等離子體處理裝置和等離子體分布調整方法

等離子體處理裝置和等離子體分布調整方法
【專利摘要】本發明提供一種能夠抑制由等離子體導致的金屬窗的濺射削落并且能夠進行等離子體的強度的分布調整的感應耦合型的等離子體處理裝置。該對基板(G)進行等離子體處理的等離子體處理裝置(100)包括：在等離子體生成區域內產生感應耦合等離子體的高頻天線(11)；和配置在等離子體生成區域與高頻天線(11)之間，與主體容器絕緣的金屬窗(3)。金屬窗(3)具有利用絕緣體相互絕緣的多個金屬窗(30a～30d)，使這些金屬窗(30a～30d)各自通過一個接地點接地。
【專利說明】等離子體處理裝置和等離子體分布調整方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及對液晶顯示裝置等的平板顯示器(FPD:flat panel display)所使用的玻璃基板等基板實施等離子體處理的感應耦合型的等離子體處理裝置和該等離子體處理裝置中的等離子體分布調整方法。

【背景技術】
[0002]在液晶顯示裝置等的制造工序中，為了對玻璃基板實施規定的處理，使用等離子體刻蝕裝置、等離子體CVD成膜裝置等各種等離子體處理裝置。作為這種等離子體處理裝置，具有能夠獲得高密度的等離子體的感應稱合等離子體(Inductively Coupled Plasma ；ICP)處理裝置。
[0003]感應耦合等離子體處理裝置利用電介質窗分隔收納被處理基板的處理室和配置在該處理室的上方的天線室，在天線室配置高頻天線，對處理室內供給處理氣體并且對高頻天線供給高頻電力，由此在處理室內產生感應耦合等離子體，利用所產生的感應耦合等離子體對被處理基板實施規定的等離子體處理。
[0004]此處，近來，被處理基板的尺寸正在大型化，例如列舉IXD用的矩形形狀玻璃基板為例時,短邊X長邊的長度從約1500_X約1800_的尺寸增大到約2200_X約2400_的尺寸，進而增大到約2800mmX約3000mm的尺寸，其大型化很顯著。如上述方式被處理基板等大型化時，處理室和天線室需要進行大型化，隨之需要使電介質窗大型化。為了應對這種需求，提出了使用由非磁性金屬材料構成的金屬窗替代電介質窗來增加強度，由此應對被處理基板的大型化的技術。
[0005]該技術具有與使用下述電介質窗的情況不同的機制，該電介質窗中，由流過高頻天線的電流在金屬窗的上表面產生渦電流，該渦電流成為通過金屬窗側面和下表面回到上表面的環電流，由流經金屬窗的下表面的電流在處理室內形成感應電場(例如參照專利文獻I)。
[0006]現有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開2011-29584號公報


【發明內容】

[0009]發明想要解決的技術問題
[0010]然而，基于上述現有技術的應對方案中存在如下的問題:由于在金屬窗中產生的電位而使得金屬窗被由等離子體進行的濺射削落，導致使用壽命變短。另外，僅通過金屬窗的形狀設計不容易改善每一個金屬窗中產生的渦電流的強度的分布，需要能夠調整等離子體的強度分布的技術。
[0011]本發明的目的在于，提供一種能夠抑制由等離子體導致的金屬窗的濺射削落并且能夠實現等離子體的強度的分布調整的感應耦合型的等離子體處理裝置和基于該等離子體處理裝置的等離子體分布調整方法。
[0012]用于解決技術問題的技術方案
[0013]為了解決上述技術問題，本發明的第一方面的等離子體處理裝置其用于對基板進行等離子體處理，上述等離子體處理裝置的特征在于，包括:用于在等離子體生成區域內產生感應耦合等離子體的高頻天線；和配置在上述等離子體生成區域與上述高頻天線之間，與主體容器絕緣的金屬窗，其中，上述金屬窗由利用絕緣體相互絕緣的多個金屬窗構成，上述多個金屬窗分別通過一個接地點接地。
[0014]第二方面的等離子體處理裝置，其特征在于:在第一方面的等離子體處理裝置中，上述一個接地點設置于上述多個金屬窗各自的外周側或內周側的邊的大致中央。
[0015]第三方面的等離子體處理裝置，其特征在于:在第一方面或第二方面的等離子體處理裝置中，上述一個接地點經由電阻接地。
[0016]第四方面的等離子體處理裝置，其特征在于:在第一方面至第三方面中的任一方面的等離子體處理裝置中，具有容器，其中，由上述多個金屬窗構成的金屬窗分隔配置上述高頻天線的天線室和包含上述等離子體生成區域的處理室，上述一個接地點通過與上述天線室的側壁連接而接地。
[0017]第五方面的等離子體處理裝置，其特征在于:在第一方面至第四方面中的任一方面的等離子體處理裝置中，上述多個金屬窗中的至少一個金屬窗還通過另一個接地點接地，由此通過兩個接地點接地。
[0018]第六方面的等離子體處理裝置，其特征在于:在第五方面的等離子體處理裝置中，上述多個金屬窗與具有矩形形狀的上述基板對應地配置，上述兩個接地點設置于上述多個金屬窗中在與上述基板的長邊對應的位置設置的金屬窗。
[0019]第七方面的等離子體處理裝置，其特征在于:在第五方面或第六方面的等離子體處理裝置中，上述兩個接地點設置于上述多個金屬窗中的各個金屬窗的、不設置上述兩個接地點時流過相對較多的渦電流的區域。
[0020]第八方面的等離子體處理裝置，其特征在于:在第一方面至第三方面中的任一方面的等離子體處理裝置中，上述多個金屬窗中相鄰的兩個金屬窗經由電容器連接，并且分別設置于上述兩個金屬窗的上述一個接地點被電連接而形成有電流環電路。
[0021]第九方面的等離子體處理裝置，其特征在于:在第八方面的等離子體處理裝置中，上述電容器的電容被調整為使得上述電流環電路的電抗成為負性。
[0022]第十方面的等離子體處理裝置，其特征在于:在第八方面或第九方面的等離子體處理裝置中，上述電容器連接到上述多個金屬窗中、在與上述基板的角部對應的位置設置的金屬窗的與上述角部對應的位置。
[0023]第十一方面的等離子體處理裝置，其特征在于:在第八方面至第十方面中的任一方面的等離子體處理裝置中，具有容器，其中，由上述多個金屬窗構成的金屬窗分隔配置上述高頻天線的天線室和包含上述等離子體生成區域的處理室，上述一個接地點與上述天線室的頂壁連接。
[0024]為了解決上述技術問題，本發明的第十二方面是等離子體處理裝置的等離子體分布調整方法，其特征在于:上述等離子體處理裝置通過由與主體容器絕緣且利用絕緣體相互絕緣的多個金屬窗構成的金屬窗將等離子體生成區域和高頻天線隔離，并通過使高頻電流流過上述高頻天線，在上述等離子體生成區域產生感應耦合等離子體，對基板進行等離子體處理，在上述等離子體分布調整方法中，將上述多個金屬窗分別通過一個接地點接地。
[0025]第十三方面的等離子體分布調整方法，其特征在于:在第十二方面的等離子體分布調整方法中，上述多個金屬窗中至少一個金屬窗還通過另一個接地點接地，由此通過兩個接地點接地。
[0026]第十四方面的等離子體分布調整方法，其特征在于:在第十三方面的等離子體分布調整方法中，通過調整上述兩個接地點的間隔來調整在上述一個金屬窗的上述兩個接地點之間流過的電流。
[0027]第十五方面的等離子體分布調整方法，其特征在于:在第十四方面的等離子體分布調整方法中，將上述多個金屬窗中相鄰的兩個金屬窗經由電容器連接，并且將分別設置于上述兩個金屬窗的接地點電連接而形成電流環電路。
[0028]第十六方面的等離子體分布調整方法，其特征在于:在第十五方面的等離子體分布調整方法中，對上述電容器的電容進行調整，使得上述電流環電路的電抗成為負性。
[0029]發明效果
[0030]根據本發明，由多個金屬窗構成在高頻天線和等離子體生成區域之間配置的金屬窗，使各金屬窗通過一點接地(GND連接)。由此，在不降低源效率的狀態下生成等離子體，并且能夠降低金屬窗的窗電位，因此能夠抑制由等離子體導致的金屬窗的濺射削落。這也意味著能夠調整等離子體的強度。另外，通過使金屬窗通過兩個接地點接地，能夠調整在金屬窗的下表面流過的渦電流的大小，由此能夠調整與兩個接地點對應的等離子體生成區域中的等離子體的強度。另外，通過將相鄰的兩個金屬窗經由電容器連接并形成電流環電路，能夠增大在電容器的連接位置間流過的渦電流，能夠增強對應的等離子體生成區域中的等離子體。
[0031]如上所述，根據本發明，能夠控制等離子體的強度的分布，由此能夠實現對基板的等離子體處理的均勻化。這種效果特別是在對一邊的長度超過Im的基板進行等離子體處理的情況下尤其顯著。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1是表示本發明的實施方式的感應耦合型等離子體處理裝置的概略結構的截面圖。
[0033]圖2是圖1的等離子體處理裝置所具備的金屬窗的概略平面圖。
[0034]圖3是說明圖1的等離子體處理裝置中的等離子體生成原理的示意圖。
[0035]圖4(a)、(b)是表示圖1的等離子體處理裝置中的金屬窗和GND連接部件的第一和第二連接例的平面圖。
[0036]圖5是對使圖4(a)的金屬窗為浮置狀態產生了等離子體時的電子密度分布和將金屬窗的角部GND連接產生了等離子體時的電子密度分布進行比較而表示的圖。
[0037]圖6是表示使圖4(a)的金屬窗為浮置狀態產生了等離子體時的等價電路和將金屬窗的角部GND連接產生了等離子體時的等價電路比較表示的圖。
[0038]圖7是在使圖4(b)的金屬窗為電浮置狀態的情況和GND連接的情況下示意性地表不圖4(b)的金屬窗中設定的A點和B點間的電位(零電位)分布的圖。
[0039]圖8是表示圖1的等離子體處理裝置中的金屬窗和GND連接部件的第三和第四連接例的平面圖。
[0040]圖9是表示與圖8的第三和第四連接例對應的等價電路的圖。
[0041]圖10是表示圖1的等離子體處理裝置中的金屬窗和GND連接部件的第五連接例的平面圖。
[0042]圖11是表示與圖10的第五連接例對應的等價電路的圖。
[0043]圖12是表示對圖8所示的長度軸上的電場強度比的分布進行仿真的結果的圖。
[0044]圖13是表示對圖10所示的長度軸上的電場強度比的分布進行仿真的結構的圖。
[0045]附圖標記說明
[0046]I主體容器
[0047]3金屬窗
[0048]4天線室
[0049]4a (天線室的)側壁
[0050]4b (天線室的)頂壁
[0051]5處理室
[0052]11高頻天線
[0053]28絕緣體
[0054]30a ?30f、30s ?30v 金屬窗
[0055]50 GND連接部件
[0056]55電容可變電容器
[0057]100等離子體處理裝置
[0058]G 基板

【具體實施方式】
[0059]下面，參照附圖，對本發明的實施方式進行詳細說明。
[0060]圖1是表示本發明的實施方式的感應耦合型的等離子體處理裝置100的概略結構的截面圖。等離子體處理裝置100能夠用于例如平板顯示器(FPD)用玻璃基板上形成薄膜晶體管時的金屬膜、ITO膜、氧化膜等的蝕刻、抗蝕劑膜的灰化處理等等離子體處理。其中，作為FPD，能夠列舉液晶顯示器、場致發光顯示器、等離子體顯示器等。此外，等離子體處理裝置100不限于FPD用玻璃基板，也能夠用于對太陽能電池板用玻璃基板在其制造過程中實施的各種等離子體處理。
[0061]等離子體處理裝置100具有由導電性材料例如通過陽極氧化處理在內壁面形成有氧化鋁覆膜的鋁構成的方筒形狀的氣密的主體容器I。主體容器I利用接地線2接地(下面記作“GND連接”)。主體容器I的內部被金屬窗3劃分為上方的天線室4和下方的處理室5。
[0062]圖2是金屬窗3的概略平面圖。圖1的金屬窗3表示圖2的向示A-A端面。金屬窗3由以在主體容器I中的天線室4的側壁4a與處理室5的側壁5a之間向主體容器I的內側突出的方式設置的支承架6和支承梁7、以及隔著絕緣體28載置于支承架6和支承梁28的四個金屬窗30a?30d構成。
[0063]作為處理室5的頂壁的金屬窗3的大部分被多個金屬窗30a?30d占據。金屬窗30a?30d例如使用非磁性金屬，例如能夠使用鋁或鋁合金。另外，在由鋁或鋁合金構成金屬窗30a?30d的情況下，為了提高耐蝕性，優選至少在處理室5側的面(下表面)形成陽極氧化膜或陶瓷溶射膜、或者陶瓷制或石英制的蓋。
[0064]金屬窗30a?30d分別通過窗內的一個或兩個接地點與由銅板等良導電性材料構成的GND連接部件50電連接，該GND連接部件50的另一端與主體容器I中的天線室4的側壁4a電連接。側壁4a是主體容器I的一部分，因此金屬窗30a?30d經由GND連接部件50、側壁4a和接地線2被GND連接。關于經由GND連接部件50的金屬窗30a?30d與側壁4a (主體容器I)的連接方式在后面詳細進行說明。
[0065]支承架6和支承梁7由導電性材料例如鋁等非磁性金屬構成，并與主體容器I電連接。絕緣體28是電絕緣體，例如使用陶瓷、石英、聚四氟乙烯(PTFE)等。在等離子體處理裝置100中，支承梁7兼做處理氣體供給用的噴淋框體，在支承梁7的內部形成有與被處理基板G(以下記作“基板G”)的被處理面平行地延伸的氣體流路8。在氣體流路8形成有向處理室5內噴出處理氣體的多個氣體排出孔8a，從處理氣體供給機構9經由氣體供給管10供給至氣體流路8的處理氣體從排出孔8a向處理室5的內部排出。此外，當使金屬窗30a?30d構成為噴淋頭時,也能夠從金屬窗30a?30d供給處理氣體。
[0066]在形成于金屬窗3的上側的天線室4，以面向金屬窗30a?30d的方式配置有高頻天線11。高頻天線11配置成通過由絕緣部件構成的間隙子12與金屬窗30a?30d隔開固定間隔。在等離子處理期間，從第一高頻電源13經由匹配器14和供電部件15對高頻天線11供給感應電場形成用的高頻電力。高頻電力的頻率例如為13.56MHz。高頻電力被供給至高頻天線11，由此在金屬窗30a?30d中感應產生潤電流，由該潤電流在處理室5內的等離子體生成區域形成感應電場。然后，由所形成的感應電場，使從氣體排出孔8a供給的處理氣體在處理室5內的等離子體生成區域等離子體化。此外，關于金屬窗30a?30d的渦電流的感應與等離子體生成的關系，在后面參照圖3進行描述。
[0067]在處理室5中，以與金屬窗30a?30d相對的方式載置基板G的載置臺16以通過絕緣部件17與主體容器I電絕緣的狀態配置。載置臺16由導電性材料例如鋁構成，其表面已被陽極氧化處理。在載置臺16設置有未圖示的靜電吸盤，基板G由靜電吸盤吸附保持于載置臺16。
[0068]載置臺16經由匹配器19和供電線20與第二高頻電源18連接，在執行等離子體處理時，對載置臺16施加偏置用的例如3.2MHz的頻率的高頻電力。由此，能夠將在處理室5內生成的等離子體中的離子有效地引入至基板G。
[0069]另外，雖未圖示，但在載置臺16的內部設置有用于控制基板G的溫度的由陶瓷加熱器等加熱單元、制冷劑流路等構成的溫度控制機構和溫度傳感器等。另外，基板G的支承單元不限定于載置臺16，在不需要偏置用高頻電力的供給、溫度調節機構的情況下，也可以利用從下部或側部突出的銷或棒狀部件支承基板G，或者也可以利用搬送機構的拾取器等進行支承。
[0070]在處理室5的側壁5a設置有用于向處理室5的內部搬入或從處理室5的內部搬出基板G的搬入搬出口 21，搬入搬出口 21通過門閥22開閉。另外，在處理室5的底壁5b設置有對處理室5的內部進行排氣的排氣口 23，排氣口 23與包含真空泵等的排氣裝置24連接。利用排氣裝置24對處理室5的內部排氣，在執行等離子體處理時，處理室5的內部的壓力被設定、維持在規定的真空氣氛(例如1.33Pa)下。
[0071]等離子體處理裝置100的動作控制由包含計算機的控制部25進行，控制部25與用戶接口 26和存儲部27連接。用戶接口 26包括工序管理者進行用于管理等離子體處理裝置100的命令輸入操作等的鍵盤、將等離子體處理裝置100的運行狀況可視化地顯示的顯示器等。在存儲部27中保存有在控制部25的控制下實現由等離子體處理裝置100執行的各種處理的控制程序、用于根據處理條件使等離子體處理裝置100的各部執行處理(動作)的程序(處理方案)。控制部25按照來自用戶接口 26的指示等從存儲部27調用規定的處理方案，執行按照處理方案的處理，由此進行等離子體處理。
[0072]圖3是說明等離子體處理裝置100的等離子體生成原理的示意圖。圖3(a)簡略地表示與圖1同樣的側視時的高頻天線11、金屬窗30a和等離子體生成區域，圖3(b)表示與圖3(a)對應的等價電路。另外，此處，金屬窗30a視為處于電浮置狀態。
[0073]在等離子體處理裝置100中，當高頻電流Ikf流過高頻天線11時，在金屬窗30a的上表面(高頻天線11側表面)產生渦電流Ι.ρ。金屬窗30a與支承架6、支承梁7和主體容器I絕緣，因此流過金屬窗30a的上表面的渦電流Iuxff不流過支承架6、支承梁7或主體容器I，而在流向金屬窗30a的一方的側面后,流向金屬窗30a的下表面(處理室5側的表面)，進一步流過金屬窗30a的另一方的側面，回到金屬窗30a的上表面。這樣，生成從金屬窗30a的上表面環流到下表面的渦電流Ι.Ρ。由該渦電流Iuxjp中、流過金屬窗30a的下表面的電流，在處理室5內的等離子體生成區域形成感應電場E。這樣，在處理室5內形成感應電場E，由此處理室5的內部的氣體被激發，在處理室5內的等離子體生成區域生成等離子體。
[0074]此外，在圖3(b)中，1^和Ra分別為高頻天線11的電感和電阻，Lmi和Lm2分別為金屬窗30a的上表面側的電感和下表面側的電感，IP、LP和Rp分別為等離子體的電流、電感和電阻。
[0075]圖4是表示金屬窗和GND連接部件50的第一和第二連接例的平面圖。這兩個第一和第二連接例均在GND連接部件50通過一個接地點與一個金屬窗連接這一點上相同，而金屬窗的形狀和/或數量不同。另外，在圖4(a)、(b)中，以矩形簡化地表示高頻天線11，但高頻天線11實際上以構成圖3(b)所示的電路的方式例如配置為渦旋狀等。
[0076]在圖4(a)所示的第一連接例中，金屬窗包括具有正方形的平面形狀的四個金屬窗30a?30d(支承架6的外形也是正方形)，在金屬窗30a?30d各自的作為外周側的中央部的角部(構成外周的兩個邊的交點附近)設置有GND連接部件50的連接位置(以下稱為“GND連接位置”)。金屬窗30a?30d的形狀，能夠根據基板G的形狀，適當變更為例如長方形等。
[0077]圖5是將對使圖4(a)的金屬窗30a?30d為電浮置狀態(不連接GND連接部件50)產生了等離子體時的電子密度分布進行測量而得到的結果(圖5中的“金屬窗浮置”)和對將金屬窗30a?30d的角部與GND連接部件50連接產生了等離子體時的電子密度分布進行測量而得到的結果(圖5中的“金屬窗一點GND連接”)比較表示的圖。
[0078]其中，在處理室5的壓力為20mTorr、源功率為5kW的等離子體產生條件下，對處理氣體使用氧氣(O2)產生的等離子體的電子密度進行了測量。另外，圖5的橫軸的點Α、0、Β與圖4(a)中用黑三角(▲)表示的點Α、0、Β對應。
[0079]根據圖5顯而易見，即使在分別對金屬窗30a?30d利用GND連接部件50進行了一點GND連接的情況(第一連接例)下，與使金屬窗30a?30d為電浮置狀態的情況相比，也幾乎不發生等離子體的電子密度的下降、即能夠源效率幾乎不變地感應產生等離子體。若用等價電路表示這一點，則如圖6所示。
[0080]圖6(a)是表示使圖4(a)的金屬窗30a為電浮置狀態產生了等離子體時的等價電路的圖，圖6(b)是表示將金屬窗30a和GND連接部件50連接產生了等離子體時的等價電路的圖。另外，圖6(a)、(b)均以與圖3(b)相同的方式描繪。另外，在圖6中，為了方便起見，將金屬窗30a的上表面側的電感在相對的兩側面的中間分為電感分量LMla、LMlb,與此對應地，將金屬窗30a的下表面側的電感分為兩個電感分量Lm2e^ Lltl2b進行表不。
[0081]圖6(a)實際上與圖3(b)相同。圖5的結果顯示，在圖6中對金屬窗30a的利用GND連接部件50進行的一點GND連接不會對從金屬窗30a的上表面側環流到下表面側的渦電流帶來影響，因此能夠認為，金屬窗30a處于浮置狀態時流過金屬窗30a的下表面的渦電流Iump(Flmt)的大小與金屬窗30a處于一點GND連接狀態時產生的渦電流Iump(Cmi)的大小相等。
[0082]圖4(b)的第二連接例所示的金屬窗具有與圖2所示的金屬窗3相同的金屬窗30a?30d，在金屬窗30a?30d各自的外周側的中央部設置有GND連接部件50的連接位置(GND連接位置)。此外，圖4(b)中，省略了 GND連接部件50的圖示，用黑圓點(.)表示在金屬窗30a?30d中與GND連接部件50連接的GND連接位置。
[0083]圖7是針對使金屬窗30b為電浮置狀態的情況和將金屬窗30b —點GND連接的情況，不意性地表不設定于圖4(b)的金屬窗30b的用黑三角(▲)表不的A點和B點間(外周側的端部間)的電位(窗電位)的分布的圖。
[0084]當在金屬窗30b的A點/B點間流過渦電流時，金屬窗30b的感抗和容抗導致產生電位差，當A點為低電位時，產生在B點處達到高電位的電位梯度，在低電位點大致為0V。與此相對，在金屬窗30b的A點/B點間的大致中央進行了 GND連接的情況下，在A點與B點之間雖然產生同樣的電位梯度，但是窗電位整體地下降，使得在GND連接位置成為GND電位(OV)。因此，當在A點/B點間的大致中央將金屬窗30b —點GND連接時，與使金屬窗30b為浮置狀態的情況相比，能夠減小金屬窗30b的窗電位的絕對值，由此，能夠抑制由等離子體導致的金屬窗30b的濺射削落的發生。
[0085]此外，圖4(b)的使金屬窗30a?30d的窗電位整體地降低的效果在圖4(a)的金屬窗30a?30d中也能同樣獲得。進行一點GND連接的GND連接位置優選設定于能夠更顯著地得到使金屬窗30a?30d的窗電位整體地降低的效果的位置。例如，優選在金屬窗中成為最小電位的點與成為最大電位的點的中央部設定GND連接位置，在圖4(a)、(b)中，將GND連接位置設置于各金屬窗的外周側的中央附近就是基于這樣的原因。另一方面，例如在圖4(b)的A點設定GND連接位置的情況下，不能充分享受窗電位下降的效果。
[0086]但是，GND連接位置實際上受到高頻天線11的配置的影響。即，要求在不對高頻天線11的配置造成障礙的區域中，在能夠得到窗電位下降的效果的區域設置GND連接位置。例如，可以在各金屬窗的內周側的邊的中央附近設置GND連接位置，也可以作為一例在圖4(b)的情況下,在金屬窗30a?30d中與圖不的GND連接位置相對的頂點附近(金屬窗的中央附近)設置GND連接位置。
[0087]圖8是表示金屬窗和GND連接部件50的第三和第四連接例的平面圖，此處列舉與圖2(b)和圖4(b)相同的金屬窗30a?30d。第三和第四連接例在GND連接部件50通過兩個接地點與配置在金屬窗3的長邊側的金屬窗30b、30d連接(兩點GND連接)這一點上相同，但是在兩點的GND連接位置的間隔不同這一點上相異。GND連接部件50，在第三連接例中在GND連接位置C、D與金屬窗30b的表面連接，在第四連接例中在GND連接位置A、B與金屬窗30b的表面連接。
[0088]圖9(a)、(b)是分別表不金屬窗30b的與圖8(a)、(b)的第三和第四連接例對應的等價電路的圖。圖9中，Lmal是A點-C點間的電感分量，Lmbl是D點-B點間的電感分量，Lm1c1是C點-D點間的電感分量。圖9 (b)所示的電感分量LMla、Lmb等以圖6為準。
[0089]如圖9(a)所不,在第三連接例中，在金屬窗30b的上表面產生的潤電流Iuxff的一部分流向由GND連接部件50形成的電路，由此向金屬窗30b的下表面循環的渦電流Iuxff減小。其結果是，感應電場的強度減弱，等離子體電流Ip減小。在第四連接例中，在金屬窗30b的上表面產生的渦電流Iuxff的絕大部分流向由GND連接部件50形成的電路，由此向金屬窗30b的下表面循環的渦電流Iuxff消失或變得極小。其結果是，不產生感應電場，也不產生等離子體。
[0090]這樣，通過調整進行兩點GND連接時的GND連接位置間的距離，能夠調整環繞到金屬窗的下表面的渦電流Iuxff的大小，通過利用這一點，能夠改善或調整感應電場的強度分布。S卩，在使金屬窗30b為電浮置狀態時，在金屬窗30b的上表面流過相對較大的渦電流Iloop的部分設置兩點的GND連接位置，由此能夠減小從金屬窗30b的上表面側環繞到下表面側的渦電流Iuxff的大小，減弱對應的感應電場的強度，而且能夠減小等離子體電流Ip的大小。這樣，能夠進行調整，使得提高等離子體的強度的均勻性(電子密度的均勻性)或者生成具有所期望的強度分布的等離子體。
[0091]另外，在進行金屬窗的兩點GND連接的情況下，與進行金屬窗的一點GND連接的情況一樣，能夠得到降低金屬窗的窗電位的效果。
[0092]圖10是表示金屬窗和GND連接部件50的第五連接例的平面圖，此處列舉與圖4(c)相同的金屬窗。圖11是表示與第五連接例對應的等價電路的圖。在第五連接例中采用如下結構:將位于金屬窗的角部的金屬窗30e、30f(對等價的金屬窗標注相同的附圖標記)的外周測的角部用電容可變電容器55連接，并且使金屬窗30e、30f與天線室4的頂壁4b連接，由此形成電流環電路。
[0093]此外，對于除了金屬窗30e、30f以外的金屬窗(省略附圖標記)而言，與第一和第二連接例一樣，實施了利用GND連接部件50進行的一點GND連接。另外，用于形成包含電容可變電容器55的電流環電路的金屬窗30e、30f間的電連接不限定于利用頂壁4b的方式，也可以另行配置使用銅板、鋁板等部件進行。電容可變電容器55的電容調整既可以是工序管理者直接手動進行，也可以是根據通過用戶接口 26的設定命令的輸入，由控制部25執行。
[0094]位于金屬窗的角部的金屬窗30e、30f的角部，從經驗上來說，難以流過渦電流，因此在等離子體生成區域中與金屬窗30e、30f的角部對應的區域，所生成的等離子體的強度減弱。于是，利用電流環電路的阻抗Z被以Z = ω L-1/ω C(co:角頻率，L:電感，C:電容)施加這一點，調整電容可變電容器55的電容器電容，減小阻抗Z，由此使增大渦電流，使流過金屬窗30e、30f的電流增大。由此，能夠增強在等離子體生成區域中與金屬窗30e、30f的角部對應的區域的等離子體。特別是，在阻抗Z為負性且接近零時，較大的渦電流在與高頻天線11相同的方向上流過電容可變電容器55,由此在金屬窗30e、30f的角部的下表面流過的渦電流增大，由此能夠產生大的感應電場。
[0095]另外，在第五連接例中，僅對位于金屬窗的角部的金屬窗30e、30f連接電容可變電容器55而形成有電流環電路，但是其它的金屬窗也可以采用同樣的結構，由此，能夠調整等離子體的強度分布。
[0096]如以上所說明的那樣，根據本發明的實施方式，通過將金屬窗一點GND連接，能夠在不降低源效率的狀態下生成等離子體，并且能夠降低金屬窗的窗電位，因此能夠抑制因等離子體導致的金屬窗的濺射削落。另外，將金屬窗兩點GND連接并在此時調整GND連接位置的距離，由此，能夠調整在金屬窗的下表面流過的渦電流，能夠調整與GND連接位置對應的等離子體生成區域的等離子體的強度。并且，通過形成在金屬窗的角部間經由規定電容的電容器連接而成的電流環電路，能夠增大在金屬窗的角部流過的渦電流，調整與金屬窗的角部對應的等離子體生成區域的等離子體的強度。通過這樣控制等離子體的強度分布，能夠實現對基板G的等離子體處理的均勻化和更加細致的等離子體處理的控制。
[0097]【實施例】
[0098]圖12是表示對圖8所示的長度軸(連結點Α、0、Β的直線)上的電場強度比的分布進行仿真的結果的圖。如圖12所示可知，在一點GND連接中，幾乎觀察不到GND連接位置(Om)的電場強度的下降。當比較兩點GND連接(1/4寬度、兩端)時，能夠確認在GND連接位置的距離較長的“兩端”的情況下，與GND連接位置的距離較短的“ 1/4寬度”的情況相比，GND連接位置間的電場強度的降低更為顯著，這表示在GND連接位置間的距離較長的情況下，在金屬窗30s的下表面側流過的渦電流變小。
[0099]圖13是表示對圖10所示的長度軸(連結點0、B的直線)上的電場強度比的分布進行仿真的結果的圖。如圖13所示可知，通過調整電容可變電容器55的電容，在與金屬窗30e、30f的角部相當的長度軸的附近，與開路的情況相比，電場強度提高。這表示在金屬窗30e、30f的角部，在金屬窗30e、30f的下表面側流過的渦電流增加。
[0100]以上，對本發明的實施方式進行了說明，但本發明并不限于上述的實施方式。例如，在上述的實施方式中，通過由銅板等構成的GND連接部件50將金屬窗和天線室4的側壁4a連接，由此將金屬窗降低至GND。即，使用了低阻抗的GND連接部件50，但是不限于此，也可以采用例如從金屬窗通過固定的電阻降低至GND的結構。這種情況下，作為GND連接部件50能夠使用電阻比銅板大的導電性部件，或者在銅板、鋁板等的金屬部件之間夾有電阻元件而形成的部件等。
[0101]在上述的第五連接例(圖10)中，使用了電容可變電容器55，但比限于此，在不需要變更等離子體的強度分布的情況下等，也可以使用恒定電容的電容器。對高頻天線11供給的高頻電力的頻率并不限于13.56MHz。
[0102]在等離子體處理裝置100中，處理方案既可以存儲在硬盤或半導體存儲器，也可以在收納于CD-ROM、DVD等可移動的存儲介質的狀態下設置于存儲部27。另外，處理方案例如也可以經由專用線路從其它的裝置適當地傳送。
【權利要求】
1.一種等離子體處理裝置，其用于對基板進行等離子體處理，所述等離子體處理裝置的特征在于，包括: 用于在等離子體生成區域內產生感應耦合等離子體的高頻天線；和 配置在所述等離子體生成區域與所述高頻天線之間，與主體容器絕緣的金屬窗，其中， 所述金屬窗由利用絕緣體相互絕緣的多個金屬窗構成， 所述多個金屬窗分別通過一個接地點接地。
2.如權利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于: 所述一個接地點設置于所述多個金屬窗各自的外周側或內周側的邊的大致中央。
3.如權利要求1或2所述的等離子體處理裝置，其特征在于: 所述一個接地點經由電阻接地。
4.如權利要求1至3中任一項所述的等離子體處理裝置，其特征在于: 具有容器，其中，由所述多個金屬窗構成的金屬窗分隔配置所述高頻天線的天線室和包含所述等離子體生成區域的處理室， 所述一個接地點通過與所述天線室的側壁連接而接地。
5.如權利要求1至4中任一項所述的等離子體處理裝置，其特征在于: 所述多個金屬窗中的至少一個金屬窗還通過另一個接地點接地，由此通過兩個接地點接地。
6.如權利要求5所述的等離子體處理裝置，其特征在于: 所述多個金屬窗與具有矩形形狀的所述基板對應地配置， 所述兩個接地點設置于所述多個金屬窗中在與所述基板的長邊對應的位置設置的金屬窗。
7.如權利要求5或6所述的等離子體處理裝置，其特征在于: 所述兩個接地點設置于所述多個金屬窗中的各個金屬窗的、不設置所述兩個接地點時流過相對較多的渦電流的區域。
8.如權利要求1至3中的任一項所述的等離子體處理裝置，其特征在于: 所述多個金屬窗中相鄰的兩個金屬窗經由電容器連接，并且分別設置于所述兩個金屬窗的所述一個接地點被電連接而形成有電流環電路。
9.如權利要求8所述的等離子體處理裝置，其特征在于: 所述電容器的電容被調整為使得所述電流環電路的電抗成為負性。
10.如權利要求8或9所述的等離子體處理裝置，其特征在于: 所述電容器連接到所述多個金屬窗中、在與所述基板的角部對應的位置設置的金屬窗的與所述角部對應的位置。
11.如權利要求8至10中的任一項所述的等離子體處理裝置，其特征在于: 具有容器，其中，由所述多個金屬窗構成的金屬窗分隔配置所述高頻天線的天線室和包含所述等離子體生成區域的處理室， 所述一個接地點與所述天線室的頂壁連接。
12.—種等離子體處理裝置的等離子體分布調整方法，其特征在于: 所述等離子體處理裝置通過由與主體容器絕緣且利用絕緣體相互絕緣的多個金屬窗構成的金屬窗將等離子體生成區域和高頻天線隔離，并通過使高頻電流流過所述高頻天線，在所述等離子體生成區域產生感應耦合等離子體，對基板進行等離子體處理， 在所述等離子體分布調整方法中，將所述多個金屬窗分別通過一個接地點接地。
13.如權利要求12所述的等離子體分布調整方法，其特征在于: 所述多個金屬窗中至少一個金屬窗還通過另一個接地點接地，由此通過兩個接地點接地。
14.如權利要求13所述的等離子體分布調整方法，其特征在于: 通過調整所述兩個接地點的間隔來調整在所述一個金屬窗的所述兩個接地點之間流過的電流。
15.如權利要求12所述的等離子體分布調整方法，其特征在于: 將所述多個金屬窗中相鄰的兩個金屬窗經由電容器連接，并且將分別設置于所述兩個金屬窗的接地點電連接而形成電流環電路。
16.如權利要求15所述的等離子體分布調整方法，其特征在于: 對所述電容器的電容進行調整，使得所述電流環電路的電抗成為負性。
【文檔編號】H01J37/32GK104282520SQ201410319167
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月4日 優先權日:2013年7月4日
【發明者】佐佐木和男, 齊藤均, 山澤陽平, 古屋敦城, 內藤啟 申請人:東京毅力科創株式會社