CN103094047A

CN103094047A - 感应耦合等离子体处理装置

Info

Publication number: CN103094047A
Application number: CN2013100025076A
Authority: CN
Inventors: 佐佐木和男
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2009-01-14
Filing date: 2010-01-14
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2030-01-14
Also published as: JP5479867B2; KR20110095843A; TW201119519A; KR20100083746A; CN101795528A; CN103094047B; US20100175831A1; JP2011029584A; CN101795528B; TWI505753B; KR101156943B1; US8597463B2

Abstract

本发明提供一种感应耦合等离子体处理装置，其能够应对被处理基板的大型化。该等离子体处理装置包括：收容被处理基板，实施等离子体处理的处理室（4）；在处理室（4）内载置被处理基板G的载置台（23）；向处理室（4）内供给处理气体的处理气体供给系统（20）；对处理室（4）内进行排气的排气系统（30）；在处理室（4）内形成感应电场的高频天线（13）；和向高频天线（13）供给高频电力的第一高频电源（15），在高频天线（13）和处理室（4）之间，形成有与构成处理室（4）的主体容器（1）绝缘地形成的为非磁性体的导电性的金属窗（2）。

Description

感应耦合等离子体处理装置

本申请是2010年1月14日提出的申请号为201010003194.2的同名申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及对液晶显示装置（LCD）等平板显示器（FPD）制造用的玻璃基板等基板实施等离子体处理的感应耦合等离子体处理装置。

背景技术

在液晶显示装置（LCD）等的制造工序中，为了对玻璃基板施加规定的处理，使用等离子体蚀刻装置、等离子体CVD成膜装置等各种等离子体处理装置。作为这样的等离子体处理装置，以往多使用电容耦合等离子体处理装置，但近来具有能够得到高密度的等离子体这样的大的优点的感应耦合等离子体（Inductively Coupled Plasma：ICP）处理装置受到关注。

感应耦合等离子体处理装置在收容被处理基板的处理室的电介质窗的外侧配置有高频天线，向处理室内供给处理气体并向该高频天线供给高频电力，由此在处理室内生成感应耦合等离子体，通过该感应耦合等离子体对被处理基板施加规定的等离子体处理。作为感应耦合等离子体处理装置的高频天线，多使用成为平面状的规定图案的平面天线。作为公知例，有专利文献1。

近来，被处理基板的大小逐步大型化。例如，举LCD用的矩形玻璃基板为例，短边×长边的长度从约1500mm×约1800mm的大小向约2200mm×约2400mm的大小改变，进而向约2800mm×约3000mm的大小改变，这种大型化显著。

在为感应耦合等离子体处理装置的情况下，在高频天线和处理室之间存在电介质窗。如果被处理基板大型化，则电介质窗也被大型化。对于电介质窗，如专利文献1中所记载的那样，一般使用石英玻璃或者陶瓷。

但是，石英玻璃、陶瓷较脆，不适合大型化。因此，例如如专利文献2记载的那样，通过将石英玻璃分割来应对电介质窗的大型化。

但是，被处理基板的大型化仍然显著。因此，即使利用专利文献2所记载的那样的分割电介质窗的方法，也变得难以应对大型化。

专利文献1：日本专利第3077009号公报

专利文献2：日本专利第3609985号公报

发明内容

本发明是鉴于这些问题而完成的，本发明的目的在于，提供能够应对被处理基板的大型化的感应耦合等离子体处理装置。

为了解决上述问题，本发明的一个实施方式的感应耦合等离子体处理装置包括：收容被处理基板，实施等离子体处理的处理室；在上述处理室内载置被处理基板的载置台；向上述处理室内供给处理气体的处理气体供给系统；对上述处理室内进行排气的排气系统；在上述处理室内形成感应电场的高频天线；和向上述高频天线供给高频电力的第一高频电源，在上述高频天线与上述处理室之间，形成有与构成上述处理室的主体容器绝缘地形成的、为非磁性体的导电性的金属窗。

根据本发明，能够提供能够应对被处理基板的大型化的感应耦合等离子体处理装置。

附图说明

图1是概略地表示本发明的第一实施方式的感应耦合等离子体处理装置。

图2是表示在第一实施方式的感应耦合等离子体处理装置中使用的为非磁性体的导电性的金属窗的一个例子的俯视图。

图3是表示在第一实施方式的感应耦合等离子体处理装置中使用的高频天线的一个例子的俯视图。

图4是更加概略地表示第一实施方式的感应耦合等离子体处理装置的图。

图5是表示从第一实施方式的感应耦合等离子体处理装置得到的等离子体电子密度的图。

图6是表示推测得到的等离子体生成原理的图。

图7是表示四分割型金属窗的一个例子的俯视图。

图8是表示四分割型金属窗的另一个例子的俯视图。

图9是表示使高频天线为直线状的情况下的金属窗的一个例子的俯视图。

图10是表示本发明的第二实施方式的感应耦合等离子体处理装置所具备的金属窗的一个例子的俯视图。

图11是表示金属窗的具体的一个例子的截面图。

图12是表示本发明的第二实施方式的感应耦合等离子体处理装置所具备的金属窗的另一个例子的俯视图。

图13是表示本发明的第三实施方式的感应耦合等离子体处理装置所具备的金属窗的一个例子的截面图。

图14是概略地表示本发明的第四实施方式的感应耦合等离子体处理装置所具备的金属窗的一个例子的截面图。

图15是表示本发明的第五实施方式的感应耦合等离子体处理装置所具备的电容耦合模式电路的一个电路例的电路图。

图16是表示高频天线侧的电路和电容耦合模式电路侧的各阻抗的可变电容器的电容依存性的图。

图17是表示等离子体电子密度分布的图。

图18是表示贴附在金属窗2的腔室侧表面的SiO膜的削减量的图。

图19A是表示本发明的第六实施方式的感应耦合等离子体处理装置所具备的金属窗的一个例子的俯视图，图19B是图19A所示的金属窗的立体图。

图20是概略地表示本发明的第七实施方式的感应耦合等离子体处理装置的一个例子的截面图。

图21是表示从第七实施方式的感应耦合处理装置得到的等离子体电子密度的图。

符号的说明

1 主体容器

2 金属窗

3 天线室

4 处理室

13 高频天线

14 匹配器

15 第一高频电源

16 供电部件

20 处理气体供给系统

23 载置台

29 第二高频电源

30 排气装置

50 控制部

51 用户界面

52 存储部

60 电容耦合模式电路

VC 可变电容器

G 被处理基板

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

（第一实施方式）

图1是概略地表示本发明的第一实施方式的感应耦合等离子体处理装置的截面图，图2是表示在该感应耦合等离子体处理装置中使用的为非磁性体的导电性的金属窗的一个例子的俯视图，图3是表示在该感应耦合等离子体处理装置中使用的高频天线的一个例子的俯视图。该装置用于例如在FPD用玻璃基板上形成薄膜晶体管时的金属膜、ITO膜、氧化膜等的蚀刻、和抗蚀剂膜的灰化处理。此处，作为FPD，能够例示液晶显示器（LCD）、电致发光（Electro Luminescence：EL）显示器、等离子体显示面板（PDP）等。

该等离子体处理装置具有由导电性材料、例如内壁面被阳极氧化处理（alumite处理）过的铝构成的角筒形状的气密的主体容器1。该主体容器1通过接地线1a接地。主体容器1通过与该主体容器1绝缘地形成的金属窗2被上下区划为天线室3和处理室4。金属窗2在本例中构成处理室4的顶壁。金属窗2例如由为非磁性体的导电性的金属构成。为非磁性体的导电性的金属例如为铝或含铝的合金。

在主体容器1的天线室3的侧壁3a与处理室4的侧壁4a之间，设置有向主体容器1的内侧突出的支承板5、和兼作处理气体供给用的喷淋壳体的十字形状的支承梁11。在支承梁11兼作喷淋壳体的情况下，在支承梁11的内部，形成有相对于被处理基板G的被处理面平行地延伸的气体流路12，该气体流路12与向处理室4内喷出气体的多个气体喷出孔12a连通。此外，在支承梁11的上部，以与气体流路12连通的方式设置有气体供给管20a。气体供给管20a从主体容器1的顶板向其外侧贯通，与包括处理气体供给源和阀系统等的处理气体供给系统20连接。因此，在等离子体处理中，从处理气体供给系统20供给的处理气体经由气体供给管20a被供向支承梁11内，被从气体喷出孔12a向处理室4内喷出。支承板5、和支承梁11由导电材料构成、优选由金属构成。作为金属的例子为铝。

另外，在本例中，金属窗2如图2所示被四分割（分成4部分）为金属窗2-1~2-4，这四个金属窗2-1~2-4隔着绝缘物6被载置在支承板5、和支承梁11之上。在本例中，令与载置台23相对的处理室4的壁面形状为矩形，沿着从该矩形的中心连接各边的中点的线，金属窗2被四分割为金属窗2-1~2-4。这样，被四分割为矩形的格状的金属窗2-1~2-4隔着绝缘物6载置在支承板5、和支承梁11上，由此与支承板5、支承梁11、以及主体容器1绝缘，并且金属窗2-1~2-4彼此互相绝缘。绝缘物6的材料例是，例如是陶瓷、聚四氟乙烯（polytetrafluoroethylene：PTFE）。

在天线室3内，在金属窗2之上以面对该金属窗2的方式配置有高频（RF）天线13。该高频天线13通过由绝缘部件构成的间隔物17与金属窗2分开。高频天线13如图3所示构成蜗形天线，金属窗2沿着从该蜗旋的中心向周边放射状地延伸的线被分割。

在等离子体处理中，从第一高频电源15经供电部件16向高频天线13供给感应电场形成用的例如频率为13.56MHz的高频电力。本例的高频天线13，在其中心部的周围，在距中心大致相同半径的位置且各偏离90°的位置具有与供电部件16连接的4个供电部41、42、43、44，从这些各供电部41、42、43、44各有2根天线的线向外侧延伸。在各天线的线的终端连接有电容器18，各天线经电容器18接地。利用被这样供给高频电力的高频天线13，在处理室4内形成感应电场，从多个气体喷出孔12a供给的处理气体被该感应电场等离子体化。

在处理室4内的下方，以夹着金属窗2与高频天线13相对的方式，设置有用于载置被处理基板G例如LCD玻璃基板的载置台23。载置台23由导电性材料例如表面被阳极氧化处理过的铝构成。载置在载置台23上的被处理基板G被静电吸盘（未图示）吸附保持。

载置台23被收纳在绝缘体框24内，进而被中空的支柱25支承。支柱25在维持气密状态的情况下贯通主体容器1的底部，由配置于主体容器1外的升降机构（未图示）支承，在被处理基板G的搬入搬出时载置台23通过升降机构而在上下方向被驱动。另外，在收纳载置台23的绝缘体框24与主体容器1的底部之间，配置有气密地包围支柱25的蛇形管26，由此，即使由于载置台23的上下动也能够保证处理室4内的气密性。另外，在处理室4的侧壁4a设置有用于搬入搬出被处理基板G的搬入搬出口27a和将其开闭的闸阀27。

载置台23通过设置在中空的支柱25内的供电线25a，经匹配器28与第二高频电源29连接。该第二高频电源29，在等离子体处理中，向载置台23施加偏置用的高频电力，例如频率为3.2MHz的高频电力。利用该偏置用的高频电力，在处理室4内生成的等离子体中的离子被有效地引入基板G。

进一步，在载置台23内，设置有用于控制基板G的温度的、包括陶瓷加热器等加热单元和冷却介质流路等的温度控制机构；和温度传感器（均未图示）。相对于这些机构和部件的配管、配线，均通过中空的支柱25被导出到主体容器1外。

在处理室4的底部，通过排气管31连接有包括真空泵等的排气装置30。利用该排气装置30对主体容器4进行排气，在等离子体处理中，处理室4内被设定并维持为规定的真空气氛（例如1.33Pa）。

在载置于载置台23上的被处理基板G的背面侧形成有冷却空间（未图示），设置有用于供给He气体作为一定的压力的热传递用气体的He气体流路45。在He气体流路45上连接有He气体管线46，该He气体管线46经压力控制闸阀47与未图示的He源连接。

该等离子体处理装置的各构成部与由计算机构成的控制部50连接而被控制。此外，在控制部50连接有用户界面51，该用户界面51包括：工序管理者为了对等离子体处理装置进行管理而进行指令的输入操作等的键盘；以及使等离子体处理装置的运行状况可视化而进行显示的显示器等。进一步，在控制部50上连接有存储部52，该存储部52存储有用于在控制部50的控制下实现由等离子体处理装置执行的各种处理的控制程序；以及用于根据处理条件使等离子体处理装置的各构成部执行处理的程序即处理方案（recipe）。处理方案既可以存储在硬盘、半导体存储器中，也可以在收容于CD-ROM、DVD等可移动的存储介质中的状态下设置在存储部52的规定位置。进而，例如也可以经专用线路从另一方的装置适当地传送处理方案。并且，根据需要，根据来自用户界面51的指示等而将任意的处理方案从存储部52调出而使控制部50执行，由此，在控制部50的控制下，能够在等离子体处理装置中进行希望的处理。

根据第一实施方式的感应耦合等离子体处理装置，使在现有技术中为电介质例如石英制的窗，为非磁性体的导电性的金属例如铝制或含有铝的合金制的金属窗2。由此，金属窗2的刚性，与为电介质例如石英制的情况相比提高，能够应对被处理基板的大型化。在图4中，表示比图1更进一步简略化后的结构。

图5表示图1或图4所示的感应耦合等离子体处理装置中的沿着连接被处理基板G的中央和短边中央的线的等离子体电子密度测定结果。

如图5所示，在功率为5000W时，能够确认到在中央（X=0）及其附近，生成具有大致6×10¹⁰cm^-3的等离子体电子密度的高密度等离子体。

图6表示该被推测的等离子体生成原理。

如图6所示，由于在高频天线13中流动的电流I_RF，在金属窗2的上表面（高频天线侧表面）产生蜗电流I_LOOP。金属窗2与支承板5、支承梁11、以及主体容器1绝缘。因此，在金属窗2的上表面流动的蜗电流I_LOOP流向金属窗2的侧面。进而，流过金属窗2的侧面的蜗电流I_LOOP流向金属窗2的下表面（处理室侧表面），进而，经金属窗2的侧面，再次返回到金属窗2的上表面。这样，生成从金属窗2的上表面（高频天线侧表面）至下表面（处理室侧表面）进行循环的蜗电流I_LOOP。在该循环的蜗电流I_LOOP中的、流过金属窗2的下表面的电流在处理室4内形成感应电场。通过在处理室4内形成感应电场，处理室4内的气体被激励而生成等离子体。生成原理被如此推测。进而，流过金属窗2的下表面的电流对在处理室4内生成的等离子体的表皮（数cm左右）进行感应加热。这样，生成高密度的等离子体。图7表示四分割型金属窗的一个平面例，图8表示四分割型金属窗的另一个平面例。

进一步，是否分割金属窗2，根据高频天线13的平面形状决定。例如，在高频天线13的平面形状如图3所示为蜗旋状、或为环状的情况下，如图7、或图8所示那样，沿着从蜗旋状或环状的高频天线13的中心向周边放射状地延伸的线分割金属窗2。这是因为，在高频天线13的平面形状为蜗旋状或环状的情况下，如果使金属窗2为一块板，则由于高频天线13而在金属窗2的上表面形成的蜗电流I_LOOP仅在金属窗2的上表面循环。即，不循环至金属2的下表面。因此，将金属窗2分割为多个，并且必须使分割为多个的金属窗2相互绝缘。

与此相对，在高频天线13的形状例如如图9所示为直线状的情况下，能够以一块板构成金属窗2。

这样，根据第一实施方式，使以往用电介质构成的窗为非磁性体的导电性的金属窗2，由此使得窗自身的刚性提高，能够提供能够应对被处理基板的大型化的感应耦合等离子体处理装置。

（第一变形例）

另外，在第一实施方式的感应耦合等离子体处理装置中，也可以在金属窗2的表面形成电介质膜。电介质膜例如是阳极氧化膜、或喷镀陶瓷膜。

这样，通过在金属窗2的表面、至少在处理室4侧表面形成阳极氧化膜、或喷镀陶瓷膜的覆膜，使金属窗2保持原状态，例如使铝、或者包含铝的合金制的金属窗2保持原状态，与露出在处理室4侧的情况相比，能够使金属窗2的耐等离子体性提高。

（第二变形例）

另外，在金属窗2的处理室4侧表面也可以设置电介质盖。电介质盖例如是石英制的盖、或陶瓷制的盖。陶瓷例如是氧化铝陶瓷。

这样，通过用石英制的盖、或陶瓷制的盖覆盖金属窗2的处理室4侧表面，使金属窗2保持原状态，例如使铝、或者包含铝的合金制的金属窗2保持原状态，与露出在处理室4侧的情况相比，能够使金属窗2的耐等离子体性提高。

（第三变形例）

另外，也可以在金属窗2的表面，形成比构成该金属窗2的材料的电导率高、且为非磁性体的导电性的膜。如上述所示，在金属窗2的表面，流动循环电流I_LOOP。如果提高金属窗2的表面的电导率，则能够更加高效地生成由在高频天线13中流动的电流生成的循环电流I_LOOP。

例如在金属窗2由铝、或者包含铝的合金构成的情况下，为非磁性体的导电性的膜例如是铜或包含铜的合金、或银或包含银的合金。

这些第一~第三变形例，也能够适用于下面说明的其他的实施方式。

（第二实施方式）

如图9所示，通过使高频天线13的形状为直线状，能够以一块板构成金属窗2。在使金属窗2为一块板的情况下，不需要支承梁11。因此，在哪里形成气体喷出孔12a成为选择事项。也可以在主体容器1的侧壁形成气体喷出孔12a。但是，考虑到金属窗2与电介质例如石英、陶瓷相比加工性良好，能够在金属窗2自身上形成气体流路12、和气体喷出孔12a。

图10是表示本发明的第二实施方式的感应耦合等离子体处理装置所具备的金属窗2b的一个例子的俯视图。

如图10所示，在金属窗2b形成有气体流路12。在本例中，气体流路12通过在金属窗2b内部设置喷淋头的气体扩散室那样的空间而形成。空间状的气体流路12与图1所示的气体供给管20a连接，同样地从图1所示的气体供给系统20供给处理气体。由气体流路12供给的处理气体经与气体流路12连通的多个气体喷出孔12a向处理室4的内部喷出。

这样，也能够在金属窗2形成气体流路12、和气体喷出孔12a。

图11是表示金属窗2b的更加具体的一个例子的截面图。

如图11所示，本例的金属窗2b包括：喷淋板102，其具有面对处理室4的内部的多个气体喷出孔12a；以及主体101，其具有与喷淋板102的周缘对应的缘部103和被缘部103包围的凹部。通过在缘部103安装喷淋板102，主体101的凹部成为气体扩散室那样的空间状的气体流路12。在喷淋板102和缘部103之间设有气密密封部件104。通过设置气密密封部件104，防止从喷淋板102和缘部103之间泄露气体。气密密封部件104例如是O形环。

在主体101的与喷淋板102的安装面相反一侧的面，形成有与气体流路12连通的气体供给孔105。在气体供给孔105，经绝缘物106安装有供给管20a。通过利用绝缘物106将气体供给管20a安装在气体供给孔105上，能够抑制从金属窗2b的上表面流向下表面的蜗电流I_LOOP流入气体供给管20a。

进一步，在本例的金属窗2b中，在喷淋板102和缘部103之间，设置有电接触部件107。电接触部件107具有如下作用：使主体101与喷淋板102的电接触更加可靠。例如，存在在喷淋板102与缘部103之间产生微小的空隙的情况，该空隙起因于由喷淋板102的自重引起的微小的弯曲。此外，在如本例那样，在喷淋板102与缘部103之间设置O形环那样的气密密封部件104的情况下，间隙更加容易产生。当产生这样的间隙时，存在妨碍蜗电流I_LOOP流到喷淋板102的下表面（处理室侧表面）的问题。如本例那样，通过在喷淋板102与缘部103之间设置电接触部件107能够消除这样的问题。作为这样的电接触部件107的一个例子，能够列举可伸缩的导电性部件。进一步，作为可伸缩的导电性部件的一个例子，能够列举将导电性部件卷成螺旋状的部件，具体而言，能够列举金属制的屏蔽螺旋（shield spiral）。

图12是表示本发明的第二实施方式的感应耦合等离子体处理装置所具备的金属窗2b的另一个例子的俯视图。

如图12所示，在将金属窗2b分割为多个，例如在四分割为金属窗2b-1~2b-4的情况下，也能够对分割的各金属窗2b-1~2b-4，形成气体流路12、和气体喷出孔12a。

例如，在具备四分割得到的金属窗2b-1~2b-4的感应耦合等离子体处理装置中，气体喷出孔12a形成在十字型的支承梁11上。因此，对处理室4的气体喷出孔12a的分布，不得不为十字型。因此，在处理室4的内部，难以使处理气体的分布均匀。

与此相对，如图12所示的金属窗2b-1~2b-4所示那样，通过在金属窗2b-1~2b-4中也形成气体流路12和气体喷出孔12a，能够使对于处理室4的气体喷出孔12a的分布与十字型相比更加均匀。

此外，如本例那样，即使在将金属窗2b分割为金属窗2b-1~2b-4这样的情况下，在金属窗2b-1~2b-4的各个中，也能够使图11所示的金属窗2b采用由具有成为气体流路12的凹部的主体101、和具有多个气体喷出孔12a的喷淋板102构成的结构。

进一步，在采用这样的结构的情况下，也可以在金属窗2b-1~2b-4的各个中，构成为包括具有成为气体流路12的凹部的主体101、和具有多个气体喷出孔12a的喷淋板102。

进一步，在主体101与喷淋板102的接合面，例如，在主体101的缘部103与喷淋板102之间，也可以如图11所示，设置使主体101与喷淋板102电接触的导电性部件107。

这样，根据第二实施方式的感应耦合等离子体处理装置，除了具有通过第一实施方式所说明的优点以外，还能够得到如下优点：通过在一块金属窗2b、或者被分割后的金属窗2b-1~2b-4形成气体流路12和气体喷出孔12a，能够使对处理室4的喷出孔12a的分布均匀，能够更加促进处理室4的内部的处理气体的分布的均匀化。

（第三实施方式）

图13是概略地表示本发明的第三实施方式的感应耦合等离子体处理装置所具备的金属窗的一个例子的截面图。

如图13所示，第三实施方式的感应耦合等离子体处理装置所具备的金属窗2c，在金属窗2c的内部设置有温度调节用流路203。金属窗2c如上所述，与电介质、例如石英、陶瓷相比加工性良好。因此，能够在窗自身上形成在窗由电介质构成的情况下不可能实现的温度调节用流路203，能够进行窗自身的温度调节。

这样，根据第三实施方式的感应耦合等离子体处理装置，除了具有在第一实施方式中说明的优点以外，还能够得到如下优点：例如，通过在金属窗2c上通过形成温度调节流路203，能够进行金属窗2c自身的温度调节，例如能够以使得金属窗2c的温度分布变得均匀的方式进行金属窗2c自身的温度调节。例如，通过调节金属窗2c的温度使得温度分布均匀，能够促进对被处理基板G进行更加均匀的处理。

另外，图13表示将金属窗2c分割为多个的情况，但特别是，虽然未图示，温度调节流路203也能够应用于金属窗2c为一块板的情况下，当然，也能够一并应用在第二实施方式中说明过的气体流路12、气体喷出孔12a。

（第四实施方式）

如图14所示，第四实施方式的感应耦合等离子体处理装置所具备的金属窗2d，在将第二高频电源29与载置台23连接时，使金属窗2d经由仅使第二高频电源29的高频通过的滤波器204接地，使金属窗2d自身作为与载置台23相对的相对电极起作用，该载置台23与第二高频电源29连接而作为下部电极起作用。金属窗2d虽然是非磁性体，但是导电性。因此，能够作为相对电极使用。

通过使金属窗2d作为下部电极即载置台23的相对电极起作用，能够期待在使用电介质的窗的情况下未能实现的、抑制沉积物附着在窗上的效果。

这是因为，通过使金属窗2d作为相对电极起作用，能够相对于金属窗2d的下表面在垂直的方向上产生电场，能够利用该电场抑制沉积物附着。

这样，根据第四实施方式的感应耦合等离子体处理装置，除了具有第一实施方式说明过的优点以外，例如还具有如下优点：通过使金属窗2d作为相对电极起作用，能够抑制向金属窗2d的沉积物附着，能够促进对于被处理基板G更加清洁的处理、以及容易维护。

此外，从与作为下部电极的载置台23连接的第二高频电源29看，可视金属窗2d为阳极（anode）电极。因此，与现有的感应耦合等离子体处理装置相比，对于第二高频的正极电极的面积增加，结果是阳极电极相对于阴极（cathode）电极的面积比变大，因此能够实现自偏置电压（Vdc）的增加、等离子体的均匀化。

另外，图14表示将金属窗2c分割为多个的情况，特别是，虽然未图示，但第四实施方式也能够应用于金属窗2c为一块板的情况，也能够与上述第二、第三实施方式并用。

（第五实施方式）

在上述第一~第四实施方式中，通过将例如四分割后的金属窗2-1~2-4隔着绝缘物6载置在支承板5、和支承梁11上，使金属窗2-1~2-4与支承板5、支承梁11、以及主体容器1绝缘，并且，金属窗2-1~2-4彼此也相互绝缘。由此，能够生成高密度的感应电场等离子体（ICP）。

但是，因为感应电场相对于金属窗2-1~2-4为水平方向，所以几乎没有垂直电场，在金属窗2-1~2-4上容易附着反应生成物，容易产生颗粒。

于是，在本第五实施方式中，提供能够除去附着在金属窗2-1~2-4上的反应生成物的感应耦合等离子体处理装置。

图15是表示本发明的第五实施方式的感应耦合等离子体处理装置所具备的电容耦合模式电路的一个电路例子的电路图。

如图15所示，电容耦合模式电路60具有一端与高频天线13和匹配箱（阻抗匹配器）14的相互连接点A连接，另一端与金属窗2连接的可变电容器VC。

在第五实施方式中，通过调整可变电容器VC的电容，能够切换感应耦合等离子体模式（ICP模式）、和电容耦合等离子体模式（CCP模式）。

图16是表示高频天线13侧的电路和电容耦合模式电路60侧的各阻抗的可变电容器的电容依存性的图。

如图16所示，当可变电容器VC的电容在低电容侧时，电容耦合模式电路60的阻抗表现大的电容性（阻抗为负）。因此，电流流向低阻抗的高频天线13，等离子体处理装置主要在ICP模式下动作。

相反地，当可变电容器VC的静电容在大电容侧时，电容耦合模式电路60的阻抗几乎为“0”，因此电流经电容耦合电路60流向金属窗2。因此，等离子体处理装置主要在CCP模式下动作。

图17表示等离子体电子密度分布。

如图17所示，在低电容侧（VC1%），电流在高频天线13流动，能够生成高密度的感应耦合等离子体（ICP）。

另一方面，在大电容侧（VC100%），电流在金属窗2流动，令上部电极为金属窗2，令相对电极为腔室1的侧壁或载置台（下部电极）23而生成电容耦合等离子体（CCP）。

图18表示贴附在金属窗2的腔室1侧表面的SiO膜的削减量。在腔室1内流动有氯（Cl）气。在腔室1的内部生成氯等离子体，垂直电场越大，则SiO的蚀刻率越大。

如图18所示，能够得到如下结果：在ICP模式（VC1%），SiO的削减量小；在CCP模式（VC100%），SiO的削减量大。

这样，根据第五实施方式，通过设置电容耦合模式电路60，其中，该电容耦合模式电路60具有一端与高频天线13和匹配箱（阻抗匹配器）14的相互连接点A连接，另一端与金属窗2连接的可变电容器VC，能够主要选择ICP模式和CCP模式的任一方而使等离子体处理装置动作。或者，还能够通过适当地选择可变电容器VC的容量，而在感应耦合等离子体模式（ICP模式）和电容耦合等离子体模式（CCP模式）以适当的比率混合的状态下，使等离子体处理装置动作。

由此，在通常的基板处理中，通过使等离子体处理装置以ICP模式动作，能够使用高密度的等离子体对基板进行处理，此外，在金属窗2上附着有附着物时，通过使等离子体处理装置在CCP模式下动作，能够对附着在金属窗2上的附着物进行蚀刻，使金属窗2清洁。

这样，根据第五实施方式，能够得到与第一~第四实施方式同样的优点，并且能够得到如下优点：因为能够使金属窗2清洁，所以在通常的基板处理中能够抑制粒子的产生。

（第六实施方式）

如图19A和图19B所示，本发明的第六实施方式的感应耦合等离子体处理装置所具备的金属窗2e是如下方式的金属窗：在金属窗2e的侧面、和处理室4侧表面形成有比构成金属窗2e的材料的电导率高的、为非磁性体的导电性的膜205，并且为非磁性体的导电性的膜205，以对在处理室4的内部生成的感应电场的方向进行限定的方式形成为配线状。

在第一实施方式中，对在金属窗的下表面流动的蜗电流I_LOOP以最短路径流动的情况进行了说明。这是由于金属窗的表面的电导率均匀。这里，如果形成比构成金属窗2e的材料的电导率高的、为非磁性体的导电性的膜205，则能够限定在金属窗2e的下表面流动的蜗电流I_LOOP的路径。如果限定在金属窗2e的下表面流动的蜗电流I_LOOP的路径，就能够限定在处理室4的内部生成的感应电场的方向。

例如，在图19A和图19B所示的例子中，将膜205相对于分割为多个的金属窗2e-1~2e-4形成为钩形，由此使蜗电流I_LOOP的路径整体上为矩形。在此情况下，在处理室4的内部形成呈矩形地循环的感应电场。

这样的矩形的感应电场，例如，在被处理基板G的平面形状为矩形的情况下，能够在平面形状为矩形的被处理基板G上均匀地生成感应电场。因此，能够更加促进对于平面形状为矩形的被处理基板G的处理的均匀化。

此外，特别地，虽然未图示，但如果将膜205相对于分割为多个的金属窗2e-1~2e-4形成为圆弧，就能够使蜗电流I_LOOP的路径在整体上为圆形。在此情况下，在处理室4的内部形成呈圆形地进行循环的感应电场。

圆形的感应电场，例如在被处理基板G的平面形状为圆形的情况下，能够使感应电场在平面形状为圆形的被处理基板G上均匀地生成。因此，能够更加促进对于平面形状为圆形的被处理基板G的处理的均匀化。

此外，在金属窗2e-1~2e-4由铝或包含铝的合金构成的情况下，作为膜205的材料，例如能够列举铜或包含铜的合金，或者银或包含银的合金。

这样，根据第六实施方式的感应耦合等离子体处理装置，除了具有在第一实施方式说明过的优点以外，还能够获得如下优点：通过在金属窗2e的下表面形成配线状的膜205，能够控制在处理室4的内部形成的感应电场的形状，能够得到与各种形状的被处理基板G对应的感应电场的形状。其结果是，能够促进对于被处理基板的均匀的处理。

另外，特别是，虽然未图示，但是第六实施方式也能够与上述第二、第三、第四、第五实施方式一并应用。

（第七实施方式）

图20是简略化地表示本发明的第七实施方式的感应耦合等离子体处理装置的一个例子的截面图。

如图20所示，第七实施方式的感应耦合等离子体处理装置，在电介质窗206上形成有金属板207。

在本例中，电介质窗206，例如如图2所示，被四分割为矩形的格状，（在图中表示四分割得到的电介质窗206中的2块），在这些四分割得到的电介质窗206的各自上各固定一块金属板207，且使总共四块金属板207相互绝缘。

图21表示从图20所示的感应耦合等离子体处理装置得到的等离子体密度。

如图21所示，在第七实施方式的感应耦合等离子体处理装置中，与第一实施方式的感应耦合等离子体处理装置同样地，也能够产生高密度的等离子体。

在第七实施方式的感应耦合等离子体处理装置中，因为在电介质窗206上固定金属板207，所以与仅有电介质窗206的情况相比电介质窗206的刚性能够提高。其结果是，能够得到与第一实施方式同样的优点。

电介质窗206的材料例如为石英或陶瓷。陶瓷例如是氧化铝陶瓷。

此外，金属板207的材料例如是铝或包含铝的合金。

以上，根据本发明的实施方式的感应耦合等离子体处理装置，能够提供能够应对被处理基板的大型化的感应耦合等离子体处理装置。

另外，本发明不限定于上述实施方式，能够进行各种变形。

例如，高频天线的构造不限于在上述实施方式中公开的构造，只要能够在主体容器内形成感应电场，任何构造均能够采用。

此外，在上述实施方式中，将为非磁性体的导电性的金属窗四分割为矩形的格状或分割为四个三角形状的金属窗，对这样的例子进行了说明，但分割数并不限于此。例如，能够9分割、16分割……为矩形的格状，或者8分割……等等分割为三角形的格状，这样，分割数是任意的。

另外，在上述实施方式中，作为感应耦合等离子体处理装置的一个例子举例表示了灰化装置，但不限于灰化装置，也能够适用于蚀刻、CVD成膜等的其他的等离子体处理装置。

进一步，虽然使用FPD作为被处理基板，但本发明不限于此，也能够适用于对半导体晶片等其他的基板进行处理的情况。

Claims

1.一种感应耦合等离子体处理装置，其特征在于，包括：

收容被处理基板，实施等离子体处理的处理室；

在所述处理室内载置被处理基板的载置台；

向所述处理室内供给处理气体的处理气体供给系统；

对所述处理室内进行排气的排气系统；

在所述处理室内形成感应电场的高频天线；和

向所述高频天线供给高频电力的第一高频电源，

在所述高频天线与所述处理室之间，形成有与构成所述处理室的主体容器绝缘地形成的为非磁性体的导电性的金属窗，

所述高频天线生成从所述金属窗的上表面至下表面进行循环的蜗电流，

所述金属窗在利用绝缘体相互绝缘的状态下，被分割为多个，

所述高频天线的平面形状为蜗旋状或环状，所述金属窗被分割为矩形的格状。

2.如权利要求1所述的感应耦合等离子体处理装置，其特征在于：

在所述金属窗的表面形成有电介质膜。

3.如权利要求2所述的感应耦合等离子体处理装置，其特征在于：

所述电介质膜是阳极氧化膜、或喷镀陶瓷制造。

4.如权利要求1所述的感应耦合等离子体处理装置，其特征在于：

在所述金属窗的位于处理室侧的表面，设置有电介质盖。

5.如权利要求4所述的感应耦合等离子体处理装置，其特征在于：

所述电介质盖是石英制造、或陶瓷制造。

6.如权利要求1所述的感应耦合等离子体处理装置，其特征在于：

在所述金属窗的表面，形成有电导率比构成该金属窗的材料的电导率高的、为非磁性体的导电性的膜。

7.如权利要求6所述的感应耦合等离子体处理装置，其特征在于：

所述为非磁性体的导电性的膜，在所述金属窗的侧面、和所述处理室侧表面形成为配线状，以限定在所述处理室生成的感应电场的方向。

8.如权利要求6所述的感应耦合等离子体处理装置，其特征在于：

所述金属窗由铝或包含铝的合金构成，

所述为非磁性体的导电性的膜由铜或包含铜的合金，或者银或包含银的合金构成。

9.如权利要求1所述的感应耦合等离子体处理装置，其特征在于：

包括向所述载置台供给高频电力的第二高频电源，

所述金属窗经由仅使所述第二高频电源的高频通过的滤波器接地。

10.如权利要求1所述的感应耦合等离子体处理装置，其特征在于：

在所述金属窗设置有温度调节用流路。

11.如权利要求1所述的感应耦合等离子体处理装置，其特征在于：

在所述金属窗设置有喷出所述处理气体的喷出孔。

12.如权利要求11所述的感应耦合等离子体处理装置，其特征在于：

所述金属窗构成为包括主体和具有喷出孔的喷淋板，该主体具有成为气体流路的凹部，在所述主体与所述喷淋板的接合面，设置有使所述主体和所述喷淋板电接触的导电性部件。

13.如权利要求1所述的感应耦合等离子体处理装置，其特征在于，还包括：

包括可变电容的电容耦合模式电路，所述第一高频电源与所述高频天线的相互连接处形成一连接点，该可变电容的一端与该连接点连接，该可变电容的另一端与所述金属窗连接。