專利名稱：電感耦合等離子用天線單元以及電感耦合等離子處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在對平板顯示器(FPD :Flat Panel Display)制造用的玻璃基板等矩形基板實(shí)施電感耦合等離子處理時(shí)所使用的電感耦合等離子用天線單元、以及使用了該電感耦合等離子用天線單元的電感耦合等離子處理裝置。
背景技術(shù)：
在液晶顯示器(IXD :Liquid Crystal Display)等的平板顯示器(FPD)制造エ序中，存在對玻璃制的矩形基板進(jìn)行等離子蝕刻、成膜處理等的等離子處理的ェ序，為了進(jìn)行這樣的等離子處理而使用等離子蝕刻裝置、等離子CVD (Chemical Vapor Deposition :化學(xué)氣相沉積)成膜裝置等各種等離子處理裝置。以往，大多使用電容耦合等離子處理裝置作為等離子處理裝置，但是，近年來，具有能夠得到高真空度且高密度的等離子這樣的優(yōu)點(diǎn)的電感稱合等離子(Inductively Coupled Plasma :ICP)處理裝置受到關(guān)注。
電感耦合等離子處理裝置，在構(gòu)成對被處理基板進(jìn)行收容的處理容器的頂壁的電介質(zhì)窗的上側(cè)配置高頻天線，向處理容器內(nèi)供給處理氣體的同時(shí)向該高頻天線供給高頻電力，從而使處理容器內(nèi)產(chǎn)生電感耦合等離子，并利用該電感耦合等離子對被處理基板實(shí)施規(guī)定的等離子處理。作為高頻天線，大多使用形成平面狀的規(guī)定圖案的平面線圈天線。在使用了平面線圈天線的電感耦合等離子處理裝置中，在處理容器內(nèi)的、平面天線正下方的空間生成等離子，但是，由于此時(shí)與天線正下方的各位置的電場強(qiáng)度成比例地具有等離子密度高的區(qū)域和等離子密度低的區(qū)域的分布，所以平面天線的圖案形狀成為決定等離子密度分布的重要因素。在對用于制造FPD的矩形基板實(shí)施等離子處理的情況下，使用整體形狀為與矩形基板對應(yīng)的形狀的天線作為平面天線。例如，專利文獻(xiàn)I中公開了整體形成矩形的平面天線，其具有構(gòu)成外側(cè)部分的、配置區(qū)域形成框架狀的外側(cè)天線部；和設(shè)置于外側(cè)天線部之中并構(gòu)成內(nèi)側(cè)部分的、配置區(qū)域同樣形成框架狀的內(nèi)側(cè)天線部。在專利文獻(xiàn)I所公開的平面天線中，外側(cè)天線部以及內(nèi)側(cè)天線部以將四條天線每隔90°錯(cuò)開位置且整體形成大致框架形狀的方式配置為漩渦狀。通常，等離子因試圖以各向同性的方式擴(kuò)散所以具有試圖形成軸對稱的性質(zhì)，即使在使用了這樣的框架形狀的天線的情況下，角部的等離子仍處于減弱的趨勢，因此，使角部的匝數(shù)比邊的中央部的匝數(shù)多(參照專利文獻(xiàn)I的圖2)。專利文獻(xiàn)I :日本特開平2007-311182號公報(bào)然而，近年來，要求進(jìn)ー步精細(xì)地控制矩形基板的外側(cè)區(qū)域的角部和邊中央的等離子分布，專利文獻(xiàn)I的技術(shù)有時(shí)很難應(yīng)對該要求。例如，雖然存在在矩形基板的外側(cè)區(qū)域抑制邊中央部的蝕刻率而提高角部的蝕刻率等要求，但專利文獻(xiàn)I的技術(shù)很難應(yīng)對這樣的要求
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其課題在于提供能夠進(jìn)行矩形基板的外側(cè)區(qū)域的等離子分布控制的電感耦合等離子用天線單元、以及電感耦合等離子處理裝置。為了解決上述課題，在本發(fā)明的第一觀點(diǎn)中，提供ー種電感耦合等離子用天線單元，具有在電感耦合等離子處理裝置的處理室內(nèi)生成用于對矩形基板進(jìn)行等離子處理的電感耦合等離子的、線圈狀的天線，其中，在上述天線中，形成感應(yīng)電場的部分整體構(gòu)成與上述矩形基板對應(yīng)的矩形平面，并且上述天線具有將多條天線電線卷繞成漩渦狀而成的第一天線部第二天線部，上述第一天線部的多條天線電線被設(shè)置成，形成上述矩形平面的四個(gè)角部、并且在與上述矩形平面不同的位置將上述四個(gè)角部結(jié)合起來，上述第二天線部的多條天線電線被設(shè)置成，形成上述矩形平面的四條邊的中央部、并且在與上述矩形平面不同的位置將上述四條邊的中央部結(jié)合起來，分別單獨(dú)地向上述第一天線部和上述第二天線部供給高頻電力。 在上述第一觀點(diǎn)中，可形成如下結(jié)構(gòu)，即，構(gòu)成上述第一天線部的上述多條天線電線具有形成上述角部的第一平面部；和作為上述第一平面部之間的部分的、向上述第一平面部的上方退避的狀態(tài)的第一立體部，構(gòu)成上述第二天線部的上述多條天線具有形成 上述邊的中央部的第二平面部；和作為上述第二平面部之間的部分的、向上述第二平面部的上方退避的狀態(tài)的第二立體部。另外，上述第一天線部以及上述第二天線部均將四條天線電線每隔90°錯(cuò)開位置地卷繞而成。在本發(fā)明的第二觀點(diǎn)中，提供一種電感耦合等離子用天線單元，其特征在于，具有在電感耦合等離子處理裝置的處理室內(nèi)生成用于對矩形基板進(jìn)行等離子處理的電感耦合等離子的、多條線圈狀的天線，在上述多條天線中，形成感應(yīng)電場的部分整體構(gòu)成矩形平面，這些天線配置為同心狀，其中，上述多條天線的至少最外周的天線，其矩形平面與上述矩形基板對應(yīng)，并且具有將多條天線電線卷繞成漩渦狀而成的第一天線部和第二天線部，上述第一天線部的多條天線電線被設(shè)置成，形成上述矩形平面的四個(gè)角部、并且在與上述矩形平面不同的位置將上述四個(gè)角部結(jié)合起來，上述第二天線部的多條天線電線被設(shè)置成，形成上述矩形平面的四條邊的中央部、并且在與上述矩形平面不同的位置將上述四條邊的中央部結(jié)合起來，分別單獨(dú)地向上述第一天線部和上述第二天線部供給高頻電力。在本發(fā)明的第三觀點(diǎn)中，提供ー種電感耦合等離子處理裝置，其特征在干，具備處理室，其收容矩形基板并實(shí)施等離子處理；載置臺，其在上述處理室內(nèi)載置矩形基板；處理氣體供給系統(tǒng)，其向上述處理室內(nèi)供給處理氣體；排氣系統(tǒng)，其對上述處理室內(nèi)進(jìn)行排氣；電感耦合等離子用天線單元，其具有在上述處理室內(nèi)生成用于對矩形基板進(jìn)行等離子處理的電感耦合等離子的、線圈狀的天線；以及供電機(jī)構(gòu)，其向上述天線供給高頻電力，在上述天線中，形成感應(yīng)電場的部分整體構(gòu)成與上述矩形基板對應(yīng)的矩形平面，并且上述天線具有將多條天線電線卷繞成漩渦狀而成的第一天線部和第二天線部，上述第一天線部的多條天線電線被設(shè)置成，形成上述矩形平面的四個(gè)角部、并且在與上述矩形平面不同的位置將上述四個(gè)角部結(jié)合起來，上述第二天線部的多條天線電線被設(shè)置成，形成上述矩形平面的四條邊的中央部、并且在與上述矩形平面不同的位置將上述四條邊的中央部結(jié)合起來，上述供電機(jī)構(gòu)分別單獨(dú)地向上述第一天線部和上述第二天線部供給高頻電力。在本發(fā)明的第4觀點(diǎn)中，提供ー種電感耦合等離子處理裝置，其特征在于，具備處理室，其收容矩形基板并實(shí)施等離子處理；載置臺，其在上述處理室內(nèi)載置矩形基板；處理氣體供給系統(tǒng)，其向上述處理室內(nèi)供給處理氣體；排氣系統(tǒng)，其對上述處理室內(nèi)進(jìn)行排氣；電感耦合等離子用天線單元，其具有在上述處理室內(nèi)生成用于對矩形基板進(jìn)行等離子處理的電感耦合等離子的、多條線圈狀的天線；以及供電機(jī)構(gòu)，其向上述天線供給高頻電力，在上述多條天線中，形成感應(yīng)電場的部分整體構(gòu)成矩形平面，這些天線配置為同心狀，上述多條天線的至少最外周的天線，其矩形平面與上述矩形基板對應(yīng)，并且具有將多條天線電線卷繞成漩渦狀而成的第一天線部和第二天線部，上述第一天線部的多條天線電線被設(shè)置成，形成上述矩形平面的四個(gè)角部、并且在與上述矩形平面不同的位置將上述四個(gè)角部結(jié)合起來，上述第二天線部的多條天線被設(shè)置成，形成上述矩形平面的四條邊的中央部、并且在與上述矩形平面不同的位置將上述四條邊的中央部結(jié)合起來，上述供電機(jī)構(gòu)分別單獨(dú)地向上述第一天線部和上述第二天線部供給高頻電力。根據(jù)本發(fā)明，在天線中，形成感應(yīng)電場的部分整體構(gòu)成與矩形基板對應(yīng)的矩形平面，第一天線部的多條天線電線被設(shè)置成，形成矩形平面的四個(gè)角部、并且在與矩形平面不同的位置將四個(gè)角部結(jié)合起來，第二天線部的多條天線電線被設(shè)置成，形成矩形平面的四條邊的中央部、并且在與矩形平面不同的位置將四條邊的中央部結(jié)合起來，分別獨(dú)立地向第一天線部和第二天線部供給高頻電力，因此，能夠?qū)遣亢瓦叺闹醒氩康碾妶鰪?qiáng)度進(jìn)行 控制，從而能夠進(jìn)行矩形基板的外側(cè)區(qū)域的等離子分布控制。


圖I是表示本發(fā)明的ー實(shí)施方式所涉及的電感耦合等離子處理裝置的剖視圖。圖2是表示圖I的電感耦合等離子處理裝置所使用的天線單元的一個(gè)例子的俯視圖。圖3是表示圖2的天線單元所使用的高頻天線的第一天線部的俯視圖。圖4是表示圖2的天線單元所使用的高頻天線的第一天線部的立體圖。圖5是表示圖2的天線單元所使用的高頻天線的第二天線部的俯視圖。圖6是表示圖2的天線單元所使用的高頻天線的第二天線部的立體圖。圖7是表示用于實(shí)現(xiàn)第一天線部與第二天線部的単獨(dú)的電流控制的其他方式的圖。圖8是表示用于實(shí)現(xiàn)第一天線部與第二天線部的単獨(dú)的電流控制的其他方式的圖。圖9是表示具備外側(cè)天線和內(nèi)側(cè)天線的天線單元的例子的俯視圖。圖10是表示具備外側(cè)天線和內(nèi)側(cè)天線的天線單元的其他例子的俯視圖。圖11是表示除了外側(cè)天線和內(nèi)側(cè)天線以外還具備中間天線的天線單元的例子的俯視圖。附圖標(biāo)記說明I...主體容器；2...電介質(zhì)壁(電介質(zhì)部件)；3...天線室；4...處理室；13...高頻天線；13a...第一天線部；13b...第二天線部；14...整合器；15...高頻電源；15a...第一高頻電源；15b...第二高頻電源；16a、16b...供電部件；19、19a、19b...供電線；20...處理氣體供給系統(tǒng)；22a、22b...端子；23...載置臺；30...排氣裝置；50、50a、50b,50c. · ·天線單元;61、62、63、64、71、72、73、74、91、92、93、94· 天線；61a、62a、63a、64a、71a、72a、73a、74a. 平面部;61b、62b、63b、64b、71b、72b、73b、74b. · ·立體部；69、79...供電線；80...控制部；81...用戶接ロ ；82...存儲部；83...功率分配器；84...阻抗調(diào)整機(jī)構(gòu)；98...彎曲部；113、123...內(nèi)側(cè)天線；113a...第一天線部；113b...第二天線部；133...中間天線；G...矩形基板。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖I是表示本發(fā)明的ー實(shí)施方式所涉及的電感耦合等離子處理裝置的剖視圖。該裝置在矩形基板、例如FPD用玻璃基板上形成薄膜晶體管時(shí)對金屬膜、ITO (IndiumTinOxide :氧化銦錫)膜、氧化膜等的蝕刻、抗蝕膜的灰化處理中使用。作為FPD,舉例示出液晶顯示器、電致發(fā)光(Electro Luminescence ；EL)顯不器、等離子顯不器(PDP :Plasma Display Panel)等。該等離子處理裝置具有由導(dǎo)電性材料、例如內(nèi)壁面進(jìn)行了陽極氧化處理的鋁構(gòu)成 的方筒形狀的氣密的主體容器I。該主體容器I可分解地被組裝，并通過接地線Ia接地。利用電介質(zhì)壁2將主體容器I上下地劃分為天線室3以及處理室4。因此，電介質(zhì)壁2構(gòu)成處理室4的頂壁。電介質(zhì)壁2由Al2O3等陶瓷、石英等構(gòu)成。在電介質(zhì)壁2的下側(cè)部分嵌入有供給處理氣體用的噴淋筐體11。噴淋筐體11設(shè)置為十字形，并形成為從下方支承電介質(zhì)壁2的構(gòu)造。此外，支承上述電介質(zhì)壁2的噴淋筐體11，形成為利用多個(gè)掛鉤(未圖不)懸掛于主體容器I的頂棚的狀態(tài)。該噴淋筐體11由導(dǎo)電性材料構(gòu)成，優(yōu)選由金屬、例如對其內(nèi)表面進(jìn)行了陽極氧化處理以使其不會被處理氣體腐蝕而產(chǎn)生污染物的鋁構(gòu)成。在該噴淋筐體11形成有水平地延伸的氣體流路12，朝下方延伸的多個(gè)氣體排放孔12a與該氣體流路12連通。另ー方面，在電介質(zhì)壁2的上表面中央，以與該氣體流路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的頂棚向其外側(cè)貫通，并與包括處理氣體供給源以及閥系統(tǒng)等的處理氣體供給系統(tǒng)20連接。因此，在等離子處理中，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供給至噴淋筐體11內(nèi)，并從噴淋筐體11下表面的氣體排放孔12a向處理室4內(nèi)排出。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)置有向內(nèi)側(cè)突出的支承架5，電介質(zhì)壁2載置在該支承架5上。在天線室3內(nèi)配設(shè)有包括高頻(RF Radio Frequency)天線13的天線單元50。通過向高頻天線13供給高頻電力，從而在處理室4內(nèi)形成感應(yīng)電場，并且利用該感應(yīng)電場將從噴淋筐體11供給的處理氣體等離子化。其中，天線單元50的詳細(xì)說明后述。在處理室4內(nèi)的下方，以隔著電介質(zhì)壁2與高頻天線13對置的方式設(shè)置有用于載置矩形基板G的載置臺23。載置臺23由導(dǎo)電性材料、例如表面進(jìn)行了陽極氧化處理的鋁構(gòu)成。載置于載置臺23的矩形基板G被靜電吸盤(未圖示)吸附并保持。載置臺23收納于絕緣體框24內(nèi)，并且被中空的支柱25支承。支柱25將主體容器I的底部維持為氣密狀態(tài)并將其貫通，并被配設(shè)于主體容器I外的升降機(jī)構(gòu)(未圖示)支承，在將矩形基板G搬入、搬出時(shí)利用升降機(jī)構(gòu)沿上下方向驅(qū)動載置臺23。此外，在收納載置臺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的波紋管26，由此，即使載置臺23上下移動也可保證處理容器4內(nèi)的氣密性。另外，在處理室4的側(cè)壁4a設(shè)置有供矩形基板G搬入、搬出的搬入搬出ロ 27a、以及開閉該搬入搬出ロ 27a的閘閥。利用設(shè)置于中空的支柱25內(nèi)的供電線25a經(jīng)由整合器28將高頻電源29與載置臺23連接。在等離子處理中，該高頻電源29向載置臺23施加偏壓用的高頻電力、例如頻率為6MHz的高頻電力。利用該偏壓用的高頻電カ將在處理室4內(nèi)生成的等離子中的離子有效地導(dǎo)入矩形基板G。并且，為了控制矩形基板G的溫度，而在載置臺23內(nèi)設(shè)置有由陶瓷加熱器等加熱機(jī)構(gòu)、冷媒流路等構(gòu)成的溫度控制機(jī)構(gòu)和溫度傳感器(均未圖示)。對 于這些機(jī)構(gòu)、部件的配管、布線，均從中空的支柱25通過而向主體容器I外導(dǎo)出。在處理室4的底部，經(jīng)由排氣管31連接有包括真空泵等的排氣裝置30。利用該排氣裝置30將處理室4排氣，從而在等離子處理中將處理室4內(nèi)設(shè)定、維持為規(guī)定的真空氣氛(例如I. 33Pa)。在載置于載置臺23的矩形基板G的背面?zhèn)刃纬捎欣鋮s空間(未圖示)，并設(shè)置有用于供給壓カ恒定的熱傳遞用氣體亦即He氣體的He氣體流路41。通過這樣向矩形基板G的背面?zhèn)裙┙o熱傳遞用氣體，能夠避免矩形基板G在真空下產(chǎn)生溫度上升或溫度變化。 該等離子處理裝置的各結(jié)構(gòu)部構(gòu)成為，與由微處理器(計(jì)算機(jī))構(gòu)成的控制部80連接并由其控制。另外，在控制部80連接有由鍵盤、顯示器等構(gòu)成的用戶接ロ 81，操作人員通過鍵盤進(jìn)行用于管理等離子處理裝置的命令輸入等的輸入操作，顯示器可視化地顯示等離子處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。并且，在控制部80連接有存儲部82，在存儲部82中存儲有用于在控制部80的控制下實(shí)現(xiàn)由等離子處理裝置執(zhí)行的各種處理的控制程序、用于使等離子處理裝置的各結(jié)構(gòu)部按照處理?xiàng)l件執(zhí)行處理的程序即處理程序段(process recipe).處理程序段存儲于存儲部82中的存儲介質(zhì)。存儲介質(zhì)可以是內(nèi)置于計(jì)算機(jī)的硬盤、半導(dǎo)體存儲器，也可以是⑶ROM、DVD、閃存等可移動的設(shè)備。另外，也可以從其他裝置經(jīng)由例如專用線路適當(dāng)?shù)貍魉统绦蚨?。而且，根?jù)來自用戶接ロ 81的指示等按照需要從存儲部82調(diào)出任意的處理程序段并使控制部80執(zhí)行該程序段，從而使等離子處理裝置在控制部80的控制下執(zhí)行所希望的處理。接下來，對上述天線單元50詳細(xì)地進(jìn)行說明。圖2是表示圖I的裝置的天線單元所使用的天線單元的一個(gè)例子的俯視圖，圖3是表示圖2的天線單元所使用的高頻天線的第一天線部的俯視圖，圖4是表示圖2的天線単元所使用的高頻天線的第一天線部的立體圖，圖5是表示圖2的天線單元所使用的高頻天線的第二天線部的俯視圖，圖6是表示圖2的天線單元所使用的高頻天線的第二天線部的立體圖。如圖2所示，在天線單元50的高頻天線13中，與形成有助于生成等離子的感應(yīng)電場的電介質(zhì)壁2相対的部分，整體構(gòu)成與矩形基板G對應(yīng)的矩形狀(框架狀)平面，并且高頻天線13具有將多條天線電線卷繞成漩渦狀而形成的第一天線部13a和第二天線部13b。第一天線部13a的天線電線被設(shè)置成，形成矩形平面的四個(gè)角部、并且在與矩形平面不同的位置將四個(gè)角部結(jié)合。另外，第二天線部13b的天線被設(shè)置成，形成矩形平面的四條邊的中央部、并且在與矩形平面不同的位置將這四條邊的中央部結(jié)合。經(jīng)由設(shè)置于氣體供給配管20a周圍的四個(gè)端子22a以及供電線69向第一天線部13a供電，經(jīng)由設(shè)置于氣體供給配管20a周圍的四個(gè)端子22b以及供電線79向第二天線部13b供電。如圖I所示，在第一天線部13a的四個(gè)端子22a均連接有第一供電部件16a，在第ニ天線部13b的四個(gè)端子22b均連接有第二供電部件16b (圖I中均只示出一根)。四根第一供電部件16a與供電線19a連接，四根第二供電部件16b與供電線19b。在供電線19a連接有整合器14a以及第ー高頻電源15a，在供電線19b連接有整合器14b以及第ニ高頻電源15b。由此，從第一高頻電源15a以及第二高頻電源15b分別獨(dú)立地向第一天線部13a以及第二天線部13b供給例如頻率為13. 56MHz的高頻電力，從而能夠利用控制部80獨(dú)立地控制向第一天線部13a以及第二天線部13b供給的電流值。利用由絕緣部件構(gòu)成的隔離件17將高頻天線13從電介質(zhì)壁2分離地配置，該配置區(qū)域與矩形基板G對應(yīng)。如圖3以及圖4所示，高頻天線13的、形成上述矩形平面的四個(gè)角部的第一天線部13a構(gòu)成將四條天線電線61、62、63、64卷繞從而平面形狀形成框架狀的多重(四重)天 線。具體而言，天線61、62、63、64每隔90°錯(cuò)開位置地卷繞，并且形成與電介質(zhì)壁2相対的上述矩形平面的四個(gè)角部的部分形成平面部61a、62a、63a、64a，這些平面部61a、62a、63a、64a之間的部分形成向上方退避以處于與矩形平面不同的位置的狀態(tài)的立體部61b、62b、63b、64b。這些立體部61b、62b、63b、64b配置于無助于生成等離子的位置。另外，如圖5以及圖6所示，高頻天線13的、構(gòu)成上述矩形平面的四條邊的中央部的第二天線部13b，構(gòu)成將四條天線電線71、72、73、74卷繞從而平面形狀形成框架狀的多重(四重)天線。具體而言，天線電線71、72、73、74每隔90°錯(cuò)開位置地卷繞，并且形成與電介質(zhì)壁經(jīng)由上述四個(gè)端子22a以及供電線69向第一天線部13a的天線電線61、62、63、64供電，經(jīng)由上述四個(gè)端子22b以及供電線79向第二天線部13b的天線電線71、72、73、74供電。接下來，對使用如以上那樣構(gòu)成的電感耦合等離子處理裝置對矩形基板G實(shí)施等離子蝕刻處理時(shí)的處理動作進(jìn)行說明。首先，在打開了閘閥27的狀態(tài)下利用搬運(yùn)機(jī)構(gòu)將矩形基板G從閘閥27 (未圖示)搬入處理室4內(nèi)并載置于載置臺23的載置面后，利用靜電吸盤(未圖示)將矩形基板G固定在載置臺23上。接下來，從噴淋筐體11的氣體排放孔12a向處理室4內(nèi)排放從處理氣體供給系統(tǒng)20向處理室4內(nèi)供給的處理氣體，并且，利用排氣裝置30經(jīng)由排氣管31對處理室4內(nèi)進(jìn)行真空排氣，從而將處理室內(nèi)維持為例如O. 66Pa 26. 6Pa左右的壓カ氣氛。另外，此時(shí)，為了避免矩形基板G的溫度上升或溫度變化，而經(jīng)由He氣體流路41向矩形基板G的背面?zhèn)鹊睦鋮s空間供給作為熱傳遞用氣體的He氣體。接下來,從第一高頻電源15a以及第二高頻電源15b,分別向高頻天線13的構(gòu)成角部的第一天線部13a、以及構(gòu)成邊中央部的第二天線部13b施加例如13. 56MHz的高頻，由此，經(jīng)由電介質(zhì)壁2在處理室4內(nèi)形成與矩形基板G對應(yīng)的感應(yīng)電場。在處理室4內(nèi)利用這樣形成的感應(yīng)電場將處理氣體等離子化，從而在與矩形基板G對應(yīng)的區(qū)域內(nèi)生成均勻的高密度的電感耦合等離子。其結(jié)果，在高頻天線13中，由與電介質(zhì)壁2相対的部分的第一天線部13a和第二天線部13b構(gòu)成的整體形狀形成為與矩形基板G對應(yīng)的框架狀，因此，能夠?qū)匦位錑整體供給等離子。如以上所述，像以往那樣僅將天線電線形成為框架狀則角部的等離子處于減弱的趨勢，因此，在上述專利文獻(xiàn)I中使角部的天線的匝數(shù)比邊的中央部多來實(shí)現(xiàn)等離子的均勻性，但是，近年來要求進(jìn)ー步精細(xì)地控制矩形基板的外側(cè)區(qū)域的角部和邊中央的等離子分布，而專利文獻(xiàn)I的技術(shù)很難應(yīng)對該要求。因此，在本實(shí)施方式中，在高頻天線13中，形成有助于生成等離子的感應(yīng)電場的、與電介質(zhì)壁2相対的部分，整體構(gòu)成與矩形基板G對應(yīng)的矩形狀(框架狀)平面，并且高頻天線13構(gòu)成為，具有天線電線形成四個(gè)角部的第一天線部13a、和天線電線構(gòu)成四條邊的中央部的第二天線部13b,從第一高頻電源15a以及第二高頻電源15b分別獨(dú)立地向第一天線部13a以及第二天線部13b供給高頻電力，并利用控制部80對流過第一天線部13a以及第ニ天線部13b的電流值進(jìn)行控制，因此，能夠更精細(xì)地控制矩形基板G的外側(cè)區(qū)域的角部和邊中央的等離子分布，從而能夠進(jìn)行所希望的等離子處理。另外，第一天線部13a構(gòu)成將四條天線電線61、62、63、64每隔90°錯(cuò)開位置地卷 繞的、平面形狀為框架狀的多重(四重)天線，在與四個(gè)角部對應(yīng)的位置形成與電介質(zhì)壁2相對的、有助于生成等離子的平面部61a、62a、63a、64a，這些平面部61a、62a、63a、64a之間的部分形成向上方退避以便無助于生成等離子的立體部61b、62b、63b、64b，第二天線部13b也構(gòu)成將四條天線電線71、72、73、74每隔90°錯(cuò)開位置地卷繞的、平面形狀為框架狀的多重(四重)天線，在與四條邊中央部對應(yīng)的位置形成與電介質(zhì)壁2相対的、有助于生成等離子的平面部71a、72a、73a、74a，這些平面部71a、72a、73a、74a之間的部分形成向上方退避以便無助于生成等離子的立體部71b、72b、73b、74b，第一天線部13a以及第二天線部13b基本上均遵循以往的多重天線的形式，并且利用將它們組合而成的比較簡單的結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立地控制角部和邊中央部的等離子分布。此外，以上示出了利用與角部對應(yīng)的第一天線部13a和與邊中央對應(yīng)的第二天線部這兩個(gè)天線部構(gòu)成框架狀的高頻天線13并能夠獨(dú)立地對它們進(jìn)行電流控制的例子，但也可以利用三個(gè)以上的天線部構(gòu)成高頻天線13并能夠獨(dú)立地對它們進(jìn)行電流控制。例如，可以將邊中央劃分為第二天線部和第三天線部兩個(gè)天線部，此外，還可以構(gòu)成為，將邊中央劃分為三個(gè)天線部，將劃分成的三個(gè)天線部的正中間部分設(shè)為第二天線部，將夾著正中間部分的兩側(cè)部分設(shè)為第三天線部。也可以是其他根據(jù)上述結(jié)構(gòu)得到的結(jié)構(gòu)。另外，除了在第一天線部13a和第二天線部13b連接單獨(dú)的高頻電源來進(jìn)行電流值控制以外，還可以如圖7所示,在利用功率分配器(Power splitter) 83將來自ー個(gè)高頻電源15的高頻電カ分割后，經(jīng)由整合器14a、14b分別向第一天線部13a和第二天線部13b供給高頻電力，從而對第一天線部13a和第二天線部13b進(jìn)行電流值控制。由此，使用ー個(gè)高頻電源即可，故能夠減輕設(shè)備負(fù)擔(dān)。另外，如圖8所示，可以通過在供電線19a和19b中的任意一條供電線設(shè)置由可變電容等構(gòu)成的阻抗調(diào)整機(jī)構(gòu)84，來對第一天線部13a和第二天線部13b進(jìn)行電流值控制。此時(shí)，只要設(shè)置ー個(gè)高頻電源15和ー個(gè)整合器14即可，從而能夠進(jìn)ー步減輕設(shè)備負(fù)擔(dān)。接下來，對天線単元的其他例子進(jìn)行說明。圖9是表示天線單元的其他例子的俯視圖。若矩形基板G大型化，則只憑借輪廓為矩形的框架狀的高頻天線13，由于中央部分的等離子能量減弱，而很難形成均勻的等離子。因此，如圖9所示，在本例中，將上述高頻天線13配置為外側(cè)天線并在其內(nèi)側(cè)同心狀地配置輪廓為矩形的框架狀的內(nèi)側(cè)天線113來構(gòu)成天線單元50a，提高與矩形基板G的中央部對應(yīng)的內(nèi)側(cè)區(qū)域的等離子密度來使等離子密度更加均勻。在本例中，內(nèi)側(cè)天線113具有與上述高頻天線13相同的結(jié)構(gòu)。即，與電介質(zhì)壁2相対的部分的平面形狀整體形成框架狀，具有構(gòu)成其中的四個(gè)角部的第一天線部113a、和構(gòu)成各邊的中央部的第二天線部113b。而且，與構(gòu)成外側(cè)天線的高頻天線13相同地,獨(dú)立地控制第一天線部113a的電流值和第二天線部113b的電流值。由此，也能夠調(diào)整內(nèi)側(cè)天線113的角部和邊中央部的等離子密度分布，從而能夠使等離子密度更加均勻。但是，由于更加明顯地呈現(xiàn)出邊中央和角部的等離子密度不均勻的情況的是外周部，因此，如果僅通過將外側(cè)天線形成高頻天線13的結(jié)構(gòu)便能夠充分地控制等離子密度分布，則對于內(nèi)側(cè)天線無需必須形成與高頻天線13相同的結(jié)構(gòu)，只要至少外側(cè)天線能夠獨(dú)立地控制角部和邊中央部的電流值，則并無特別限定。例如，也可以是具有圖10所示那樣的內(nèi)側(cè)天線123的天線單元50b。S卩，內(nèi)側(cè)天線123構(gòu)成為，將四條天線電線91、92、93、94卷繞從而整體形成漩渦狀的多重(四重)天線。具體而言，天線電線91、92、93、94每隔90°錯(cuò)開位置地卷繞，天線電線的配置區(qū)域形成大致框架狀，處于等離子減弱的趨勢的角部的匝 數(shù)比邊的中央部的匝數(shù)多。在圖示的例子中，角部的匝數(shù)為3，邊的中央部的匝數(shù)為2。另夕卜，以由內(nèi)側(cè)天線123的外側(cè)輪廓線以及內(nèi)側(cè)輪廓線圍住的等離子生成區(qū)域相對于貫穿對置的兩條邊的中心線對稱(鏡面對稱)的方式在各天線電線形成有曲拐部(彎曲部)98，因此能夠使等離子生成區(qū)域與矩形基板G正對。即，能夠生成與矩形基板G正對的狀態(tài)的等離子，從而能夠提高等離子的均勻性。另外，可以使用上述專利文獻(xiàn)I那樣的通常的多重天線作為內(nèi)側(cè)天線。并且，可以同心狀地配置三個(gè)以上框架狀的天線。該情況下，需要至少靠最外側(cè)的天線能夠至少在角部和邊中央這兩個(gè)部分獨(dú)立地進(jìn)行電流控制。另外，如圖11所示，也可以是將結(jié)構(gòu)與上述第一天線部13a相同的中間天線133設(shè)置于外側(cè)天線13與內(nèi)側(cè)天線123之間的天線單元50c。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)行僅強(qiáng)化外側(cè)天線13與內(nèi)側(cè)天線123之間的區(qū)域的角部這樣的、局部的等離子分布控制，從而能夠提高等離子分布的控制性。能夠代替上述中間天線133而在外側(cè)天線13與內(nèi)側(cè)天線123之間設(shè)置結(jié)構(gòu)與第二天線部13b相同的中間天線并進(jìn)行局部的等離子分布控制。此外，還可以代替中間天線133而設(shè)置由與天線部13a相同的天線部和與天線部13b相同的天線部構(gòu)成的、與外側(cè)天線13相同的天線。即，在由外側(cè)天線、中間天線、內(nèi)側(cè)天線構(gòu)成的三重天線中，外側(cè)天線和中間天線形成本申請所公開的分割天線的結(jié)構(gòu)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)即使在應(yīng)處理的基板進(jìn)ー步大型化的情況下也能夠進(jìn)行均勻的處理的等離子處理裝置。此夕卜，內(nèi)側(cè)天線當(dāng)然也不局限于內(nèi)側(cè)天線123的結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式而能夠進(jìn)行各種變形。例如，天線中的天線電線的布局并不局限于上述實(shí)施方式中示出的布局，只要具有至少覆蓋矩形基板的外周部的矩形輪廓，與矩形基板的外周對應(yīng)的部分具有至少兩個(gè)區(qū)域并能夠獨(dú)立地控制這些區(qū)域的電流值，則并無特別限制。另外，雖然示出了天線電線的匝數(shù)為3的例子，但并不局限于此。并且，雖然將天線構(gòu)成為將四條天線電線卷繞從而整體形成漩渦狀的四重天線，但也能夠構(gòu)成四重以外的多重天線。
另外，在上述實(shí)施方式中，對利用電介質(zhì)壁構(gòu)成處理室的頂棚部，并將天線配置于位于處理室外部的頂棚部的電介質(zhì)壁的上表面的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，但如果能夠利用電介質(zhì)壁將天線與等離子生成區(qū)域之間隔斷，則也可以是將天線配置于處理室內(nèi)的結(jié)構(gòu)。另外，在上述實(shí)施方式中示出了將本發(fā)明適用于蝕刻裝置的情況，但是也 能夠適用于CVD成膜等其他等離子處理裝置。另外，雖然示出了使用FPD基板作為矩形基板的例子，但是也能夠適用于對太陽電池等其他矩形基板進(jìn)行處理的情況。
權(quán)利要求
1.一種電感稱合等離子用天線單元， 具有在電感耦合等離子處理裝置的處理室內(nèi)生成用于對矩形基板進(jìn)行等離子處理的電感耦合等離子的、線圈狀的天線， 其特征在干， 在所述天線中，形成感應(yīng)電場的部分整體構(gòu)成與所述矩形基板對應(yīng)的矩形平面，并且，所述天線具有將多條天線電線卷繞成漩渦狀而成的第一天線部第二天線部， 所述第一天線部的多條天線電線被設(shè)置成，形成所述矩形平面的四個(gè)角部、并且在與所述矩形平面不同的位置將所述四個(gè)角部結(jié)合起來， 所述第二天線部的多條天線電線被設(shè)置成，形成所述矩形平面的四條邊的中央部、并且在與所述矩形平面不同的位置將所述四條邊的中央部結(jié)合起來， 分別單獨(dú)地向所述第一天線部和所述第二天線部供給高頻電力。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電感耦合等離子用天線單元，其特征在干， 構(gòu)成所述第一天線部的所述多條天線電線具有形成所述角部的第一平面部；和作為所述第一平面部之間的部分的、向所述第一平面部的上方退避的狀態(tài)的第一立體部， 構(gòu)成所述第二天線部的所述多條天線電線具有形成所述邊的中央部的第二平面部、和作為所述第二平面部之間的部分的、向所述第二平面部的上方退避的狀態(tài)的第二立體部。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電感耦合等離子用天線單元，其特征在干， 所述第一天線部以及所述第二天線部均將四條天線電線每隔90°錯(cuò)開位置地卷繞而成。
4.一種電感稱合等離子用天線單元， 具有在電感耦合等離子處理裝置的處理室內(nèi)生成用于對矩形基板進(jìn)行等離子處理的電感耦合等離子的、多條線圈狀的天線，并且在所述多條天線中，形成感應(yīng)電場的部分整體構(gòu)成矩形平面、且這些天線配置為同心狀， 其特征在干， 所述多條天線的至少最外周的天線，其矩形平面與所述矩形基板對應(yīng)，并且具有將多條天線電線卷繞成漩渦狀而成的第一天線部和第二天線部， 所述第一天線部的多條天線電線被設(shè)置成，形成所述矩形平面的四個(gè)角部、并且在與所述矩形平面不同的位置將所述四個(gè)角部結(jié)合起來， 所述第二天線部的多條天線電線被設(shè)置成，形成所述矩形平面的四條邊的中央部、并且在與所述矩形平面不同的位置將所述四條邊的中央部結(jié)合起來， 分別單獨(dú)地向所述第一天線部和所述第二天線部供給高頻電力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電感耦合等離子用天線單元，其特征在干， 所述多條天線中的、除所述最外周的天線以外的任意一條天線，具有多條天線電線，并具有其中一部分天線電線構(gòu)成配置于所希望的部分的、形成感應(yīng)電場的部分，而剩余部分的天線電線為不形成感應(yīng)電場的退避部的結(jié)構(gòu)。
6.ー種電感耦合等離子處理裝置，其特征在干， 具備 處理室，其收容矩形基板并實(shí)施等離子處理；載置臺，其在所述處理室內(nèi)載置矩形基板； 處理氣體供給系統(tǒng)，其向所述處理室內(nèi)供給處理氣體； 排氣系統(tǒng)，其對所述處理室內(nèi)進(jìn)行排氣； 電感耦合等離子用天線單元，其具有在所述處理室內(nèi)生成用于對矩形基板進(jìn)行等離子處理的電感耦合等離子的、線圈狀的天線；以及供電機(jī)構(gòu)，其向所述天線供給高頻電カ， 在所述天線中，形成感應(yīng)電場的部分整體構(gòu)成與所述矩形基板對應(yīng)的矩形平面，并且所述天線具有將多條天線電線卷繞成漩渦狀而成的第一天線部和第二天線部， 所述第一天線部的多條天線電線被設(shè)置成，形成所述矩形平面的四個(gè)角部、并且在與所述矩形平面不同的位置將所述四個(gè)角部結(jié)合起來， 所述第二天線部的多條天線電線被設(shè)置成，形成所述矩形平面的四條邊的中央部、并且在與所述矩形平面不同的位置將所述四條邊的中央部結(jié)合起來， 所述供電機(jī)構(gòu)分別単獨(dú)地向所述第一天線部和所述第二天線部供給高頻電力。
7.—種電感耦合等離子處理裝置，其特征在干， 具備 處理室，其收容矩形基板并實(shí)施等離子處理； 載置臺，其在所述處理室內(nèi)載置矩形基板； 處理氣體供給系統(tǒng)，其向所述處理室內(nèi)供給處理氣體； 排氣系統(tǒng)，其對所述處理室內(nèi)進(jìn)行排氣； 電感耦合等離子用天線單元，其具有在所述處理室內(nèi)生成用于對矩形基板進(jìn)行等離子處理的電感耦合等離子的、多條線圈狀的天線；以及供電機(jī)構(gòu)，其向所述天線供給高頻電カ， 在所述多條天線中，形成感應(yīng)電場的部分整體構(gòu)成矩形平面，這些天線配置為同心狀，所述多條天線的至少最外周的天線，其矩形平面與所述矩形基板對應(yīng)，并且具有將多條天線電線卷繞成漩渦狀而成的第一天線部和第二天線部， 所述第一天線部的多條天線電線被設(shè)置成，形成所述矩形平面的四個(gè)角部、并且在與所述矩形平面不同的位置將所述四個(gè)角部結(jié)合起來， 所述第二天線部的多條天線電線被設(shè)置成，形成所述矩形平面的四條邊的中央部、并且在與所述矩形平面不同的位置將所述四條邊的中央部結(jié)合起來， 所述供電機(jī)構(gòu)分別単獨(dú)地向所述第一天線部和所述第二天線部供給高頻電力。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電感耦合等離子處理裝置，其特征在干， 還具有對流過所述第一天線部的電流值、和流過所述第二天線部的電流值進(jìn)行控制的控制部。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠進(jìn)行矩形基板的外側(cè)區(qū)域的等離子分布控制的電感耦合等離子用天線單元。在天線單元(50)中，天線(13)的形成感應(yīng)電場的部分整體構(gòu)成與矩形基板(G)對應(yīng)的矩形平面，并且，天線(13)具有將多條天線電線卷繞成漩渦狀而成的第一天線部(13a)和第二天線部(13b)，第一天線部(13a)的多條天線電線被設(shè)置成，形成矩形平面的四個(gè)角部、并且在與矩形平面不同的位置將四個(gè)角部結(jié)合起來，第二天線部(13b)的多條天線電線被設(shè)置成，形成矩形平面的四條邊的中央部、并且在與矩形平面不同的位置將四條邊的中央部結(jié)合起來。
文檔編號H05H1/46GK102821534SQ20121018957
公開日2012年12月12日 申請日期2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者佐藤亮, 齊藤均 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社