專利名稱：高頻天線電路以及感應(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)明涉及高頻天線電路以及感應(yīng)耦合等離子體處理裝置。
背景技術(shù)：
隨著使用于FPD的玻璃襯底的大型化，處理該玻璃襯底的等離子體裝置也要求大面積的等離子體控制。以往，將能到得到高密度等離子體的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置使用于玻璃襯底的處理，為了應(yīng)對上述要求，采用了以下方法，即將天線分割成多個(gè)部分，能夠按分割得到的每個(gè)天線進(jìn)行控制。作為分割天線的一種技術(shù)，可使用由多個(gè)天線片構(gòu)成的螺旋天線以及由配置于該螺旋天線與處理室之間的電介質(zhì)、或由鋁構(gòu)成而被分割成多個(gè)部分的窗組合得到的天線(專利文獻(xiàn)I)，并且，作為其它技術(shù)，可使用按分割得到的每個(gè)鋁窗來配置直線天線而得到的天線(該專利文獻(xiàn)I)。另外，在專利文獻(xiàn)2中記載了如下技術(shù):在天線上設(shè)置并聯(lián)諧振電路，增加流過天線的電流。專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-029584號公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開2010-135298號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
_7] 發(fā)明要解決的問題然而，在具備分割天線并通過匹配電路從高頻電源分配提供電流的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置中，當(dāng)要在處理室內(nèi)部形成大感應(yīng)電場時(shí)，必須增加分配給各個(gè)分割天線的電流。因此，大電流流過匹配電路而使匹配電路發(fā)熱，從而功率損耗增加。為了抑制匹配電路的發(fā)熱，優(yōu)選為減小通過匹配電路從高頻電源分配給各個(gè)分割天線的分配電流，但是當(dāng)減小分配電流時(shí)，難以在處理室內(nèi)部形成足夠的感應(yīng)電場。本發(fā)明提供一種高頻天線電路以及感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，能夠抑制匹配電路的發(fā)熱，而且能夠在具備分割天線并通過匹配電路從高頻電源分配提供電流的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的處理室內(nèi)部形成足夠的感應(yīng)電場。用于解決問題的方案本發(fā)明的第一方式所涉及的高頻天線電路用于在感應(yīng)耦合等離子體處理裝置中、在處理襯底的處理室內(nèi)生成感應(yīng)耦合等離子體，該高頻天線電路的特征在于，具有:等離子體生成天線，其用于在上述處理室內(nèi)生成等離子體；高頻電源，其對上述等離子體生成天線提供高頻電力；匹配電路，其存在于上述高頻電源與上述等離子體生成天線之間；多個(gè)分割天線，其構(gòu)成上述等離子體生成天線，被分配通過上述匹配電路之后的高頻電力；以及并聯(lián)諧振電容電路，其被設(shè)置成分別與上述多個(gè)分割天線并聯(lián)。本發(fā)明的第二方式所涉及的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置在處理襯底的處理室內(nèi)生成感應(yīng)耦合等離子體，該感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的特征在于，具有:頂板，其設(shè)置于上述處理室內(nèi)上部；等離子體生成天線，其設(shè)置于上述頂板上，由多個(gè)分割天線構(gòu)成；以及并聯(lián)諧振電容電路，其被設(shè)置成分別與上述多個(gè)分割天線并聯(lián)。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供高頻天線電路以及感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，能夠抑制匹配電路的發(fā)熱，而且能夠提高具備分割天線的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的功率效率。


圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的概要截面圖。圖2A是表示圖1示出的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的金屬窗和高頻天線的一例的俯視圖。圖2B是表示九分割的情況下的金屬窗和高頻天線的一例的俯視圖。圖2C是表示二十五分割的情況下的金屬窗和高頻天線的一例的俯視圖。圖3是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的高頻天線電路的一個(gè)電路例的電路圖。圖4是表不聞頻天線電路的第一變形例的電路圖。圖5是表示高頻天線電路的第二變形例的電路圖。圖6是表示分割天線的第一變形例的俯視圖。圖7是表示具有圖6示出的分割天線的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的高頻天線電路的一個(gè)電路例的電路圖。圖8是表不聞頻天線電路的第二變形例的電路圖。圖9是表不聞頻天線電路的第四變形例的電路圖。圖10是表不聞頻天線電路的第五變形例的電路圖。圖11是表不聞頻天線電路的第TK變形例的電路圖。圖12是表示分割天線的第二變形例的俯視圖。圖13是表示具有圖12示出的分割天線的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的高頻天線電路的一個(gè)電路例的電路圖。附圖標(biāo)記說明1:處理室；16:高頻天線(等離子體生成天線)；16-1 16-5:分割天線；18:高頻電源；19:匹配電路；30-廣30-5:并聯(lián)諧振電容電路。
具體實(shí)施例方式下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的概要截面圖，圖2A是表示圖1示出的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的金屬窗和高頻天線的一例的俯視圖。該裝置例如使用于在Fro用玻璃襯底上形成薄膜晶體管時(shí)的金屬膜、ITO膜、氧化膜等的蝕刻、抗蝕劑膜的灰化處理。在此，作為FPD，例示液晶顯示器(LCD)、電致發(fā)光(ElectroLuminescence ；EL)顯不器、等離子體顯不板(F1DP)等。如圖1所示，感應(yīng)耦合等離子體處理裝置具有由導(dǎo)電材料、例如對內(nèi)壁面進(jìn)行了陽極氧化處理(鋁陽極化處理)的鋁構(gòu)成的方筒形狀的密封的處理室I。處理室I通過接地線Ia而接地。通過與處理室I絕緣地形成的金屬窗2，將處理室I的內(nèi)部上下被劃分為天線室3和處理室4。在本例中，金屬窗2構(gòu)成設(shè)置于處理室I的內(nèi)部的頂板，例如以非磁性體且導(dǎo)電性金屬構(gòu)成。非磁性體且導(dǎo)電性金屬的例如是鋁或者包含鋁的合金。在天線室3的側(cè)壁3a與處理室4的側(cè)壁4a之間設(shè)置有向處理室I的內(nèi)側(cè)突出的支承架5以及兼作處理氣體提供用的噴頭 殼體的十字形狀的支承梁6。在支承梁6兼作噴頭殼體的情況下，在支承梁6內(nèi)部形成與被處理襯底G的被處理面平行地延伸的處理氣體流路7。處理氣體流路7與對處理室4內(nèi)噴出處理氣體的多個(gè)處理氣體噴出孔7a連通。支承梁6的上部以與氣體流路7連通的方式連接處理氣體提供管8。處理氣體提供管8從處理室I的頂部向處理室I外側(cè)貫通，與包括處理氣體提供源和閥門系統(tǒng)等的處理氣體提供系統(tǒng)9連接。在進(jìn)行等離子體處理時(shí)，處理氣體從處理氣體提供系統(tǒng)9通過處理氣體提供管8被提供給支承梁6的處理氣體流路7，而且從處理氣體噴出孔7a噴出到處理室4內(nèi)部。支承架5和支承梁6由導(dǎo)電材料、優(yōu)選為由金屬構(gòu)成。作為金屬例如是鋁。如圖2A所示，金屬窗2在本例中被四分割成金屬窗2-廣2_4。在本例中，處理室4的平面形狀為矩形。在本例中，支承梁6以從矩形中心連結(jié)各邊中點(diǎn)的方式形成為俯視觀察時(shí)呈十字形狀，并且支承架5包圍十字形狀的支承梁6的周圍。由此，在支承架5與支承梁6之間形成柵格狀的四個(gè)開口。以四個(gè)金屬窗2-Γ2-4分別堵塞四個(gè)開口的方式，將四個(gè)金屬窗2-f 2-4分別隔著絕緣物10載置于支承架5和支承梁6上。由此，使金屬窗2-Γ2-4與支承架5、支承梁6以及處理室I絕緣，并且金屬窗2-廣2-4彼此之間也相互絕緣。絕緣物10的材料例如是陶瓷、聚四氟乙烯(PTFE)。此外，沿著圖2A中示出的1-1線的截面與圖1示出的截面對應(yīng)。在處理室4的底壁4b上配置有載置臺11。載置臺11由導(dǎo)電材料、例如對表面進(jìn)行了陽極氧化處理的鋁構(gòu)成，在利用絕緣體12使載置臺11與底壁4b絕緣的狀態(tài)下，將載置臺11配置于底壁4b上。另外，載置臺11在本例中通過匹配電路22來與偏置電源23連接。在載置臺11的載置面上載置了被處理襯底G、例如IXD玻璃襯底。載置于載置臺11上的被處理襯底G通過設(shè)置于載置臺11內(nèi)部的未圖示的靜電卡盤被吸附保持在載置臺11的載置面上。另外，在處理室4的側(cè)壁4a上設(shè)置了用于搬入搬出被處理襯底G的搬入搬出口4cο搬入搬出口 4c由13來打開和關(guān)閉。并且，在處理室4的底壁4b上設(shè)置有排氣口 4d。排氣口 4d與排氣管14連接。排氣管14與包括真空泵等的排氣裝置15連接。排氣裝置15通過排氣管14和排氣口 4d來將處理室4內(nèi)部進(jìn)行排氣。例如在對被處理襯底G進(jìn)行等離子體處理期間，將處理室4內(nèi)部設(shè)定為規(guī)定的真空度、例如1.33Pa等低壓力。以高頻(RF)天線16分別與金屬窗2-廣2-4面對的方式，在天線室3內(nèi)部配置高頻(RF)天線16。使高頻天線16與金屬窗2-f 2-4在以由絕緣部件構(gòu)成的隔板21來絕緣的狀態(tài)下分開。高頻天線16是在處理室I內(nèi)部、在本例中在處理室4內(nèi)部生成等離子體的等離子體生成天線。本例的高頻天線16與金屬窗2-Γ2-4對應(yīng)地被分割成四個(gè)部分，構(gòu)成為按每個(gè)金屬窗2-f 2-4而分別獨(dú)立的分割天線16-廣16-4的集合體。如圖2所示，本例的分割天線
16-f16-4分別包括多個(gè)直線天線、在本例中為四個(gè)直線天線。本例的多個(gè)直線天線被配置成從金屬窗2-廣2-4的一端到另一端為止橫跨金屬窗2-廣2-4，并且進(jìn)行并聯(lián)連接。另外，后述聞頻天線電路的電路例。分割天線16-1~16-4各自的一端與供電部件17-f 17-4(在圖1中僅示出17_1、
17-2)。從高頻電源18通過匹配電路19和供電部件17-f17-4，將高頻電力分配提供給分割天線16-f 16-4。高頻電力的頻率例如為13.56MHz。存在于高頻電源18與分割天線16-Γ16-4之間的匹配電路19是在高頻電源18側(cè)與等離子體負(fù)荷側(cè)之間進(jìn)行阻抗匹配的電路，通常被稱為匹配器。匹配器內(nèi)部具備可變電容器或者可變電感器、或者可變電容器和可變電感器，通過對電容器的靜電電容和電感器 的電感進(jìn)行控制，來在高頻電源18側(cè)與等離子體負(fù)荷側(cè)之間進(jìn)行阻抗匹配。分割天線16-廣16-4各自的另一端例如與天線室3的側(cè)壁3a、或者與分開設(shè)置的接地電位部件進(jìn)行連接而接地。此時(shí)，也可以在分割天線16-廣16-4與天線室3的側(cè)壁3a等的接地電位部件之間設(shè)置終端電容器。提供給分割天線16-1 16-4的高頻電力在處理室4內(nèi)部形成感應(yīng)電場。從氣體噴出孔7a噴出到處理室4內(nèi)部的處理氣體通過形成于處理室4內(nèi)部的感應(yīng)電場而等離子體化。上述感應(yīng)耦合等離子體處理裝置構(gòu)成為與由計(jì)算機(jī)構(gòu)成的控制部50進(jìn)行連接而被控制。控制部50與用戶接口 51和存儲部52連接。用戶接口 51包括用于由工序管理者管理感應(yīng)耦合等離子體處理裝置而進(jìn)行命令的輸入操作等的鍵盤、使感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況可視化而顯示的顯示器等。在存儲部52中存儲了用于通過控制部50的控制來實(shí)現(xiàn)由感應(yīng)耦合等離子體處理裝置執(zhí)行各種處理的控制程序、用于根據(jù)處理?xiàng)l件使感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的各結(jié)構(gòu)部執(zhí)行處理的程序即制程程序。此外，可以將制程程序存儲到硬盤、半導(dǎo)體存儲器，也可以將制程程序在收容于CD-ROM、DVD等便攜式存儲介質(zhì)的狀態(tài)下設(shè)置于存儲部52的規(guī)定位置。并且，也可以從其它裝置例如通過專用線路來適當(dāng)?shù)貍鬏斨瞥坛绦?。而且，根?jù)需要，根據(jù)來自用戶接口 51的指示等從存儲部52調(diào)出任意的制程程序而使控制部50執(zhí)行，由此在控制部50的控制下，使感應(yīng)耦合等離子體處理裝置進(jìn)行期望的處理。圖3是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置所具備的高頻天線電路的一個(gè)電路例的電路圖。如圖3所示,高頻天線電路具有上述高頻天線(等離子體生成天線)16、高頻電源18以及匹配電路19。高頻天線16由多個(gè)分割天線、在本例中由四個(gè)分割天線16-f 16-4構(gòu)成。對分割天線16-f 16-4分配從高頻電源18通過匹配電路19之后的高頻電力。本例的分割天線16-1 16-4中，多個(gè)直線天線并聯(lián)連接。在本例中四個(gè)直線天線Lla Lld并聯(lián)連接、…、四個(gè)直線天線L4a L4d并聯(lián)連接。另外，直線天線雖不是線圈天線，但也具有電感成分，因此在圖3中將直線天線Llalld、…、L4a氣4d示為電感器。而且，本例的高頻天線電路具有分別與分割天線16-f 16-4進(jìn)行并聯(lián)連接的并聯(lián)諧振電容電路30-f 30-4。并聯(lián)諧振電容電路30-f 30-4的內(nèi)部包括電容器Cf C4。由此，各個(gè)分割天線16-Γ16-4與各個(gè)并聯(lián)諧振電容電路30-1~30-4構(gòu)成總計(jì)為四個(gè)LC電路。
將分割天線16-f 16-4的電感L的值以及并聯(lián)諧振電容電路30-Γ30-4的靜電電容C的值設(shè)定為，上述LC電路并聯(lián)諧振而分割天線16-f 16-4中流過最大回路電流的值或者LC電路接近并聯(lián)諧振的狀態(tài)而分割天線16-f 16-4中流過足夠大回路電流的值。并聯(lián)諧振的式是以下式(I)。I/LC= ω2...(I)在式⑴中，L是電感，C是靜電電容，ω是角頻率。角頻率ω =2 π f (f是頻率)。以往，在具備分割天線而通過匹配電路從高頻電源來分配提供電流的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置中，為了在處理室內(nèi)部形成大的感應(yīng)電場，當(dāng)要增大流過分各個(gè)割天線的電流時(shí)，必須使大電流流過匹配電路。存在以下情況:當(dāng)使大電流流過匹配電路時(shí)，設(shè)置于匹配電路內(nèi)部的線圈、電容器發(fā)熱，功率損耗增加。針對這種情況，在一個(gè)實(shí)施方式所涉及的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置中，分別將并聯(lián)諧振電容電路30-f 30-4與各個(gè)分割天線16-廣16-4進(jìn)行并聯(lián)連接。在利用這些并聯(lián)諧振電容電路30-1~30-4來進(jìn)行等離子體處理時(shí)，使包括分割天線16-Γ16-4和并聯(lián)諧振電容電路30-f 30-4的LC電路進(jìn)行并聯(lián)諧振或者處于接近并聯(lián)諧振的狀態(tài)。由此，回路電流流過上述LC電路。回路電流流過LC電路的結(jié)果是，即使將流過匹配電路19的電流抑制為較小，也能夠使大的電流流過分割天線16-1 16-4。能夠減小流過匹配電路19的電流，由此流過設(shè)置于匹配電路19內(nèi)部的線圈Lmatch、電容器Clmatch、C2match的電流值變小,從而能夠抑制這些線圈Lmatch、電容器Clmatch、C2match的發(fā)熱。因而，根據(jù)具備一個(gè)實(shí)施方式所涉及的分割天線的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，能夠得到如下高頻天線電路以及感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，能夠抑制匹配電路的發(fā)熱，而且能夠在具備分割天線而通過匹配電路從高頻電源分配提供電流的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的處理室內(nèi)部形成足夠的感應(yīng)電場。在上述一個(gè)實(shí)施方式中，將并聯(lián)諧振電容電路30-Γ30-4中包含的電容器C1 C4設(shè)為容量固定型。但是，電容器Cf C4并不限定于容量固定型，如圖4所示，也可以設(shè)為容量可變型電容器VCf VC4。在使用容量可變型電容器VCf VC4的情況下，能夠按照每個(gè)分割天線16-廣16-4獨(dú)立地分別調(diào)節(jié)并聯(lián)諧振電容電路30-廣30-4的靜電電容。因此，能夠按每個(gè)分割天線16-f 16-4來分別調(diào)節(jié)并聯(lián)諧振的狀態(tài)。另外，容量可變型電容器VC1 VC4的價(jià)格高于容量固定型電容器CfC4。因此，在希望將感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的價(jià)格抑制為較低的情況下，作為并聯(lián)諧振電容電路30-Γ30-4的電容器優(yōu)選為容量固定型電容器ClH相對地，在希望調(diào)節(jié)形成于處理室4內(nèi)部的感應(yīng)電場的強(qiáng)度來控制處理室4內(nèi)部的等離子體分布的情況下等，作為并聯(lián)諧振電容電路30-Γ1~30-4的電容器優(yōu)選為容量可變型電容器VCl VC4。另外，如圖5所示，也可以在供電路徑中的電流分配點(diǎn)NI與分割天線16-Γ16-4和并聯(lián)諧振電容電路30-f 30-4的分配點(diǎn)側(cè)連接點(diǎn)N2之間設(shè)置分配電流控制用的容量可變型電容器VCa VCd。在設(shè)置了分配電流控制用的容量可變型電容器VCalCd的情況下，能夠按每個(gè)分割天線16-廣16-4獨(dú)立地分別調(diào)節(jié)提供給分割天線16-廣16-4的分配電流。通過調(diào)節(jié)分配電流，也能夠按每個(gè)分割天線16-1~16-4來調(diào)節(jié)形成于處理室4內(nèi)部的感應(yīng)電場的強(qiáng)度，例如能夠控制生成于處理室4內(nèi)部的等離子體分布。
當(dāng)然，分配電流控制用的容量可變型電容器VCalCd能夠與圖4示出的并聯(lián)諧振控制用的容量可變型電容器VCf VC4 —起使用。在一起使用的情況下，能夠分別獨(dú)立地控制分配電流和并聯(lián)諧振，因此例如能夠得到能夠以更高精度對等離子體分布進(jìn)行控制這種優(yōu)點(diǎn)。另外，在處理室4的內(nèi)部的等離子體分布中按每個(gè)應(yīng)用存在最佳分布。例如，在存儲部52中存儲按每個(gè)應(yīng)用成為最佳等離子體分布的容量可變型電容器VCrVC4的電容值或者容量可變型電容器VCalCd的電容值、或者其兩者的電容值，根據(jù)應(yīng)用來調(diào)節(jié)容量可變型電容器VCf VC4或者容量可變型電容器VCalCd、或者其兩者的電容值。由此，在一臺感應(yīng)耦合型等離子體處理裝置中能夠進(jìn)行以下 等離子體處理:按照每個(gè)應(yīng)用在處理室4內(nèi)部形成最佳的等離子體分布。另外，如圖6所示，也可以不按分割后的每個(gè)金屬窗2-f 2-4來對分割天線進(jìn)行分害I]。在圖6示出的例子中，對金屬窗2-1~2-4設(shè)置了五個(gè)分割天線16-廣16-5。在本例中，將分割天線16-廣16-4配置于處理室4頂板的周緣部，將分割天線16-5配置于處理室4的中央部。另外，如圖7的電路圖所示，并聯(lián)諧振電容電路30-Γ30-5分別與分割天線16-Γ16-5進(jìn)行并聯(lián)連接。這樣，即使不按每個(gè)金屬窗2-1~2-4來對分割天線16-f 16-5進(jìn)行分割，也能夠得到上述優(yōu)點(diǎn)。另外，例如也可以如圖8所示，在圖2A示出的分割天線中，在分割天線16-1~16-4與分割天線16-廣16-4和并聯(lián)諧振電容電路30-f 30-4的接地點(diǎn)側(cè)連接點(diǎn)N3之間設(shè)置電流表40。利用電流表40來監(jiān)視實(shí)際流過分割天線16-廣16-4的電流值，將其監(jiān)視結(jié)果反饋到分配電流控制用的容量可變型電容器VCa VCe，例如調(diào)節(jié)容量可變型電容器VCalCe的電容容量，使得處理室4內(nèi)部的等離子體分布變得均勻，或者使處理室4內(nèi)部的等離子體分布成為應(yīng)用的最佳分布。通過設(shè)為這種結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)實(shí)際流過分割天線16-f 16-4的電流的值來控制分配電流，從而能夠更高精度地控制生成于處理室4內(nèi)部的等離子體分布。另外，如圖9所示，在并聯(lián)諧振電容電路30-1~30-4具備容量可變型電容器VCrVC4的情況下，也可以將電流表40的監(jiān)視結(jié)果反饋到諧振狀態(tài)控制用的容量可變型電容器VCfVC4。在該情況下，能夠根據(jù)實(shí)際流過分割天線16-f 16-4的電流的值，控制由并聯(lián)諧振電容電路30-廣30-4和分割天線16-廣16-4構(gòu)成的LC電路的諧振狀態(tài)，使得處理室4內(nèi)部的等離子體分布變得均勻，或者使處理室4內(nèi)部的等離子體分布成為應(yīng)用的最佳分布，由此能夠控制流過各分割天線的電流。另外，雖沒有特別進(jìn)行圖示，但是還能夠?qū)㈦娏鞅?0的監(jiān)視結(jié)果反饋到諧振狀態(tài)控制用的容量可變型電容器VCrVC4和分配電流控制用的容量可變型電容器VCa VCd，來控制上述LC電路的諧振狀態(tài)和分配電流兩者。在該情況下，能夠進(jìn)一步改善控制的控制性能，以使處理室4內(nèi)部的等離子體分布變得均勻，或者使處理室4內(nèi)部的等離子體分布成為應(yīng)用的最佳分布。此外，在圖8和圖9中說明了分割天線被分割成四個(gè)部分的情況，但是，當(dāng)然即使在分割天線如圖6所示那樣被分割成五個(gè)部分的情況下也同樣地能夠設(shè)置電流表來測量電流值，控制各容量可變型電容器，能夠控制等離子體密度的分布。
另外，如圖6所示，在將分割天線分割成頂板中央部的分割天線16-5和頂板周緣部的分割天線16-f 16-4的情況下，如圖10所示，例如還可以是，在接近電流提供部的中央部的分割天線16-5中不設(shè)置容量可變型電容器VCe。同樣地，如圖11所示，還能夠僅將與中央部的分割天線16-5并聯(lián)連接的并聯(lián)諧振電容電路30-5設(shè)為容量固定型電容器C5。這樣，能夠根據(jù)與流過其它分割天線16-廣16-4的電流值之比，來決定實(shí)際流過中央部的分割天線16-5的電流值，從而能夠控制向周緣部的分割天線16-1~16-4的分配電流或者各LC電路中的諧振狀態(tài)或者其兩者。因此，能夠得到以下優(yōu)點(diǎn):能夠減少容量可變型電容器的數(shù)量，通過更簡單的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)根據(jù)實(shí)際流過分割天線16-f 16-4的電流值來控制分配電流或者各LC電路中的諧振狀態(tài)或者其兩者。另外，即使在如圖2B所示那樣將周緣部設(shè)為分割天線16-f 16-8的八分割，與中央的分割天線16-9 —起作為整體設(shè)為3X3的柵格狀的九分割的情況下、如圖2C所示那樣通過分割天線16-廣16-25的5X5的柵格狀進(jìn)行二十五分割的情況下，同樣地，也能夠?qū)⑴c中央的分割天線16-9或者16-25并聯(lián)連接的電容器設(shè)為容量固定型電容器，將與其它分割天線并聯(lián)連接的電容器設(shè)為容量可變型電容器。并且，即使在分割成超過二十五的多個(gè)部分而且在中央具有分割天線的情況下，同樣地，也能夠應(yīng)用上述變形例。另外，在并不限于使作為基準(zhǔn)的與容量固定型電容器并聯(lián)連接的分割天線處于中央的情況下，在分割成2X2的四分割、4X4的十六分割等偶數(shù)而中央不存在分割天線的情況下也能夠應(yīng)用上述變形例。另外，在上述實(shí)施方式中，作為處理室4的頂板使用了金屬窗2，但是作為處理室4的頂板也可以使用電介質(zhì)窗、例如石英制的窗。在對處理室4的頂板使用電介質(zhì)窗2a_f 2a_4的情況下，如圖12所示，能夠?qū)⒎指钐炀€16-f 16-4設(shè)為螺旋天線，而不是直線天線。在設(shè)為螺旋天線的情況下，如圖13的電路圖所示，分割天線16-1~16-4分別由一個(gè)線圈LfL4構(gòu)成。因此，與多個(gè)直線天線并聯(lián)連接的情況相比，天線數(shù)量減少而流過匹配電路19的電流減小。但是，仍然通過匹配電路19從高頻電源18將電流分別分配至分割天線16-f 16-4。因此，即使分割天線16_f 16_4分別由一個(gè)螺旋天線構(gòu)成，將并聯(lián)諧振電容電路30-f 30-4與螺旋天線進(jìn)行并聯(lián)連接，也能夠進(jìn)一步減少流過匹配電路19的電流，也能夠得到上述優(yōu)點(diǎn)。隨著分割天線的分割數(shù)量如本實(shí)施方式那樣例如從“2X2=4”增加到“3X3=9”、“4X4=16”、“5X5=25”、…、能夠更好地得到上述優(yōu)點(diǎn)。另外，如圖12所示，電介質(zhì)窗2a_f 2a_4不隔著絕緣物10而被載置于支承架5和支承梁6上。另外，并未特別圖示，但是對頂板使用電介質(zhì)窗的情況下，也可以不對電介質(zhì)窗本身進(jìn)行分割。這種圖12、圖13示出的例子能夠與圖1圖11示出的例子一起使用。另外，在本實(shí)施的方式中，詳細(xì)說明了被分割成四個(gè)以上分割天線，但是并不限定于此，即使在被分割成兩個(gè)或者三個(gè)部分的分割天線的情況下，如果被分割成多個(gè)部分則也能夠同樣地應(yīng)用。另外，作為由感應(yīng)耦合等離子體處理裝置進(jìn)行的等離子體處理，能夠舉出灰化、蝕亥Ij、CVD成膜等。另外，作為被處理襯底使用了 FPD襯底，但是作為被處理襯底，也能夠應(yīng)用于對半導(dǎo)體晶圓等其它襯底進(jìn)行處理的情況。
權(quán)利要求
1.一種高頻天線電路，其用于在感應(yīng)耦合等離子體處理裝置中、在處理襯底的處理室內(nèi)生成感應(yīng)稱合等離子體，該高頻天線電路的特征在于，具有: 等離子體生成天線，其用于在上述處理室內(nèi)生成等離子體； 高頻電源，其對上述等離子體生成天線提供高頻電力； 匹配電路，其存在于上述高頻電源與上述等離子體生成天線之間； 多個(gè)分割天線，其構(gòu)成上述等離子體生成天線，被分配通過上述匹配電路之后的高頻電力；以及 并聯(lián)諧振電容電路，其被設(shè)置成分別與上述多個(gè)分割天線并聯(lián)。
2.—種感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其在處理襯底的處理室內(nèi)生成感應(yīng)耦合等離子體，該感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的特征在于，具有: 頂板，其設(shè)置于上述處理室內(nèi)上部； 等離子體生成天線，其設(shè)置于上述頂板上，由多個(gè)分割天線構(gòu)成；以及 并聯(lián)諧振電容電路，其被設(shè)置成分別與上述多個(gè)分割天線并聯(lián)。
3.根據(jù)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， 上述頂板由與上述多個(gè)分割天線相同數(shù)量的分割得到的金屬板構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于， 上述多個(gè)分割天線分別與上述分割得到的金屬板對應(yīng)，形成為直線狀且多個(gè)并聯(lián)連 接。
5.根據(jù)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， 上述頂板至少由一個(gè)以上的電介質(zhì)板構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于， 上述多個(gè)分割天線分別形成為螺旋狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求2飛中的任一項(xiàng)所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于， 上述并聯(lián)諧振電容電路中的至少一個(gè)包括與上述分割天線并聯(lián)連接的容量固定型電容器。
8.根據(jù)權(quán)利要求2飛中的任一項(xiàng)所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于， 上述并聯(lián)諧振電容電路中的至少一個(gè)包括與上述分割天線并聯(lián)連接的諧振狀態(tài)控制用的容量可變型電容器。
9.根據(jù)權(quán)利要求21中的任一項(xiàng)所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于， 還具備分配電流控制用的容量可變型電容器，該分配電流控制用的容量可變型電容器設(shè)置于對上述分割天線分配電流的電流分配點(diǎn)與上述分割天線和上述并聯(lián)諧振電容電路的分配點(diǎn)側(cè)的連接點(diǎn)之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于， 上述分割天線包括配置于頂板的中央部的分割天線以及配置于頂板的周緣部的分割天線， 針對配置于上述頂板的周緣部的分割天線，設(shè)置上述諧振狀態(tài)控制用的容量可變型電容器。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于， 上述分割天線包括配置于頂板的中央部的分割天線以及配置于頂板的周緣部的分割天線， 針對配置于上述頂板的周緣部的分割天線，設(shè)置上述諧振狀態(tài)控制用的容量可變型電容器。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于， 上述分割天線包括配置于頂板的中央部的分割天線以及配置于頂板的周緣部的分割天線， 針對配置于上述頂板的周緣部的分割天線，設(shè)置上述諧振狀態(tài)控制用的容量可變型電容器以及上述分配電流控制用的容量可變型電容器。
13.根據(jù)權(quán)利要求8、10、12中的任一項(xiàng)所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于， 還具備設(shè)置于上述分割天線與接地點(diǎn)之間的電流表， 上述感應(yīng)耦合等離子體處理裝置構(gòu)成為將上述電流表的監(jiān)視結(jié)果反饋到上述諧振狀態(tài)控制用的容量可變型電容器，對包括上述分割天線和上述并聯(lián)諧振電容電路的LC電路的諧振狀態(tài)進(jìn)行控制。
14.根據(jù)權(quán)利要求9、11、12中的任一項(xiàng)所述的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，其特征在于， 還具備設(shè)置于上述分割天線與接地點(diǎn)之間的電流表， 上述感應(yīng)耦合等離子體處理裝置構(gòu)成為將上述電流表的監(jiān)視結(jié)果反饋到上述分配電流控制用的容量可變型電容器， 對向上述分割天線的分配電流進(jìn)行控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及高頻天線電路以及感應(yīng)耦合等離子體處理裝置，高頻天線電路能夠抑制匹配電路的發(fā)熱，而且能夠提高具備分割天線的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的功率效率。高頻天線電路用于在感應(yīng)耦合等離子體處理裝置中、在處理襯底的處理室內(nèi)生成感應(yīng)耦合等離子體，該高頻天線電路具有等離子體生成天線，其用于在處理室內(nèi)生成等離子體；高頻電源，其對等離子體生成天線提供高頻電力；匹配電路，其存在于高頻電源與等離子體生成天線之間；多個(gè)分割天線，其構(gòu)成等離子體生成天線，被分配通過匹配電路之后的高頻電力；以及并聯(lián)諧振電容電路，其被設(shè)置成與多個(gè)分割天線中的各個(gè)分割天線并聯(lián)。
文檔編號H05H1/46GK103108483SQ201210461279
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者佐佐木和男, 里吉務(wù) 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社