前記第2の平面部の間の部分となる前記第2の平面部の上方に退避した状態の第2の立体部とを有している構成とすることができる。また、前記第1のアンテナ部および前記第2のアンテナ部は、それぞれにおいて4つのアンテナ線を90°ずつ位置をずらして巻回されている構成とすることができる。
【0012】
本発明の第2の観点では、矩形基板をプラズマ処理するための誘導結合プラズマを誘導結合プラズマ処理装置の処理室内に生成するコイル状の複数のアンテナを有し、前記複数のアンテナは、誘導電界を形成する部分が全体として矩形状平面を構成し、これらアンテナが同心状に配置された誘導結合プラズマ用アンテナユニットであって、前記複数のアンテナの少なくとも最外周のものは、その矩形状平面が前記矩形基板に対応し、かつ、複数のアンテナ線を渦巻状に巻回してなる第1のアンテナ部と第2のアンテナ部とを有し、前記第1のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの角部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの角部を結合するように設けられ、前記第2のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの辺の中央部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの辺の中央部を結合するように設けられ、前記第1のアンテナ部と前記第2のアンテナ部は、それぞれ独立して高周波電力が供給されることを特徴とする誘導結合プラズマ用アンテナユニットを提供する。
【0013】
本発明の第3の観点では、矩形基板を収容してプラズマ処理を施す処理室と、前記処理室内で矩形基板が載置される載置台と、前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、前記処理室内を排気する排気系と、前記処理室内に矩形基板をプラズマ処理するための誘導結合プラズマを生成するコイル状のアンテナを有する誘導結合プラズマ用アンテナユニットと、前記アンテナに高周波電力を給電する給電機構とを具備し、前記アンテナは、誘導電界を形成する部分が全体として前記矩形基板に対応する矩形状平面を構成し、かつ、複数のアンテナ線を渦巻状に巻回してなる第1のアンテナ部と第2のアンテナ部とを有し、前記第1のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの角部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの角部を結合するように設けられ、前記第2のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの辺の中央部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの辺の中央部を結合するように設けられ、前記給電機構は、前記第1のアンテナ部と前記第2のアンテナ部に、それぞれ独立して高周波電力を供給することを特徴とする誘導結合プラズマ処理装置を提供する。
【0014】
本発明の第4の観点では、矩形基板を収容してプラズマ処理を施す処理室と、前記処理室内で矩形基板が載置される載置台と、前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、前記処理室内を排気する排気系と、前記処理室内に矩形基板をプラズマ処理するための誘導結合プラズマを生成するコイル状の複数のアンテナを有する誘導結合プラズマ用アンテナユニットと、前記アンテナに高周波電力を給電する給電機構と
を具備し、前記複数のアンテナは、誘導電界を形成する部分が全体として矩形状平面を構成し、これらアンテナが同心状に配置され、前記複数のアンテナの少なくとも最外周のものは、その矩形状平面が前記矩形基板に対応し、かつ、複数のアンテナ線を渦巻状に巻回してなる第1のアンテナ部と第2のアンテナ部とを有し、前記第1のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの角部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの角部を結合するように設けられ、前記第2のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの辺の中央部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの辺の中央部を結合するように設けられ、前記給電機構は、前記第1のアンテナ部と前記第2のアンテナ部に、それぞれ独立して高周波電力を供給することを特徴とする誘導結合プラズマ処理装置を提供する。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、アンテナは、誘導電界を形成する部分が全体として矩形基板に対応する矩形状平面を構成し、第1のアンテナ部の複数のアンテナ線は、矩形状平面の4つの角部を形成するとともに、矩形状平面とは異なる位置において、4つの角部を結合するように設けられ、第2のアンテナ部の複数のアンテナ線は、矩形状平面の4つの辺の中央部を形成するとともに、矩形状平面とは異なる位置において、4つの辺の中央部を結合するように設けられ、第1のアンテナ部と第2のアンテナ部に、それぞれ独立して高周波電力を供給するようにしたので、角部と辺の中央部との電界強度を制御することができ、矩形基板の外側領域におけるプラズマ分布制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の一実施形態に係る誘導結合プラズマ処理装置を示す断面図である。
【図2】図1の誘導結合プラズマ処理装置に用いられるアンテナユニットの一例を示す平面図である。
【図3】図2のアンテナユニットに用いられる高周波アンテナの第1のアンテナ部を示す平面図である。
【図4】図2のアンテナユニットに用いられる高周波アンテナの第1のアンテナ部を示す斜視図である。
【図5】図2のアンテナユニットに用いられる高周波アンテナの第2のアンテナ部を示す平面図である。
【図6】図2のアンテナユニットに用いられる高周波アンテナの第2のアンテナ部を示す斜視図である。
【図7】第1のアンテナ部と第2のアンテナ部の個別的な電流制御を実現するための他の形態を示す図である。
【図8】第1のアンテナ部と第2のアンテナ部の個別的な電流制御を実現するためのさらに他の形態を示す図である。
【図9】外側アンテナと内側アンテナを備えたアンテナユニットの例を示す平面図である。
【図10】外側アンテナと内側アンテナを備えたアンテナユニットの他の例を示す平面図である。
【図11】外側アンテナと内側アンテナの他に中間アンテナを備えたアンテナユニットの例を示す平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図1は本発明の一実施形態に係る誘導結合プラズマ処理装置を示す断面図である。この装置は、矩形基板、例えばFPD用ガラス基板上に薄膜トランジスターを形成する際のメタル膜、ITO膜、酸化膜等のエッチングや、レジスト膜のアッシング処理に用いられる。FPDとしては、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネセンス(Electro Luminescence;EL)ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル(PDP)等が例示される。
【0018】
このプラズマ処理装置は、導電性材料、例えば、内壁面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなる角筒形状の気密な本体容器1を有する。この本体容器1は分解可能に組み立てられており、接地線1aにより接地されている。本体容器1は、誘電体壁2により上下にアンテナ室3および処理室4に区画されている。したがって、誘電体壁2は処理室4の天井壁を構成している。誘電体壁2は、Al2O3等のセラミックス、石英等で構成されている。
【0019】
誘電体壁2の下側部分には、処理ガス供給用のシャワー筐体11が嵌め込まれている。シャワー筐体11は十字状に設けられており、誘電体壁2を下から支持する構造となっている。なお、上記誘電体壁2を支持するシャワー筐体11は、複数本のサスペンダ(図示せず)により本体容器1の天井に吊された状態となっている。
【0020】
このシャワー筐体11は導電性材料、望ましくは金属、例えば処理ガスにより腐食されて汚染物が発生しないようにその内面が陽極酸化処理されたアルミニウムで構成されている。このシャワー筐体11には水平に伸びるガス流路12が形成されており、このガス流路12には、下方に向かって延びる複数のガス吐出孔12aが連通している。一方、誘電体壁2の上面中央には、このガス流路12に連通するようにガス供給管20aが設けられている。ガス供給管20aは、本体容器1の天井からその外側へ貫通し、処理ガス供給源およびバルブシステム等を含む処理ガス供給系20に接続されている。したがって、プラズマ処理においては、処理ガス供給系20から供給された処理ガスがガス供給管20aを介してシャワー筐体11内に供給され、その下面のガス吐出孔12aから処理室4内へ吐出される。
【0021】
本体容器1におけるアンテナ室3の側壁3aと処理室4の側壁4aとの間には内側に突出する支持棚5が設けられており、この支持棚5の上に誘電体壁2が載置される。
【0022】
アンテナ室3内には、高周波(RF)アンテナ13を含むアンテナユニット50が配設されている。高周波アンテナ13に高周波電力が供給されることにより、処理室4内に誘導電界が形成され、この誘導電界によりシャワー筐体11から供給された処理ガスがプラズマ化される。なお、アンテナユニット50の詳細については後述する。
【0023】
処理室4内の下方には、誘電体壁2を挟んで高周波アンテナ13と対向するように、矩形基板Gを載置するための載置台23が設けられている。載置台23は、導電性材料、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムで構成されている。載置台23に載置された矩形基板Gは、静電チャック(図示せず)により吸着保持される。
【0024】
載置台23は絶縁体枠24内に収納され、さらに、中空の支柱25に支持される。支柱25は本体容器1の底部を気密状態を維持しつつ貫通し、本体容器1外に配設された昇降機構(図示せず)に支持され、矩形基板Gの搬入出時に昇降機構により載置台23が上下方向に駆動される。なお、載置台23を収納する絶縁体枠24と本体容器1の底部との間には、支柱25を気密に包囲するベローズ26が配設されており、これにより、載置台23の上下動によっても処理容器4内の気密性が保証される。また処理室4の側壁4aには、矩形基板Gを搬入出するための搬入出口27aおよびそれを開閉するゲートバルブ27が設けられている。
【0025】
載置台23には、中空の支柱25内に設けられた給電線25aにより、整合器28を介して高周波電源29が接続されている。この高周波電源29は、プラズマ処理中に、バイアス用の高周波電力、例えば周波数が6MHzの高周波電力を載置台23に印加する。このバイアス用の高周波電力により、処理室4内に生成されたプラズマ中のイオンが効果的に矩形基板Gに引き込まれる。
【0026】
さらに、載置台23内には、矩形基板Gの温度を制御するため、セラミックヒータ等の加熱手段や冷媒流路等からなる温度制御機構と、温度センサーとが設けられている(いずれも図示せず)。これらの機構や部材に対する配管や配線は、いずれも中空の支柱25を通して本体容器1外に導出される。
【0027】
処理室4の底部には、排気管31を介して真空ポンプ等を含む排気装置30が接続される。この排気装置30により、処理室4が排気され、プラズマ処理中、処理室4内が所定の真空雰囲気(例えば1.33Pa)に設定、維持される。
【0028】
載置台23に載置された矩形基板Gの裏面側には冷却空間(図示せず)が形成されており、一定の圧力の熱伝達用ガスとしてHeガスを供給するためのHeガス流路41が設けられている。このように矩形基板Gの裏面側に熱伝達用ガスを供給することにより、真空下において矩形基板Gの温度上昇や温度変化を回避することができるようになっている。
【0029】
このプラズマ処理装置の各構成部は、マイクロプロセッサ(コンピュータ)からなる制御部80に接続されて制御される構成となっている。また、制御部80には、オペレータによるプラズマ処理装置を管理するためのコマンド入力等の入力操作を行うキーボードや、プラズマ処理装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース81が接続されている。さらに、制御部80には、プラズマ処理装置で実行される各種処理を制御部80の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じてプラズマ処理装置の各構成部に処理を実行させるためのプログラムすなわち処理レシピが格納された記憶部82が接続されている。処理レシピは記憶部82の中の記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、コンピュータに内蔵されたハードディスクや半導体メモリであってもよいし、CDROM、DVD、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース81からの指示等にて任意の処理レシピを記憶部82から呼び出して制御部80に実行させることで、制御部80の制御下で、プラズマ処理装置での所望の処理が行われる。
【0030】
次に、上記アンテナユニット50について詳細に説明する。
図2は図1の装置のアンテナユニットに用いられるアンテナユニットの一例を示す平面図、図3は図2のアンテナユニットに用いられる高周波アンテナの第1のアンテナ部を示す平面図、図4は図2のアンテナユニットに用いられる高周波アンテナの第1のアンテナ部を示す斜視図、図5は図2のアンテナユニットに用いられる高周波アンテナの第2のアンテナ部を示す平面図、図6は図2のアンテナユニットに用いられる高周波アンテナの第2のアンテナ部を示す斜視図である。
【0031】
アンテナユニット50の高周波アンテナ13は、図2に示すように、プラズマ生成に寄与する誘導電界を形成する誘電体壁2に面した部分が全体として矩形基板Gに対応する矩形状(額縁状)平面を構成し、かつ、複数のアンテナ線を渦巻状に巻回してなる第1のアンテナ部13aと第2のアンテナ部13bとを有している。第1のアンテナ部13aのアンテナ線は、矩形状平面の4つの角部を形成し、矩形状平面とは異なる位置において、4つの角部を結合するように設けられている。また、第2のアンテナ部13bのアンテナ線は、矩形状平面の4つの辺の中央部を形成するとともに、矩形状平面とは異なる位置において、これら4つの辺の中央部を結合するように設けられている。
【0032】
第1のアンテナ部13aへの給電は、ガス供給配管20aの周囲に設けられた4つの端子22aおよび給電線69を介して行われ、第2のアンテナ部13bへの給電は、ガス供給配管20aの周囲に設けられた4つの端子22bおよび給電線79を介して行われる。
【0033】
図1に示すように、第1アンテナ部13aの4つの端子22aにはそれぞれ第1の給電部材16aが接続され、第2アンテナ部13bの4つの端子22bにはそれぞれ第2の給電部材16bが接続されている(図1ではいずれも1本のみ図示)。4本の第1の給電部材16aは、給電線19aに接続されており、4本の第2の給電部材16bは、給電線19bに接続されている。給電線19aには整合器14aおよび第1の高周波電源15aが接続されており、給電線19bには整合器14bおよび第2の高周波電源15bが接続されている。これにより、第1のアンテナ部13aおよび第2のアンテナ部13bに、第1の高周波電源15aおよび第2の高周波電源15bから、例えば周波数が13.56MHzの高周波電力が、それぞれ独立して供給されるようになっており、制御部80によりこれらに供給される電流値を独立に制御できるようになっている。
【0034】
高周波アンテナ13は、絶縁部材からなるスペーサ17により誘電体壁2から離間して配置されており、その配置領域が矩形基板Gに対応している。
【0035】
高周波アンテナ13の上記矩形状平面の4つの角部を形成する第1のアンテナ部13aは、図3および図4に示すように、4本のアンテナ線61,62,63,64を巻回して平面形状が額縁状となるようにした多重(四重)アンテナを構成している。具体的には、アンテナ線61,62,63,64は90°ずつ位置をずらして巻回され、誘電体壁2に面した上記矩形状平面の4つの角部を形成する部分は平面部61a、62a、63a、64aとなっており、これら平面部61a、62a、63a、64aの間の部分は、矩形状平面とは異なる位置になるように上方に退避した状態の立体部61b、62b、63b、64bとなっている。この立体部61b、62b、63b、64bは、プラズマの生成に寄与しない位置に配置される。
【0036】
また、高周波アンテナ13の上記矩形状平面の4つの辺の中央部を構成する第2のアンテナ部13bは、図5および図6に示すように、4本のアンテナ線71,72,73,74を巻回して平面形状が額縁状となるようにした多重(四重)アンテナを構成している。具体的には、アンテナ線71,72,73,74は90°ずつ位置をずらして巻回され、誘電体壁2に面した上記矩形状平面の4つの辺の中央部を形成する部分は平面部71a、72a、73a、74aとなっており、これら平面部71a、72a、73a、74aの間の部分は、矩形状平面とは異なる位置になるように上方に退避した状態の立体部71b、72b、73b、74bとなっている。この立体部71b、72b、73b、74bは、プラズマの生成に寄与しない位置に配置される。
【0037】
第1のアンテナ部13aのアンテナ線61,62,63,64へは、上述した4つの端子22aおよび給電線69を介して給電され、第2のアンテナ部13bのアンテナ線71,72,73,74へは、上述した4つの端子22bおよび給電線79を介して給電される。
【0038】
次に、以上のように構成される誘導結合プラズマ処理装置を用いて矩形基板Gに対してプラズマエッチング処理を施す際の処理動作について説明する。
【0039】
まず、ゲートバルブ27を開にした状態でそこから搬送機構(図示せず)により矩形基板Gを処理室4内に搬入し、載置台23の載置面に載置した後、静電チャック(図示せず)により矩形基板Gを載置台23上に固定する。次に、処理室4内に処理ガス供給系20から供給される処理ガスをシャワー筐体11のガス吐出孔12aから処理室4内に吐出させるとともに、排気装置30により排気管31を介して処理室4内を真空排気することにより、処理室内を例えば0.66〜26.6Pa程度の圧力雰囲気に維持する。
【0040】
また、このとき矩形基板Gの裏面側の冷却空間には、矩形基板Gの温度上昇や温度変化を回避するために、Heガス流路41を介して、熱伝達用ガスとしてHeガスを供給する。
【0041】
次いで、第1の高周波電源15aおよび第2の高周波電源15bから例えば13.56MHzの高周波を、それぞれ高周波アンテナ13の角部を構成する第1のアンテナ部13aおよび辺中央部を構成する第2のアンテナ部13bに印加し、これにより誘電体壁2を介して処理室4内に矩形基板Gに対応した誘導電界を形成する。このようにして形成された誘導電界により、処理室4内で処理ガスがプラズマ化し、矩形基板Gに対応した領域内で均一な高密度の誘導結合プラズマが生成される。
【0042】
この結果、高周波アンテナ13は、誘電体壁2に面した部分の第1のアンテナ部13aと第2のアンテナ部13bにより構成された全体形状が矩形基板Gに対応する額縁状をなしているので、矩形基板Gの全体に対してプラズマを供給することができる。
【0043】
前述の通り、従来のように単にアンテナ線を額縁状に形成しただけでは角部のプラズマが弱くなる傾向にあるため、上記特許文献1では辺の中央部よりも角部のほうがアンテナ線の巻数が多くなるようにしてプラズマの均一性を図っているが、近時、矩形基板の外側領域における角部と辺中央のプラズマ分布をより微細に制御することが求められており、特許文献1の技術では対応が困難である。
【0044】
そこで、本実施形態では、高周波アンテナ13は、プラズマ生成に寄与する誘導電界を形成する誘電体壁2に面した部分が全体として矩形基板Gに対応する矩形状(額縁状)平面を構成し、アンテナ線が4つの角部を形成する第1のアンテナ部13aとアンテナ線が4つの辺の中央部を構成する第2のアンテナ部13bとを有する構成とし、第1のアンテナ部13aおよび第2のアンテナ部13bに、第1の高周波電源15aおよび第2の高周波電源15bからの高周波電力をそれぞれ独立して供給するようにし、制御部80により、これらに流れる電流値を制御するようにしたので、矩形基板Gの外側領域における角部と辺中央のプラズマ分布をより微細に制御することができ、所望のプラズマ処理を行うことができる。
【0045】
また、第1のアンテナ部13aは、4本のアンテナ線61,62,63,64を90°ずつ位置をずらして巻回した平面形状が額縁状となるようにした多重(四重)アンテナを構成し、4つの角部に対応する位置では、誘電体壁2に面したプラズマ生成に寄与する平面部61a、62a、63a、64a、これら平面部61a、62a、63a、64aの間の部分は、プラズマ生成に寄与しないように上方に退避した立体部61b、62b、63b、64bとなっており、第2のアンテナ部13bも、4本のアンテナ線71,72,73,74を90°ずつ位置をずらして巻回した平面形状が額縁状となるようにした多重(四重)アンテナを構成し、4つの辺中央部に対応する位置では、誘電体壁2に面したプラズマ生成に寄与する平面部71a、72a、73a、74a、これら平面部71a、72a、73a、74aの間の部分は、プラズマ生成に寄与しないように上方に退避した立体部71b、72b、73b、74bとなっており、第1のアンテナ部13aおよび第2のアンテナ部13bとも基本的に従来の多重アンテナの形態を踏襲しつつ、これらを組み合わせる比較的簡易な構成により、角部と辺中央部との独立したプラズマ分布制御を実現することができる。
【0046】
なお、以上は、角部に対応する第1のアンテナ部13aと辺中央に対応する第2のアンテナ部の2つのアンテナ部により額縁状の高周波アンテナ13を構成して、これらを独立して電流制御可能にした例を示したが、3つ以上のアンテナ部で構成して、それらを独立して電流制御可能にしてもよい。例えば、辺中央を第2のアンテナ部と第3のアンテナ部の2つのアンテナ部に分けてもよく、さらに、辺中央を三つに分け、三つに分けた真中部分を第2のアンテナ部、真中部分を挟む両側部分を第3のアンテナ部とするような構成としてもよい。その他これに準ずるような構成が可能である。
【0047】
また、第1のアンテナ部13aと第2のアンテナ部13bに別個の高周波電源を接続して電流値制御を行う代わりに、図7に示すように一つの高周波電源15からの高周波電力をパワースプリッター83で分割した後、整合器14a、14bを経て第1のアンテナ部13aと第2のアンテナ部13bのそれぞれに高周波電力を供給して第1のアンテナ部13aと第2のアンテナ部13bの電流値制御を行うようにしてもよい。これにより、一つの高周波電源でよく設備負担を軽減することができる。また、図8に示すように、給電線19aまたは19bのいずれかに可変コンデンサ等からなるインピーダンス調整機構84を設けることにより第1のアンテナ部13aと第2のアンテナ部13bの電流値制御を行うようにしてもよい。この場合には一つの高周波電源15と一つの整合器14を設ければよく、より設備負担を軽減することができる。
【0048】
次に、アンテナユニットの他の例について説明する。
図9はアンテナユニットの他の例を示す平面図である。矩形基板Gが大型になると、輪郭が矩形状をなす額縁状の高周波アンテナ13のみでは中央部分のプラズマパワーが弱くなり、均一なプラズマを形成することが困難になる。そこで、本例では、図9に示すように、外側アンテナとして上記高周波アンテナ13を配置し、その内側に、同心状に輪郭が矩形状をなす額縁状の内側アンテナ113を配置してアンテナユニット50aを構成し、矩形基板Gの中央部に対応する内側領域のプラズマ密度を高めてプラズマ密度をより均一にする。本例では、内側アンテナ113は、上記高周波アンテナ13と同様の構成を有している。すなわち、誘電体壁2に面した部分の平面形状が全体として額縁状をなし、その中の4つの角部を構成する第1のアンテナ部113aと各辺の中央部を構成する第2のアンテナ部113bとを有する。そして、外側アンテナを構成する高周波アンテナ13と同様、第1のアンテナ部113aの電流値と第2のアンテナ部113bの電流値とを独立に制御するようにしている。これにより内側アンテナ113の角部と辺中央部のプラズマ密度分布も調整することができ、プラズマ密度をより均一にすることができる。
【0049】
ただし、辺中央と角部におけるプラズマ密度の不均一がもっとも顕著に現れるのは外周部であるため、外側アンテナだけを高周波アンテナ13の構成とすることで十分にプラズマ密度分布の制御が可能であれば、内側アンテナについては必ずしも高周波アンテナ13と同様の構成でなくてもよく、少なくとも外側アンテナが角部と辺中央部の電流値を独立して制御できれば、特に限定されない。例えば、図10に示すような内側アンテナ123を有するアンテナユニット50bであってもよい。すなわち、内側アンテナ123は、4本のアンテナ線91,92,93,94を巻回して全体が渦巻状となるようにした多重(四重)アンテナを構成している。具体的には、アンテナ線91,92,93,94は90°ずつ位置をずらして巻回され、アンテナ線の配置領域が略額縁状をなし、プラズマが弱くなる傾向にある角部の巻数を辺の中央部の巻数よりも多くなるようにしている。図示の例では角部の巻数が3、辺の中央部の巻数が2となっている。また、内側アンテナ123の外郭線および内郭線で囲まれるプラズマ生成領域が、対向する2辺を貫く中心線について線対称(鏡面対称)となるように、各アンテナ線にクランク部(屈曲部)98を形成しているので、プラズマ生成領域を矩形基板Gに正対させることができる。すなわち、矩形基板Gに正対した状態のプラズマを生成することができ、プラズマの均一性を高めることができる。
【0050】
また、内側アンテナとしては、上記特許文献1のような通常の多重アンテナを用いてもよい。
【0051】
さらに、額縁状のアンテナを同心状に3つ以上配置してもよい。この場合には、少なくとも最も外側のアンテナが少なくとも角部と辺中央の2つの部分で独立して電流制御ができるようになっていることが必要である。
【0052】
また、図11に示すように、上記第1のアンテナ部13aと同様の構成の中間アンテナ133を、外側アンテナ13と内側アンテナ123との間に設けたアンテナユニット50cであってもよい。このような構成により、外側アンテナ13と内側アンテナ123との間の領域の角部のみを強化するといった、部分的なプラズマ分布制御を行うことが可能となり、プラズマ分布の制御性を向上させることができる。上記中間アンテナ133の代わりに第2のアンテナ部13bと同様の構成の中間アンテナを外側アンテナ13と内側アンテナ123との間に設けて部分的なプラズマ分布制御を行うようにすることもできる。さらには、中間アンテナ133の代わりに、アンテナ部13aと同様のアンテナ部と、アンテナ部13bと同様のアンテナ部とで構成される外側アンテナ13と同様のアンテナを設けてもよい。すなわち、外側アンテナ、中間アンテナ、内側アンテナからなる3重アンテナにおいて、外側アンテナと中間アンテナが本願に開示した分割アンテナの構成となる。この構成により、処理すべき基板が更に大型化した場合にも均一な処理が可能なプラズマ処理装置を実現することができる。なお、内側アンテナは内側アンテナ123の構成に限らないのはもちろんである。
【0053】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、アンテナにおけるアンテナ線のレイアウトは、上記実施形態に示したものに限らず、少なくとも矩形基板の外周部を覆う矩形状の輪郭を有し、矩形基板の外周に対応する部分が少なくとも2つの領域を有し、これら領域の電流値を独立して制御できれば限定されない。また、アンテナ線の巻数が3の例を示したがこれに限るものではない。さらに、アンテナを4本のアンテナ線を巻回して全体が渦巻き状となるようにした四重アンテナとして構成したが、四重以外の多重アンテナで構成することもできる。
【0054】
また、上記実施形態では処理室の天井部を誘電体壁で構成し、アンテナが処理室の外である天井部の誘電体壁の上面に配置された構成について説明したが、アンテナとプラズマ生成領域との間を誘電体壁で隔絶することが可能であればアンテナが処理室内に配置される構造であってもよい。
【0055】
また、上記実施形態では本発明をエッチング装置に適用した場合について示したが、CVD成膜等の他のプラズマ処理装置に適用することができる。さらにまた、矩形基板としてFPD基板を用いた例を示したが、太陽電池等の他の矩形基板を処理する場合にも適用可能である。
【符号の説明】
【0056】
1;本体容器
2;誘電体壁(誘電体部材)
3;アンテナ室
4;処理室
13;高周波アンテナ
13a;第1のアンテナ部
13b;第2のアンテナ部
14;整合器
15;高周波電源
15a;第1の高周波電源
15b;第2の高周波電源
16a,16b;給電部材
19,19a,19b;給電線
20;処理ガス供給系
22a,22b;端子
23;載置台
30;排気装置
50,50a,50b,50c;アンテナユニット
61,62,63,64,71,72,73,74,91,92,93,94;アンテナ線
61a,62a,63a,64a,71a,72a,73a,74a;平面部
61b,62b,63b,64b,71b,72b,73b,74b;立体部
69,79;給電線
80;制御部
81;ユーザーインターフェース
82;記憶部
83;パワースプリッター
84;インピーダンス調整機構
98;屈曲部
113,123;内側アンテナ
113a;第1のアンテナ部
113b;第2のアンテナ部
133;中間アンテナ
G;矩形基板
【技術分野】
【0001】
本発明は、フラットパネルディスプレイ(FPD)製造用のガラス基板等の矩形基板に誘導結合プラズマ処理を施す際に用いられる誘導結合プラズマ用アンテナユニットおよびそれを用いた誘導結合プラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置(LCD)等のフラットパネルディスプレイ(FPD)製造工程においては、ガラス製の矩形基板にプラズマエッチングや成膜処理等のプラズマ処理を行う工程が存在し、このようなプラズマ処理を行うためにプラズマエッチング装置やプラズマCVD成膜装置等の種々のプラズマ処理装置が用いられる。プラズマ処理装置としては従来、容量結合プラズマ処理装置が多用されていたが、近時、高真空度で高密度のプラズマを得ることができるという大きな利点を有する誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma:ICP)処理装置が注目されている。
【0003】
誘導結合プラズマ処理装置は、被処理基板を収容する処理容器の天壁を構成する誘電体窓の上側に高周波アンテナを配置し、処理容器内に処理ガスを供給するとともにこの高周波アンテナに高周波電力を供給することにより、処理容器内に誘導結合プラズマを生じさせ、この誘導結合プラズマによって被処理基板に所定のプラズマ処理を施すものである。高周波アンテナとしては、平面状の所定パターンをなす平面コイルアンテナが多用されている。
【0004】
平面コイルアンテナを用いた誘導結合プラズマ処理装置では、処理容器内の平面アンテナ直下の空間にプラズマが生成されるが、その際に、アンテナ直下の各位置での電界強度に比例して高プラズマ密度領域と低プラズマ密度領域の分布を持つことから、平面アンテナのパターン形状がプラズマ密度分布を決める重要なファクターとなっている。
【0005】
FPDを製造するための矩形基板にプラズマ処理を施す場合には、平面アンテナとして全体形状が矩形基板に対応した形状のものが用いられる。例えば、特許文献1には、外側部分を構成する、配置領域が額縁状をなす外側アンテナ部と、外側アンテナ部の中に設けられて内側部分を構成する、同じく配置領域が額縁状をなす内側アンテナ部とを有し、全体として矩形状をなす平面アンテナが開示されている。
【0006】
特許文献1に開示された平面アンテナは、外側アンテナ部および内側アンテナ部は、4つのアンテナ線を90°ずつ位置をずらして全体が略額縁形状になるように渦巻状に配置している。一般に、プラズマは、等方的に拡散しようとするため軸対称になろうとする性質があり、このような額縁形状のアンテナを使用した場合でも、角部のプラズマが弱くなる傾向にあるため、辺の中央部よりも角部のほうが巻数が多くなるようにしている(引用文献1の図2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平2007−311182号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、近時、矩形基板の外側領域における角部と辺中央のプラズマ分布をより微細に制御することが求められており、特許文献1の技術では対応が困難な場合がある。例えば、矩形基板の外側領域において辺中央部のエッチングレートを抑えつつ角部のエッチングレートを上げたい等の要求があるが、特許文献1の技術ではこのような要求には対応が困難である。
【0009】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、矩形基板の外側領域におけるプラズマ分布制御を行うことができる誘導結合プラズマ用アンテナユニットおよび誘導結合プラズマ処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するため、本発明の第1の観点では、矩形基板をプラズマ処理するための誘導結合プラズマを誘導結合プラズマ処理装置の処理室内に生成するコイル状のアンテナを有する誘導結合プラズマ用アンテナユニットであって、前記アンテナは、誘導電界を形成する部分が全体として前記矩形基板に対応する矩形状平面を構成し、かつ、複数のアンテナ線を渦巻状に巻回してなる第1のアンテナ部と第2のアンテナ部とを有し、前記第1のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの角部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの角部を結合するように設けられ、前記第2のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの辺の中央部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの辺の中央部を結合するように設けられ、前記第1のアンテナ部と前記第2のアンテナ部は、それぞれ独立して高周波電力が供給されることを特徴とする誘導結合プラズマ用アンテナユニットを提供する。
【0011】
上記第1の観点において、前記第1のアンテナ部を構成する前記複数のアンテナ線は、前記角部を形成する第1の平面部と、前記第1の平面部の間の部分となる前記第1の平面部の上方に退避した状態の第1の立体部とを有しており、前記第2のアンテナ部を構成する前記複数のアンテナ線は、前記辺の中央部を形成する第2の平面部と、前記第2の平面部の間の部分となる前記第2の平面部の上方に退避した状態の第2の立体部とを有している構成とすることができる。また、前記第1のアンテナ部および前記第2のアンテナ部は、それぞれにおいて4つのアンテナ線を90°ずつ位置をずらして巻回されている構成とすることができる。
【0012】
本発明の第2の観点では、矩形基板をプラズマ処理するための誘導結合プラズマを誘導結合プラズマ処理装置の処理室内に生成するコイル状の複数のアンテナを有し、前記複数のアンテナは、誘導電界を形成する部分が全体として矩形状平面を構成し、これらアンテナが同心状に配置された誘導結合プラズマ用アンテナユニットであって、前記複数のアンテナの少なくとも最外周のものは、その矩形状平面が前記矩形基板に対応し、かつ、複数のアンテナ線を渦巻状に巻回してなる第1のアンテナ部と第2のアンテナ部とを有し、前記第1のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの角部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの角部を結合するように設けられ、前記第2のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの辺の中央部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの辺の中央部を結合するように設けられ、前記第1のアンテナ部と前記第2のアンテナ部は、それぞれ独立して高周波電力が供給されることを特徴とする誘導結合プラズマ用アンテナユニットを提供する。
【0013】
本発明の第3の観点では、矩形基板を収容してプラズマ処理を施す処理室と、前記処理室内で矩形基板が載置される載置台と、前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、前記処理室内を排気する排気系と、前記処理室内に矩形基板をプラズマ処理するための誘導結合プラズマを生成するコイル状のアンテナを有する誘導結合プラズマ用アンテナユニットと、前記アンテナに高周波電力を給電する給電機構とを具備し、前記アンテナは、誘導電界を形成する部分が全体として前記矩形基板に対応する矩形状平面を構成し、かつ、複数のアンテナ線を渦巻状に巻回してなる第1のアンテナ部と第2のアンテナ部とを有し、前記第1のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの角部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの角部を結合するように設けられ、前記第2のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの辺の中央部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの辺の中央部を結合するように設けられ、前記給電機構は、前記第1のアンテナ部と前記第2のアンテナ部に、それぞれ独立して高周波電力を供給することを特徴とする誘導結合プラズマ処理装置を提供する。
【0014】
本発明の第4の観点では、矩形基板を収容してプラズマ処理を施す処理室と、前記処理室内で矩形基板が載置される載置台と、前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、前記処理室内を排気する排気系と、前記処理室内に矩形基板をプラズマ処理するための誘導結合プラズマを生成するコイル状の複数のアンテナを有する誘導結合プラズマ用アンテナユニットと、前記アンテナに高周波電力を給電する給電機構と
を具備し、前記複数のアンテナは、誘導電界を形成する部分が全体として矩形状平面を構成し、これらアンテナが同心状に配置され、前記複数のアンテナの少なくとも最外周のものは、その矩形状平面が前記矩形基板に対応し、かつ、複数のアンテナ線を渦巻状に巻回してなる第1のアンテナ部と第2のアンテナ部とを有し、前記第1のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの角部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの角部を結合するように設けられ、前記第2のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの辺の中央部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの辺の中央部を結合するように設けられ、前記給電機構は、前記第1のアンテナ部と前記第2のアンテナ部に、それぞれ独立して高周波電力を供給することを特徴とする誘導結合プラズマ処理装置を提供する。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、アンテナは、誘導電界を形成する部分が全体として矩形基板に対応する矩形状平面を構成し、第1のアンテナ部の複数のアンテナ線は、矩形状平面の4つの角部を形成するとともに、矩形状平面とは異なる位置において、4つの角部を結合するように設けられ、第2のアンテナ部の複数のアンテナ線は、矩形状平面の4つの辺の中央部を形成するとともに、矩形状平面とは異なる位置において、4つの辺の中央部を結合するように設けられ、第1のアンテナ部と第2のアンテナ部に、それぞれ独立して高周波電力を供給するようにしたので、角部と辺の中央部との電界強度を制御することができ、矩形基板の外側領域におけるプラズマ分布制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の一実施形態に係る誘導結合プラズマ処理装置を示す断面図である。
【図2】図1の誘導結合プラズマ処理装置に用いられるアンテナユニットの一例を示す平面図である。
【図3】図2のアンテナユニットに用いられる高周波アンテナの第1のアンテナ部を示す平面図である。
【図4】図2のアンテナユニットに用いられる高周波アンテナの第1のアンテナ部を示す斜視図である。
【図5】図2のアンテナユニットに用いられる高周波アンテナの第2のアンテナ部を示す平面図である。
【図6】図2のアンテナユニットに用いられる高周波アンテナの第2のアンテナ部を示す斜視図である。
【図7】第1のアンテナ部と第2のアンテナ部の個別的な電流制御を実現するための他の形態を示す図である。
【図8】第1のアンテナ部と第2のアンテナ部の個別的な電流制御を実現するためのさらに他の形態を示す図である。
【図9】外側アンテナと内側アンテナを備えたアンテナユニットの例を示す平面図である。
【図10】外側アンテナと内側アンテナを備えたアンテナユニットの他の例を示す平面図である。
【図11】外側アンテナと内側アンテナの他に中間アンテナを備えたアンテナユニットの例を示す平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図1は本発明の一実施形態に係る誘導結合プラズマ処理装置を示す断面図である。この装置は、矩形基板、例えばFPD用ガラス基板上に薄膜トランジスターを形成する際のメタル膜、ITO膜、酸化膜等のエッチングや、レジスト膜のアッシング処理に用いられる。FPDとしては、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネセンス(Electro Luminescence;EL)ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル(PDP)等が例示される。
【0018】
このプラズマ処理装置は、導電性材料、例えば、内壁面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなる角筒形状の気密な本体容器1を有する。この本体容器1は分解可能に組み立てられており、接地線1aにより接地されている。本体容器1は、誘電体壁2により上下にアンテナ室3および処理室4に区画されている。したがって、誘電体壁2は処理室4の天井壁を構成している。誘電体壁2は、Al2O3等のセラミックス、石英等で構成されている。
【0019】
誘電体壁2の下側部分には、処理ガス供給用のシャワー筐体11が嵌め込まれている。シャワー筐体11は十字状に設けられており、誘電体壁2を下から支持する構造となっている。なお、上記誘電体壁2を支持するシャワー筐体11は、複数本のサスペンダ(図示せず)により本体容器1の天井に吊された状態となっている。
【0020】
このシャワー筐体11は導電性材料、望ましくは金属、例えば処理ガスにより腐食されて汚染物が発生しないようにその内面が陽極酸化処理されたアルミニウムで構成されている。このシャワー筐体11には水平に伸びるガス流路12が形成されており、このガス流路12には、下方に向かって延びる複数のガス吐出孔12aが連通している。一方、誘電体壁2の上面中央には、このガス流路12に連通するようにガス供給管20aが設けられている。ガス供給管20aは、本体容器1の天井からその外側へ貫通し、処理ガス供給源およびバルブシステム等を含む処理ガス供給系20に接続されている。したがって、プラズマ処理においては、処理ガス供給系20から供給された処理ガスがガス供給管20aを介してシャワー筐体11内に供給され、その下面のガス吐出孔12aから処理室4内へ吐出される。
【0021】
本体容器1におけるアンテナ室3の側壁3aと処理室4の側壁4aとの間には内側に突出する支持棚5が設けられており、この支持棚5の上に誘電体壁2が載置される。
【0022】
アンテナ室3内には、高周波(RF)アンテナ13を含むアンテナユニット50が配設されている。高周波アンテナ13に高周波電力が供給されることにより、処理室4内に誘導電界が形成され、この誘導電界によりシャワー筐体11から供給された処理ガスがプラズマ化される。なお、アンテナユニット50の詳細については後述する。
【0023】
処理室4内の下方には、誘電体壁2を挟んで高周波アンテナ13と対向するように、矩形基板Gを載置するための載置台23が設けられている。載置台23は、導電性材料、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムで構成されている。載置台23に載置された矩形基板Gは、静電チャック(図示せず)により吸着保持される。
【0024】
載置台23は絶縁体枠24内に収納され、さらに、中空の支柱25に支持される。支柱25は本体容器1の底部を気密状態を維持しつつ貫通し、本体容器1外に配設された昇降機構(図示せず)に支持され、矩形基板Gの搬入出時に昇降機構により載置台23が上下方向に駆動される。なお、載置台23を収納する絶縁体枠24と本体容器1の底部との間には、支柱25を気密に包囲するベローズ26が配設されており、これにより、載置台23の上下動によっても処理容器4内の気密性が保証される。また処理室4の側壁4aには、矩形基板Gを搬入出するための搬入出口27aおよびそれを開閉するゲートバルブ27が設けられている。
【0025】
載置台23には、中空の支柱25内に設けられた給電線25aにより、整合器28を介して高周波電源29が接続されている。この高周波電源29は、プラズマ処理中に、バイアス用の高周波電力、例えば周波数が6MHzの高周波電力を載置台23に印加する。このバイアス用の高周波電力により、処理室4内に生成されたプラズマ中のイオンが効果的に矩形基板Gに引き込まれる。
【0026】
さらに、載置台23内には、矩形基板Gの温度を制御するため、セラミックヒータ等の加熱手段や冷媒流路等からなる温度制御機構と、温度センサーとが設けられている(いずれも図示せず)。これらの機構や部材に対する配管や配線は、いずれも中空の支柱25を通して本体容器1外に導出される。
【0027】
処理室4の底部には、排気管31を介して真空ポンプ等を含む排気装置30が接続される。この排気装置30により、処理室4が排気され、プラズマ処理中、処理室4内が所定の真空雰囲気(例えば1.33Pa)に設定、維持される。
【0028】
載置台23に載置された矩形基板Gの裏面側には冷却空間(図示せず)が形成されており、一定の圧力の熱伝達用ガスとしてHeガスを供給するためのHeガス流路41が設けられている。このように矩形基板Gの裏面側に熱伝達用ガスを供給することにより、真空下において矩形基板Gの温度上昇や温度変化を回避することができるようになっている。
【0029】
このプラズマ処理装置の各構成部は、マイクロプロセッサ(コンピュータ)からなる制御部80に接続されて制御される構成となっている。また、制御部80には、オペレータによるプラズマ処理装置を管理するためのコマンド入力等の入力操作を行うキーボードや、プラズマ処理装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース81が接続されている。さらに、制御部80には、プラズマ処理装置で実行される各種処理を制御部80の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じてプラズマ処理装置の各構成部に処理を実行させるためのプログラムすなわち処理レシピが格納された記憶部82が接続されている。処理レシピは記憶部82の中の記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、コンピュータに内蔵されたハードディスクや半導体メモリであってもよいし、CDROM、DVD、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース81からの指示等にて任意の処理レシピを記憶部82から呼び出して制御部80に実行させることで、制御部80の制御下で、プラズマ処理装置での所望の処理が行われる。
【0030】
次に、上記アンテナユニット50について詳細に説明する。
図2は図1の装置のアンテナユニットに用いられるアンテナユニットの一例を示す平面図、図3は図2のアンテナユニットに用いられる高周波アンテナの第1のアンテナ部を示す平面図、図4は図2のアンテナユニットに用いられる高周波アンテナの第1のアンテナ部を示す斜視図、図5は図2のアンテナユニットに用いられる高周波アンテナの第2のアンテナ部を示す平面図、図6は図2のアンテナユニットに用いられる高周波アンテナの第2のアンテナ部を示す斜視図である。
【0031】
アンテナユニット50の高周波アンテナ13は、図2に示すように、プラズマ生成に寄与する誘導電界を形成する誘電体壁2に面した部分が全体として矩形基板Gに対応する矩形状(額縁状)平面を構成し、かつ、複数のアンテナ線を渦巻状に巻回してなる第1のアンテナ部13aと第2のアンテナ部13bとを有している。第1のアンテナ部13aのアンテナ線は、矩形状平面の4つの角部を形成し、矩形状平面とは異なる位置において、4つの角部を結合するように設けられている。また、第2のアンテナ部13bのアンテナ線は、矩形状平面の4つの辺の中央部を形成するとともに、矩形状平面とは異なる位置において、これら4つの辺の中央部を結合するように設けられている。
【0032】
第1のアンテナ部13aへの給電は、ガス供給配管20aの周囲に設けられた4つの端子22aおよび給電線69を介して行われ、第2のアンテナ部13bへの給電は、ガス供給配管20aの周囲に設けられた4つの端子22bおよび給電線79を介して行われる。
【0033】
図1に示すように、第1アンテナ部13aの4つの端子22aにはそれぞれ第1の給電部材16aが接続され、第2アンテナ部13bの4つの端子22bにはそれぞれ第2の給電部材16bが接続されている(図1ではいずれも1本のみ図示)。4本の第1の給電部材16aは、給電線19aに接続されており、4本の第2の給電部材16bは、給電線19bに接続されている。給電線19aには整合器14aおよび第1の高周波電源15aが接続されており、給電線19bには整合器14bおよび第2の高周波電源15bが接続されている。これにより、第1のアンテナ部13aおよび第2のアンテナ部13bに、第1の高周波電源15aおよび第2の高周波電源15bから、例えば周波数が13.56MHzの高周波電力が、それぞれ独立して供給されるようになっており、制御部80によりこれらに供給される電流値を独立に制御できるようになっている。
【0034】
高周波アンテナ13は、絶縁部材からなるスペーサ17により誘電体壁2から離間して配置されており、その配置領域が矩形基板Gに対応している。
【0035】
高周波アンテナ13の上記矩形状平面の4つの角部を形成する第1のアンテナ部13aは、図3および図4に示すように、4本のアンテナ線61,62,63,64を巻回して平面形状が額縁状となるようにした多重(四重)アンテナを構成している。具体的には、アンテナ線61,62,63,64は90°ずつ位置をずらして巻回され、誘電体壁2に面した上記矩形状平面の4つの角部を形成する部分は平面部61a、62a、63a、64aとなっており、これら平面部61a、62a、63a、64aの間の部分は、矩形状平面とは異なる位置になるように上方に退避した状態の立体部61b、62b、63b、64bとなっている。この立体部61b、62b、63b、64bは、プラズマの生成に寄与しない位置に配置される。
【0036】
また、高周波アンテナ13の上記矩形状平面の4つの辺の中央部を構成する第2のアンテナ部13bは、図5および図6に示すように、4本のアンテナ線71,72,73,74を巻回して平面形状が額縁状となるようにした多重(四重)アンテナを構成している。具体的には、アンテナ線71,72,73,74は90°ずつ位置をずらして巻回され、誘電体壁2に面した上記矩形状平面の4つの辺の中央部を形成する部分は平面部71a、72a、73a、74aとなっており、これら平面部71a、72a、73a、74aの間の部分は、矩形状平面とは異なる位置になるように上方に退避した状態の立体部71b、72b、73b、74bとなっている。この立体部71b、72b、73b、74bは、プラズマの生成に寄与しない位置に配置される。
【0037】
第1のアンテナ部13aのアンテナ線61,62,63,64へは、上述した4つの端子22aおよび給電線69を介して給電され、第2のアンテナ部13bのアンテナ線71,72,73,74へは、上述した4つの端子22bおよび給電線79を介して給電される。
【0038】
次に、以上のように構成される誘導結合プラズマ処理装置を用いて矩形基板Gに対してプラズマエッチング処理を施す際の処理動作について説明する。
【0039】
まず、ゲートバルブ27を開にした状態でそこから搬送機構(図示せず)により矩形基板Gを処理室4内に搬入し、載置台23の載置面に載置した後、静電チャック(図示せず)により矩形基板Gを載置台23上に固定する。次に、処理室4内に処理ガス供給系20から供給される処理ガスをシャワー筐体11のガス吐出孔12aから処理室4内に吐出させるとともに、排気装置30により排気管31を介して処理室4内を真空排気することにより、処理室内を例えば0.66〜26.6Pa程度の圧力雰囲気に維持する。
【0040】
また、このとき矩形基板Gの裏面側の冷却空間には、矩形基板Gの温度上昇や温度変化を回避するために、Heガス流路41を介して、熱伝達用ガスとしてHeガスを供給する。
【0041】
次いで、第1の高周波電源15aおよび第2の高周波電源15bから例えば13.56MHzの高周波を、それぞれ高周波アンテナ13の角部を構成する第1のアンテナ部13aおよび辺中央部を構成する第2のアンテナ部13bに印加し、これにより誘電体壁2を介して処理室4内に矩形基板Gに対応した誘導電界を形成する。このようにして形成された誘導電界により、処理室4内で処理ガスがプラズマ化し、矩形基板Gに対応した領域内で均一な高密度の誘導結合プラズマが生成される。
【0042】
この結果、高周波アンテナ13は、誘電体壁2に面した部分の第1のアンテナ部13aと第2のアンテナ部13bにより構成された全体形状が矩形基板Gに対応する額縁状をなしているので、矩形基板Gの全体に対してプラズマを供給することができる。
【0043】
前述の通り、従来のように単にアンテナ線を額縁状に形成しただけでは角部のプラズマが弱くなる傾向にあるため、上記特許文献1では辺の中央部よりも角部のほうがアンテナ線の巻数が多くなるようにしてプラズマの均一性を図っているが、近時、矩形基板の外側領域における角部と辺中央のプラズマ分布をより微細に制御することが求められており、特許文献1の技術では対応が困難である。
【0044】
そこで、本実施形態では、高周波アンテナ13は、プラズマ生成に寄与する誘導電界を形成する誘電体壁2に面した部分が全体として矩形基板Gに対応する矩形状(額縁状)平面を構成し、アンテナ線が4つの角部を形成する第1のアンテナ部13aとアンテナ線が4つの辺の中央部を構成する第2のアンテナ部13bとを有する構成とし、第1のアンテナ部13aおよび第2のアンテナ部13bに、第1の高周波電源15aおよび第2の高周波電源15bからの高周波電力をそれぞれ独立して供給するようにし、制御部80により、これらに流れる電流値を制御するようにしたので、矩形基板Gの外側領域における角部と辺中央のプラズマ分布をより微細に制御することができ、所望のプラズマ処理を行うことができる。
【0045】
また、第1のアンテナ部13aは、4本のアンテナ線61,62,63,64を90°ずつ位置をずらして巻回した平面形状が額縁状となるようにした多重(四重)アンテナを構成し、4つの角部に対応する位置では、誘電体壁2に面したプラズマ生成に寄与する平面部61a、62a、63a、64a、これら平面部61a、62a、63a、64aの間の部分は、プラズマ生成に寄与しないように上方に退避した立体部61b、62b、63b、64bとなっており、第2のアンテナ部13bも、4本のアンテナ線71,72,73,74を90°ずつ位置をずらして巻回した平面形状が額縁状となるようにした多重(四重)アンテナを構成し、4つの辺中央部に対応する位置では、誘電体壁2に面したプラズマ生成に寄与する平面部71a、72a、73a、74a、これら平面部71a、72a、73a、74aの間の部分は、プラズマ生成に寄与しないように上方に退避した立体部71b、72b、73b、74bとなっており、第1のアンテナ部13aおよび第2のアンテナ部13bとも基本的に従来の多重アンテナの形態を踏襲しつつ、これらを組み合わせる比較的簡易な構成により、角部と辺中央部との独立したプラズマ分布制御を実現することができる。
【0046】
なお、以上は、角部に対応する第1のアンテナ部13aと辺中央に対応する第2のアンテナ部の2つのアンテナ部により額縁状の高周波アンテナ13を構成して、これらを独立して電流制御可能にした例を示したが、3つ以上のアンテナ部で構成して、それらを独立して電流制御可能にしてもよい。例えば、辺中央を第2のアンテナ部と第3のアンテナ部の2つのアンテナ部に分けてもよく、さらに、辺中央を三つに分け、三つに分けた真中部分を第2のアンテナ部、真中部分を挟む両側部分を第3のアンテナ部とするような構成としてもよい。その他これに準ずるような構成が可能である。
【0047】
また、第1のアンテナ部13aと第2のアンテナ部13bに別個の高周波電源を接続して電流値制御を行う代わりに、図7に示すように一つの高周波電源15からの高周波電力をパワースプリッター83で分割した後、整合器14a、14bを経て第1のアンテナ部13aと第2のアンテナ部13bのそれぞれに高周波電力を供給して第1のアンテナ部13aと第2のアンテナ部13bの電流値制御を行うようにしてもよい。これにより、一つの高周波電源でよく設備負担を軽減することができる。また、図8に示すように、給電線19aまたは19bのいずれかに可変コンデンサ等からなるインピーダンス調整機構84を設けることにより第1のアンテナ部13aと第2のアンテナ部13bの電流値制御を行うようにしてもよい。この場合には一つの高周波電源15と一つの整合器14を設ければよく、より設備負担を軽減することができる。
【0048】
次に、アンテナユニットの他の例について説明する。
図9はアンテナユニットの他の例を示す平面図である。矩形基板Gが大型になると、輪郭が矩形状をなす額縁状の高周波アンテナ13のみでは中央部分のプラズマパワーが弱くなり、均一なプラズマを形成することが困難になる。そこで、本例では、図9に示すように、外側アンテナとして上記高周波アンテナ13を配置し、その内側に、同心状に輪郭が矩形状をなす額縁状の内側アンテナ113を配置してアンテナユニット50aを構成し、矩形基板Gの中央部に対応する内側領域のプラズマ密度を高めてプラズマ密度をより均一にする。本例では、内側アンテナ113は、上記高周波アンテナ13と同様の構成を有している。すなわち、誘電体壁2に面した部分の平面形状が全体として額縁状をなし、その中の4つの角部を構成する第1のアンテナ部113aと各辺の中央部を構成する第2のアンテナ部113bとを有する。そして、外側アンテナを構成する高周波アンテナ13と同様、第1のアンテナ部113aの電流値と第2のアンテナ部113bの電流値とを独立に制御するようにしている。これにより内側アンテナ113の角部と辺中央部のプラズマ密度分布も調整することができ、プラズマ密度をより均一にすることができる。
【0049】
ただし、辺中央と角部におけるプラズマ密度の不均一がもっとも顕著に現れるのは外周部であるため、外側アンテナだけを高周波アンテナ13の構成とすることで十分にプラズマ密度分布の制御が可能であれば、内側アンテナについては必ずしも高周波アンテナ13と同様の構成でなくてもよく、少なくとも外側アンテナが角部と辺中央部の電流値を独立して制御できれば、特に限定されない。例えば、図10に示すような内側アンテナ123を有するアンテナユニット50bであってもよい。すなわち、内側アンテナ123は、4本のアンテナ線91,92,93,94を巻回して全体が渦巻状となるようにした多重(四重)アンテナを構成している。具体的には、アンテナ線91,92,93,94は90°ずつ位置をずらして巻回され、アンテナ線の配置領域が略額縁状をなし、プラズマが弱くなる傾向にある角部の巻数を辺の中央部の巻数よりも多くなるようにしている。図示の例では角部の巻数が3、辺の中央部の巻数が2となっている。また、内側アンテナ123の外郭線および内郭線で囲まれるプラズマ生成領域が、対向する2辺を貫く中心線について線対称(鏡面対称)となるように、各アンテナ線にクランク部(屈曲部)98を形成しているので、プラズマ生成領域を矩形基板Gに正対させることができる。すなわち、矩形基板Gに正対した状態のプラズマを生成することができ、プラズマの均一性を高めることができる。
【0050】
また、内側アンテナとしては、上記特許文献1のような通常の多重アンテナを用いてもよい。
【0051】
さらに、額縁状のアンテナを同心状に3つ以上配置してもよい。この場合には、少なくとも最も外側のアンテナが少なくとも角部と辺中央の2つの部分で独立して電流制御ができるようになっていることが必要である。
【0052】
また、図11に示すように、上記第1のアンテナ部13aと同様の構成の中間アンテナ133を、外側アンテナ13と内側アンテナ123との間に設けたアンテナユニット50cであってもよい。このような構成により、外側アンテナ13と内側アンテナ123との間の領域の角部のみを強化するといった、部分的なプラズマ分布制御を行うことが可能となり、プラズマ分布の制御性を向上させることができる。上記中間アンテナ133の代わりに第2のアンテナ部13bと同様の構成の中間アンテナを外側アンテナ13と内側アンテナ123との間に設けて部分的なプラズマ分布制御を行うようにすることもできる。さらには、中間アンテナ133の代わりに、アンテナ部13aと同様のアンテナ部と、アンテナ部13bと同様のアンテナ部とで構成される外側アンテナ13と同様のアンテナを設けてもよい。すなわち、外側アンテナ、中間アンテナ、内側アンテナからなる3重アンテナにおいて、外側アンテナと中間アンテナが本願に開示した分割アンテナの構成となる。この構成により、処理すべき基板が更に大型化した場合にも均一な処理が可能なプラズマ処理装置を実現することができる。なお、内側アンテナは内側アンテナ123の構成に限らないのはもちろんである。
【0053】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、アンテナにおけるアンテナ線のレイアウトは、上記実施形態に示したものに限らず、少なくとも矩形基板の外周部を覆う矩形状の輪郭を有し、矩形基板の外周に対応する部分が少なくとも2つの領域を有し、これら領域の電流値を独立して制御できれば限定されない。また、アンテナ線の巻数が3の例を示したがこれに限るものではない。さらに、アンテナを4本のアンテナ線を巻回して全体が渦巻き状となるようにした四重アンテナとして構成したが、四重以外の多重アンテナで構成することもできる。
【0054】
また、上記実施形態では処理室の天井部を誘電体壁で構成し、アンテナが処理室の外である天井部の誘電体壁の上面に配置された構成について説明したが、アンテナとプラズマ生成領域との間を誘電体壁で隔絶することが可能であればアンテナが処理室内に配置される構造であってもよい。
【0055】
また、上記実施形態では本発明をエッチング装置に適用した場合について示したが、CVD成膜等の他のプラズマ処理装置に適用することができる。さらにまた、矩形基板としてFPD基板を用いた例を示したが、太陽電池等の他の矩形基板を処理する場合にも適用可能である。
【符号の説明】
【0056】
1;本体容器
2;誘電体壁(誘電体部材)
3;アンテナ室
4;処理室
13;高周波アンテナ
13a;第1のアンテナ部
13b;第2のアンテナ部
14;整合器
15;高周波電源
15a;第1の高周波電源
15b;第2の高周波電源
16a,16b;給電部材
19,19a,19b;給電線
20;処理ガス供給系
22a,22b;端子
23;載置台
30;排気装置
50,50a,50b,50c;アンテナユニット
61,62,63,64,71,72,73,74,91,92,93,94;アンテナ線
61a,62a,63a,64a,71a,72a,73a,74a;平面部
61b,62b,63b,64b,71b,72b,73b,74b;立体部
69,79;給電線
80;制御部
81;ユーザーインターフェース
82;記憶部
83;パワースプリッター
84;インピーダンス調整機構
98;屈曲部
113,123;内側アンテナ
113a;第1のアンテナ部
113b;第2のアンテナ部
133;中間アンテナ
G;矩形基板
【特許請求の範囲】
【請求項1】
矩形基板をプラズマ処理するための誘導結合プラズマを誘導結合プラズマ処理装置の処理室内に生成するコイル状のアンテナを有する誘導結合プラズマ用アンテナユニットであって、
前記アンテナは、誘導電界を形成する部分が全体として前記矩形基板に対応する矩形状平面を構成し、かつ、複数のアンテナ線を渦巻状に巻回してなる第1のアンテナ部と第2のアンテナ部とを有し、
前記第1のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの角部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの角部を結合するように設けられ、
前記第2のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの辺の中央部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの辺の中央部を結合するように設けられ、
前記第1のアンテナ部と前記第2のアンテナ部は、それぞれ独立して高周波電力が供給されることを特徴とする誘導結合プラズマ用アンテナユニット。
【請求項2】
前記第1のアンテナ部を構成する前記複数のアンテナ線は、前記角部を形成する第1の平面部と、前記第1の平面部の間の部分となる前記第1の平面部の上方に退避した状態の第1の立体部とを有しており、
前記第2のアンテナ部を構成する前記複数のアンテナ線は、前記辺の中央部を形成する第2の平面部と、前記第2の平面部の間の部分となる前記第2の平面部の上方に退避した状態の第2の立体部とを有していることを特徴とする請求項1に記載の誘導結合プラズマ用アンテナユニット。
【請求項3】
前記第1のアンテナ部および前記第2のアンテナ部は、それぞれにおいて4つのアンテナ線を90°ずつ位置をずらして巻回されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の誘導結合プラズマ用アンテナユニット。
【請求項4】
矩形基板をプラズマ処理するための誘導結合プラズマを誘導結合プラズマ処理装置の処理室内に生成するコイル状の複数のアンテナを有し、前記複数のアンテナは、誘導電界を形成する部分が全体として矩形状平面を構成し、これらアンテナが同心状に配置された誘導結合プラズマ用アンテナユニットであって、
前記複数のアンテナの少なくとも最外周のものは、その矩形状平面が前記矩形基板に対応し、かつ、複数のアンテナ線を渦巻状に巻回してなる第1のアンテナ部と第2のアンテナ部とを有し、
前記第1のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの角部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの角部を結合するように設けられ、
前記第2のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの辺の中央部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの辺の中央部を結合するように設けられ、
前記第1のアンテナ部と前記第2のアンテナ部は、それぞれ独立して高周波電力が供給されることを特徴とする誘導結合プラズマ用アンテナユニット。
【請求項5】
前記複数のアンテナのうち、前記最外周のもの以外のいずれかが、複数のアンテナ線を有し、その一部が所望の部分に配置された誘導電界を形成する部分を構成し、残部が誘導電界を形成しない退避部である構成を有していることを特徴とする請求項4に記載の誘導結合プラズマ用アンテナユニット。
【請求項6】
矩形基板を収容してプラズマ処理を施す処理室と、
前記処理室内で矩形基板が載置される載置台と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室内に矩形基板をプラズマ処理するための誘導結合プラズマを生成するコイル状のアンテナを有する誘導結合プラズマ用アンテナユニットと、
前記アンテナに高周波電力を給電する給電機構と
を具備し、
前記アンテナは、誘導電界を形成する部分が全体として前記矩形基板に対応する矩形状平面を構成し、かつ、複数のアンテナ線を渦巻状に巻回してなる第1のアンテナ部と第2のアンテナ部とを有し、
前記第1のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの角部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの角部を結合するように設けられ、
前記第2のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの辺の中央部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの辺の中央部を結合するように設けられ、
前記給電機構は、前記第1のアンテナ部と前記第2のアンテナ部に、それぞれ独立して高周波電力を供給することを特徴とする誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項7】
矩形基板を収容してプラズマ処理を施す処理室と、
前記処理室内で矩形基板が載置される載置台と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室内に矩形基板をプラズマ処理するための誘導結合プラズマを生成するコイル状の複数のアンテナを有する誘導結合プラズマ用アンテナユニットと、
前記アンテナに高周波電力を給電する給電機構と
を具備し、
前記複数のアンテナは、誘導電界を形成する部分が全体として矩形状平面を構成し、これらアンテナが同心状に配置され、前記複数のアンテナの少なくとも最外周のものは、その矩形状平面が前記矩形基板に対応し、かつ、複数のアンテナ線を渦巻状に巻回してなる第1のアンテナ部と第2のアンテナ部とを有し、
前記第1のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの角部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの角部を結合するように設けられ、
前記第2のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの辺の中央部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの辺の中央部を結合するように設けられ、
前記給電機構は、前記第1のアンテナ部と前記第2のアンテナ部に、それぞれ独立して高周波電力を供給することを特徴とする誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項8】
前記第1のアンテナ部に流れる電流値と、前記第2のアンテナ部に流れる電流値とを制御する制御部をさらに有することを特徴とする請求項6または請求項7に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項1】
矩形基板をプラズマ処理するための誘導結合プラズマを誘導結合プラズマ処理装置の処理室内に生成するコイル状のアンテナを有する誘導結合プラズマ用アンテナユニットであって、
前記アンテナは、誘導電界を形成する部分が全体として前記矩形基板に対応する矩形状平面を構成し、かつ、複数のアンテナ線を渦巻状に巻回してなる第1のアンテナ部と第2のアンテナ部とを有し、
前記第1のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの角部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの角部を結合するように設けられ、
前記第2のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの辺の中央部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの辺の中央部を結合するように設けられ、
前記第1のアンテナ部と前記第2のアンテナ部は、それぞれ独立して高周波電力が供給されることを特徴とする誘導結合プラズマ用アンテナユニット。
【請求項2】
前記第1のアンテナ部を構成する前記複数のアンテナ線は、前記角部を形成する第1の平面部と、前記第1の平面部の間の部分となる前記第1の平面部の上方に退避した状態の第1の立体部とを有しており、
前記第2のアンテナ部を構成する前記複数のアンテナ線は、前記辺の中央部を形成する第2の平面部と、前記第2の平面部の間の部分となる前記第2の平面部の上方に退避した状態の第2の立体部とを有していることを特徴とする請求項1に記載の誘導結合プラズマ用アンテナユニット。
【請求項3】
前記第1のアンテナ部および前記第2のアンテナ部は、それぞれにおいて4つのアンテナ線を90°ずつ位置をずらして巻回されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の誘導結合プラズマ用アンテナユニット。
【請求項4】
矩形基板をプラズマ処理するための誘導結合プラズマを誘導結合プラズマ処理装置の処理室内に生成するコイル状の複数のアンテナを有し、前記複数のアンテナは、誘導電界を形成する部分が全体として矩形状平面を構成し、これらアンテナが同心状に配置された誘導結合プラズマ用アンテナユニットであって、
前記複数のアンテナの少なくとも最外周のものは、その矩形状平面が前記矩形基板に対応し、かつ、複数のアンテナ線を渦巻状に巻回してなる第1のアンテナ部と第2のアンテナ部とを有し、
前記第1のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの角部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの角部を結合するように設けられ、
前記第2のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの辺の中央部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの辺の中央部を結合するように設けられ、
前記第1のアンテナ部と前記第2のアンテナ部は、それぞれ独立して高周波電力が供給されることを特徴とする誘導結合プラズマ用アンテナユニット。
【請求項5】
前記複数のアンテナのうち、前記最外周のもの以外のいずれかが、複数のアンテナ線を有し、その一部が所望の部分に配置された誘導電界を形成する部分を構成し、残部が誘導電界を形成しない退避部である構成を有していることを特徴とする請求項4に記載の誘導結合プラズマ用アンテナユニット。
【請求項6】
矩形基板を収容してプラズマ処理を施す処理室と、
前記処理室内で矩形基板が載置される載置台と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室内に矩形基板をプラズマ処理するための誘導結合プラズマを生成するコイル状のアンテナを有する誘導結合プラズマ用アンテナユニットと、
前記アンテナに高周波電力を給電する給電機構と
を具備し、
前記アンテナは、誘導電界を形成する部分が全体として前記矩形基板に対応する矩形状平面を構成し、かつ、複数のアンテナ線を渦巻状に巻回してなる第1のアンテナ部と第2のアンテナ部とを有し、
前記第1のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの角部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの角部を結合するように設けられ、
前記第2のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの辺の中央部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの辺の中央部を結合するように設けられ、
前記給電機構は、前記第1のアンテナ部と前記第2のアンテナ部に、それぞれ独立して高周波電力を供給することを特徴とする誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項7】
矩形基板を収容してプラズマ処理を施す処理室と、
前記処理室内で矩形基板が載置される載置台と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室内に矩形基板をプラズマ処理するための誘導結合プラズマを生成するコイル状の複数のアンテナを有する誘導結合プラズマ用アンテナユニットと、
前記アンテナに高周波電力を給電する給電機構と
を具備し、
前記複数のアンテナは、誘導電界を形成する部分が全体として矩形状平面を構成し、これらアンテナが同心状に配置され、前記複数のアンテナの少なくとも最外周のものは、その矩形状平面が前記矩形基板に対応し、かつ、複数のアンテナ線を渦巻状に巻回してなる第1のアンテナ部と第2のアンテナ部とを有し、
前記第1のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの角部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの角部を結合するように設けられ、
前記第2のアンテナ部の複数のアンテナ線は、前記矩形状平面の4つの辺の中央部を形成するとともに、前記矩形状平面とは異なる位置において、前記4つの辺の中央部を結合するように設けられ、
前記給電機構は、前記第1のアンテナ部と前記第2のアンテナ部に、それぞれ独立して高周波電力を供給することを特徴とする誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項8】
前記第1のアンテナ部に流れる電流値と、前記第2のアンテナ部に流れる電流値とを制御する制御部をさらに有することを特徴とする請求項6または請求項7に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2012−256660(P2012−256660A)
【公開日】平成24年12月27日(2012.12.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−127896(P2011−127896)
【出願日】平成23年6月8日(2011.6.8)
【出願人】(000219967)東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年12月27日(2012.12.27)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年6月8日(2011.6.8)
【出願人】(000219967)東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Fターム(参考)】
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