CN103811262A - 电感耦合等离子体处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够使用金属窗对大型的被处理基板进行均匀的等离子体处理的电感耦合等离子体处理装置。本发明的电感耦合等离子体处理装置对矩形的基板实施电感耦合等离子体处理，具备：收容基板的处理室；用于在处理室内的配置基板的区域生成电感耦合等离子体的高频天线；和配置在生成电感耦合等离子体的等离子体生成区域与高频天线之间，与基板对应地设置的呈矩形的金属窗，金属窗（2）以电绝缘的方式被分割成包括长边（2a）的第一区域（201）和包括短边（2b）的第二区域（202），其中，第二区域（202）的径向的宽度（a）与第一区域（201）的径向的宽度（b）之比a/b在0.8以上1.2以下的范围。

Description

电感耦合等离子体处理装置

技术领域

本发明涉及对平板显示器（FPD）制造用的玻璃基板等被处理基板实施等离子体处理的电感耦合等离子体处理装置。

背景技术

在液晶显示装置（LCD）等平板显示器（FPD）制造工序中，存在对玻璃基板进行等离子体蚀刻、成膜处理等的等离子体处理的工序，为了进行这样的等离子体处理，能够使用等离子体蚀刻装置、等离子体CVD装置等各种等离子体处理装置。作为等离子体处理装置，以往大多使用电容耦合等离子体处理装置，但是，最近，具有能够在高真空度得到高密度的等离子体的大优点的电感耦合等离子体（InductivelyCoupled Plasma：ICP）处理装置受到关注。

电感耦合等离子体处理装置，在构成收容被处理基板的处理室的顶壁的电介质窗的上侧配置高频天线、向处理室内供给处理气体并且向该高频天线供给高频电力，由此在处理室内产生电感耦合等离子体，利用该电感耦合等离子体对被处理基板实施规定的等离子体处理。作为电感耦合等离子体处理装置的高频天线，大多使用呈平面状的规定图案的平面天线。作为这样的电感耦合等离子体处理装置，已知有例如专利文献1中公开的电感耦合等离子体处理装置。

最近，被处理基板的尺寸大型化，例如在LCD用的矩形玻璃基板中，短边×长边的长度从约1500mm×约1800mm的尺寸大型化至约2200mm×约2400mm的尺寸，并进一步显著大型化至约2800mm×约3000mm的尺寸。

随着这样的被处理基板的大型化，构成电感耦合等离子体处理装置的顶壁的电介质窗也大型化，但是，电介质窗一般使用石英或陶瓷这样的脆性材料，因此，不适合大型化。因此，例如，如专利文献2中记载的那样，通过对石英玻璃进行分割，来应对电介质窗的大型化。

但是，面对被处理基板的进一步大型化，专利文献2中记载的对电介质窗进行分割的方法也难以应对大型化。

因此，提出了将电介质窗置换为金属窗以增加强度，由此应对被处理基板的大型化的技术（专利文献3）。在该技术中，具有与使用电介质窗的情况不同的以下机理：利用在高频天线中流动的电流在金属窗的上表面产生涡电流，该涡电流形成通过金属窗侧面和下表面返回到上表面的回路电流（环电流），通过利用在金属窗的下表面流动的电流在处理室内形成感应电场，来生成等离子体。

现有技术文献

专利文献

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

专利文献3：日本特开2011-29584号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在专利文献3的技术中，虽然能够应对被处理基板的大型化，但是，产生等离子体的机理与使用电介质窗的情况不同，因此，对于金属窗的大型化还存在其它问题。例如，在高频天线为螺旋状或环状的情况下，为了形成这样的环绕的涡电流，需要将金属窗分割成多个金属窗片、并使多个金属窗片相互绝缘，典型的是呈辐射状地分割，但是，在将矩形的金属窗分割成辐射状的情况下，在与包括长边的金属窗片对应的区域和与包括短边的金属窗片对应的区域，感应电场的电场强度不同，等离子体的均匀性不充分，难以进行均匀性高的等离子体处理。

本发明鉴于上述情况而做出，其技术问题是提供能够使用金属窗对大型的被处理基板进行均匀的等离子体处理的电感耦合等离子体处理装置。

用于解决技术问题的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种电感耦合等离子体处理装置，其对矩形的基板实施电感耦合等离子体处理，上述电感耦合等离子体处理装置的特征在于，具备：收容基板的处理室；用于在上述处理室内的配置基板的区域生成电感耦合等离子体的高频天线；和配置在生成上述电感耦合等离子体的等离子体生成区域与上述高频天线之间，与基板对应地设置的呈矩形的金属窗，上述金属窗以电绝缘的方式被分割成包括长边的第一区域和包括短边的第二区域，其中，上述第二区域的径向的宽度a与上述第一区域的径向的宽度b之比a/b为0.8以上1.2以下的范围。

在上述电感耦合等离子体处理装置中，能够为以下结构：上述金属窗具有：从该金属窗的四角在45°±6°的方向上延伸的4条第一分割线；和将上述第一分割线中分别夹着上述短边的2条第一分割线相交的2个交点连结的、与上述长边平行的第二分割线，由这些第一分割线和第二分割线分割成上述第一区域和上述第二区域。另外，优选上述4条第一分割线分别从上述金属窗的四角在45°的方向上延伸。

上述高频天线能够以在与上述金属窗对应的面内沿上述金属窗的周方向回转走线的方式设置。

上述第一区域和上述第二区域中的至少一方能够以相互电绝缘的方式在与周方向交叉的方向上被分割。

另外，上述金属窗能够进一步以相互电绝缘的方式在周方向上被分割成。在该情况下，上述在周方向上被分割的区域能够以电绝缘的方式在与周方向交叉的方向上被分割。优选上述在周方向上被分割的区域的在与周方向交叉的方向上的分割数，随着向上述金属窗的周缘部分去而增多。上述高频天线能够具有多个天线部，该多个天线部以在与上述金属窗对应的面内，与上述在周方向上被分割的区域的各个区域对应地回转走线的方式设置。另外，优选上述高频天线被施加1MHz以上27MHz以下的高频。

发明效果

根据本发明，呈矩形的金属窗以电绝缘的方式被分割成包括长边的第一区域和包括短边的第二区域，其中，第二区域的径向的宽度a与第一区域的径向的宽度b之比a/b为0.8以上1.2以下的范围。因此，第一区域与第二区域的电场强度相同，对大型的基板也能够进行均匀性高的等离子体处理。

附图说明

图1是概略地表示本发明的第一实施方式的电感耦合等离子体处理装置的截面图。

图2是表示图1的电感耦合等离子体处理装置中使用的高频天线的例子的图。

图3是表示使用金属窗的情况下的电感耦合等离子体的第一生成原理的图。

图4是表示使用金属窗的情况下的电感耦合等离子体的第二生成原理的图。

图5是表示本发明的第一实施方式的电感耦合等离子体处理装置中使用的金属窗的平面图。

图6是表示分割成辐射状的金属窗的示意图。

图7是用于对本发明的第一实施方式的电感耦合等离子体处理装置中使用的金属窗的分割状态进行说明的示意图。

图8是表示本发明的第一实施方式的电感耦合等离子体处理装置中使用的金属窗的其它例子的平面图。

图9是表示本发明的第二实施方式的电感耦合等离子体处理装置中使用的金属窗和高频天线的示意图，表示在周方向上2分割的情况。

图10是表示本发明的第二实施方式的电感耦合等离子体处理装置中使用的金属窗的示意图，表示在周方向上2分割、并将外侧周方向区域在与周方向正交的方向上进一步分割的情况的一个例子。

图11是表示本发明的第二实施方式的电感耦合等离子体处理装置中使用的金属窗的示意图，表示在周方向上2分割、并将外侧周方向区域和内侧周方向区域在与周方向正交的方向上进一步分割的情况的一个例子。

图12（A）图是表示参考例的金属窗的平面图，图12（B）～图12（D）图是表示本发明的实施方式中使用的金属窗的例子的平面图。

图13是表示电场强度比和角度的窗宽度比依赖性的图。

附图标记说明

1：主体容器

2：金属窗

3：天线室

4：处理室

5：支撑架

6：支撑梁

7：绝缘部件

13：高频天线

51：第一分割线

52：第二分割线

201：第一区域

202：第二区域

G：基板（矩形基板）。

具体实施方式

以下，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电感耦合等离子体处理装置的截面图。图1所示的电感耦合等离子体处理装置，能够用于在矩形基板、例如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、抗蚀剂膜的灰化处理等的等离子体处理。在此，作为FPD，可以例示液晶显示器（LCD）、电致发光（Electro Luminescence；EL）显示器、等离子体显示面板（PDP）等。另外，并不限于FPD用玻璃基板，也能够用于对太阳能电池面板用玻璃基板的上述同样的等离子体处理。

该等离子体处理装置具有由导电性材料、例如内壁面经过阳极氧化处理的铝形成的角筒形状的气密的主体容器1。该主体容器1被可分解地组装，通过接地线1a电接地。主体容器1由与主体容器1绝缘地形成的矩形的金属窗2上下地划分为天线室3和处理室4。金属窗2构成处理室4的顶壁。金属窗2例如由非磁性体且导电性的金属、例如铝或包含铝的合金构成。另外，为了使金属窗2的耐等离子体性提高，可以在金属窗2的处理室4侧的表面设置电介质膜或电介质罩。作为电介质膜，能够列举阳极氧化膜或喷镀陶瓷膜。另外，作为电介质罩，能够列举石英制或陶瓷制的电介质罩。

在天线室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的内侧突出的支撑架5、和支撑梁6。支撑架5和支撑梁6由导电性材料、优选铝等金属构成。金属窗2，如后所述通过绝缘部件7被分割，金属窗2以被分割的状态通过绝缘部件7被支撑架5和支撑梁6支撑。支撑梁6成为由多个吊杆（未图示）吊在主体容器1的顶部的状态。

支撑梁6在本例中兼作处理气体供给用的喷淋框体。在支撑梁6兼作喷淋框体的情况下，在支撑梁6的内部形成有与被处理基板的被处理面平行地延伸的气体流路8。气体流路8形成有向处理室4内喷出处理气体的多个气体喷出孔8a。从处理气体供给系统20通过气体供给管20a向气体流路8供给处理气体，从气体喷出孔8a向处理室4的内部喷出处理气体。此外，就处理气体而言，也能够不从支撑梁6供给而在金属窗2设置气体喷出孔喷出处理气体，或者除了从支撑梁6供给以外还在金属窗2设置气体喷出孔喷出处理气体。

在金属窗2上的天线室3内，以面对金属窗2的方式配置有高频天线13。高频天线13通过由绝缘部件形成的间隔物14与金属窗2分离地配置，以在与矩形的金属窗2对应的面内沿金属窗2的周方向回转走线的方式设置，例如如图2所示，形成为螺旋状。在该例子中，构成将由导电性材料、例如铜等形成的4根天线131、132、133、134各错开90°位置卷绕使得整体成为螺旋状的多重（四重）天线，天线的配置区域呈大致框缘状。另外，也可以为将一根或多根天线形成为环状而得到的环状天线。

高频天线13经由供电部件15、供电线16、匹配器17与第一高频电源18连接。在等离子体处理的期间，从第一高频电源18经由匹配器17、供电线16和供电部件15向高频天线13供给例如13.56MHz的高频电力，由此，通过后述的由金属窗感应的回路电流，在处理室4内的等离子体生成区域形成感应电场，从多个气体喷出孔8a供给的处理气体，在处理室4内的等离子体生成区域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，设置有用于载置作为被处理基板的矩形的FPD用玻璃基板（以下简记为基板）G的载置台23。载置台23由导电性材料、例如表面经过阳极氧化处理的铝构成。载置在载置台23上的基板G，由静电吸盘（未图示）吸附保持。

载置台23被收纳在绝缘体框24内，并且由中空的支柱25支撑。支柱25在维持气密状态的同时贯穿主体容器1的底部，由配设在主体容器1外的升降机构（未图示）支撑，在基板G搬入搬出时，利用升降机构在上下方向上驱动载置台23。此外，在收纳载置台23的绝缘体框24与主体容器1的底部之间，配设有将支柱25气密地包围的波纹管26，由此，即使载置台23上下移动，也可保证处理室4内的气密性。另外，在处理室4的侧壁4a设置有用于将基板G搬入搬出的搬入搬出口27a和对搬入搬出口27a进行开关的闸阀27。

载置台23利用设置在中空的支柱25内的供电线25a，经由匹配器28与第二高频电源29连接。该高频电源29在等离子体处理中向载置台23施加偏压用的高频电力、例如频率为3.2MHz的高频电力。通过利用该偏压用的高频电力生成的自偏压，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。

另外，在载置台23内，为了控制基板G的温度，设置有：包括陶瓷加热器等加热单元和制冷剂流路等的温度控制机构；和温度传感器（均未图示）。对这些机构和部件的配管和配线，均通过中空的支柱25导出到主体容器1外。

在处理室4的底部，经由排气管31连接有包括真空泵等的排气装置30。利用该排气装置30对处理室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上的基板G的背面侧形成有冷却空间（未图示），设置有用于供给一定压力的作为热传递用气体的He气的He气流路41。通过这样向基板G的背面侧供给热传递用气体，能够在真空下避免基板G的温度上升或温度变化。

该等离子体处理装置的各构成部为与包括微处理器（计算机）的控制部100连接而被控制的结构。另外，控制部100与用户界面101连接，该用户界面101包括由操作者进行用于管理等离子体处理装置的命令输入等输入操作的键盘、和将等离子体处理装置的运转状况可视化显示的显示器等。另外，控制部100与存储部102连接，该存储部102存储有用于通过控制部100的控制实现由等离子体处理装置执行的各种处理的控制程序、和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。处理方案存储在存储部102中的存储介质中。存储介质可以为内置在计算机中的硬盘或半导体存储器，也可以为CDROM、DVD、闪存等可移动的存储介质。另外，也可以使得从其它装置通过例如专用线路适当传送方案。而且，可以根据需要，利用来自用户界面101的指示等从存储部102调出任意的处理方案使控制部100执行，由此，在控制部100的控制下，在等离子体处理装置中进行期望的处理。

接着，对金属窗2进行说明。

使用金属窗2生成电感耦合等离子体，是基于以下的2个原理。

图3是表示使用金属窗的情况下的电感耦合等离子体的第一生成原理的图。如图3所示，由在高频天线13中流动的高频电流I_RF，在金属窗2的上表面（高频天线侧表面）产生感应电流。感应电流由于集肤效应仅在金属窗2的表面部分流动，金属窗2与支撑架5、支撑梁6和主体容器1绝缘，因此，当高频天线13的平面形状为直线状时，在金属窗2的上表面流动的感应电流，向金属窗2的侧面流动，接着，在侧面流动的感应电流，向金属窗2的下表面（处理室侧表面）流动，进一步，经由金属窗2的侧面，再次返回到金属窗2的上表面，生成涡电流I_ED。这样，在金属窗2生成从其上表面（高频天线侧表面）环绕到下表面（处理室侧表面）的涡电流I_ED。该环绕的涡电流I_ED中，在金属窗2的下表面流动的电流在处理室4内生成感应电场I_P，利用该感应电场I_P生成处理气体的等离子体。

在像本实施方式那样，高频天线13以在与金属窗2对应的面内沿周方向回转走线的方式设置的情况下，当使用干净的一块板作为金属窗2时，利用高频天线在金属窗2的上表面生成的涡电流I_ED，仅在金属窗2的上表面环绕，在金属窗2的下表面不流动涡电流I_ED不生成等离子体。与此相对，将金属窗2分割成多个并且使它们相互绝缘，涡电流I_ED向金属窗2的下表面流动。即，通过将金属窗2以相互绝缘的状态分割成多个，生成在被分割的金属窗的上表面流动到达侧面的感应电流，从侧面向下表面流动，再次经由侧面返回到上表面的环状的涡电流I_ED。

图4是表示使用金属窗的情况下的电感耦合等离子体的第二生成原理的图。

当在高频天线13的天线130中流动电流时，在其周围产生感应磁场M。感应磁场M的磁力线不透过金属，因此，到达金属窗2的磁力线在金属窗2的表面形成涡电流I_E，由于由背面侧的涡电流形成的反向的磁场，磁力线向外侧弯曲。涡电流I_E合成而形成的合成涡电流I_EC形成为从金属窗2的表面向背面流动并再返回到表面的回路电流，背面侧的合成涡电流I_EC在处理室4内形成第一感应电场E_P1。另一方面，感应磁场M的磁力线透过绝缘部件7，在处理室4内，沿基板G的表面形成，利用处理室4内的感应磁场M，在处理室4内形成第二感应电场E_P2。利用这些感应电场，在处理室4内生成处理气体的等离子体。此外，在图4中，电流和磁力线的方向，是为了便于说明的方向，不是准确的方向。例如，将第二感应电场E_P2的方向表示成与感应磁场M的磁力线相同的方向，但是，实际上是与感应磁场M的磁力线正交的方向。

通过这样在本实施方式中将矩形的金属窗2以相互绝缘的状态进行分割，基于上述2个原理在处理室4内生成电感耦合等离子体。在本实施方式中，为了基于后述的机理形成均匀的感应电场，典型地如图5所示进行分割。即，矩形的金属窗2利用绝缘部件7以电绝缘的方式被分割成包括长边2a的2个第一区域201和包括短边2b的2个第二区域202，并且被分割成第一区域201与第二区域202的径向的宽度相等。

具体地说，金属窗2具有：从其四角在45°方向上延伸的4条第一分割线51；和将第一分割线51中分别夹着短边2b的2条第一分割线51相交的2个交点P连结的、与长边平行的第二分割线52，由这些第一分割线51和第二分割线52分割成第一区域201和第二区域202。在包括第一分割线51和第二分割线52的规定宽度的部分存在绝缘部件7。在包括这些第一分割线51和第二分割线52的绝缘部件7的一部分或全部的内部，如上所述存在支撑梁6。此外，在图5中，用于将金属窗2的外周与支撑架5绝缘的绝缘部件7省略图示。

接着，对使用如以上那样构成的电感耦合等离子体处理装置对基板G实施等离子体处理、例如等离子体蚀刻处理时的处理动作进行说明。

首先，在将闸阀27打开的状态下利用搬送机构（未图示）将基板G从搬入搬出口27a搬入到处理室4内，载置在载置台23的载置面之后，利用静电吸盘（未图示）将基板G固定在载置台23上。接着，将从处理气体供给系统20向处理室4内供给的处理气体从兼作喷淋框体的支撑梁6的气体喷出孔8a向处理室4内喷出，并且利用排气装置30经由排气管31对处理室4内进行真空排气，由此，将处理室内维持为例如0.66～26.6Pa左右的压力气氛。

另外，此时，为了避免基板G的温度上升或温度变化，经由He气流路41向基板G的背面侧的冷却空间供给He气作为热传递用气体。

接着，从高频电源18向高频天线13施加例如1MHz以上27MHz以下的高频，由此，通过金属窗2在处理室4内生成均匀的感应电场。利用这样生成的感应电场，处理气体在处理室4内等离子体化，生成高密度的电感耦合等离子体。利用该等离子体，对基板G进行例如等离子体蚀刻处理，作为等离子体处理。

可知：在该情况下，就金属窗2而言，高频天线13以在与金属窗2对应的面内沿周方向回转走线的方式设置，因此，如上所述，为了在处理室4内形成感应电场，需要将金属窗2以相互绝缘的状态分割，此时，当如专利文献3所示将金属窗呈辐射状分割时，感应电场的电场强度分布变得不均匀，等离子体处理的均匀性变得不充分。

关于这一点，参照图6进行说明。图6是表示分割成辐射状的金属窗的示意图。在图6中，为方便起见，将高频天线13画成2圈的环状天线，将绝缘部件7省略。如图6所示，在将矩形的金属窗2进行作为典型的辐射状分割的对角线分割的情况下，包括长边2a的第一区域201′的径向的宽度（即从金属窗2的中心到长边2a的距离），在将短边2b的长度设为B时为B/2。另一方面，包括短边2b的第二区域202′的径向的宽度（即从金属窗2的中心到短边2b的距离），在将长边2a的长度设为A时为A/2。因此，第二区域202′的径向的宽度比第一区域201′的径向的宽度大。在此，高频天线13的圈数在第一区域201′和第二区域202′中相同，因此，与径向的宽度小的量相应，第一区域201′的感应电场的电场强度大相应的量。因此，第一区域201′的电流密度大，等离子体强，因此，等离子体的均匀性下降。

因此，将矩形的金属窗2以电绝缘的方式分割成包括长边2a的2个第一区域201和包括短边2b的2个第二区域202，并且以第一区域201和第二区域202的径向的宽度相等的方式分割。具体地说，如图5所示，金属窗2具有：从其四角在45°的方向上延伸的4条第一分割线51；和将第一分割线51中分别夹着短边2b的2条第一分割线51相交的2个交点P连结的、与长边平行的第二分割线52，由这些第一分割线51和第二分割线52分割成第一区域201和第二区域202，因此，如图7所示，第一区域201的径向的宽度和第二区域202的径向的宽度均为B/2。因此，在第一区域201和第二区域202中，高频天线13的圈数相同，并且径向的宽度也相同，因此，感应电场的电场强度相同，能够形成均匀的等离子体。

在本实施方式中，第一区域201和第二区域202中的至少一方可以以相互电绝缘的方式在与周方向交叉的方向上被分割。将其例子示于图8。在图8中，表示将第一区域201和第二区域202两者在与周方向正交的方向上2分割的例子。即，将第一区域201在径向分割成区域201a、201b，将第二区域202在径向分割成区域202a、202b。通过这样增加分割数，能够使金属窗2的被分割的区域的大小减小，能够使纵电场EV的影响降低。

＜第二实施方式＞

接着，对本发明的第二实施方式进行说明。

图9是表示本发明的第二实施方式的电感耦合等离子体处理装置中使用的金属窗和高频天线的一个例子的示意图。如该图所示，在本实施方式中，金属窗2以相互电绝缘的方式被分割成第一区域201和第二区域202，并进一步以相互电绝缘的方式沿周方向被2分割成外侧周方向区域203和内侧周方向区域204。通过这样进行分割，外侧周方向区域203被4分割成分割区域203a、203b、203c、203d，内侧周方向区域被4分割成分割区域204a、204b、204c、204d。分割区域203a、203c、204a、204c构成第一区域201，分割区域203b、203d、204b、204d构成第二区域202。

通过这样将金属窗2以相互绝缘的方式分割成外侧周方向区域203和内侧周方向区域204，能够抑制环绕的涡电流I_ED的扩散，能够使在处理室4的内部产生的等离子体的分布的控制性更良好。另外，这样环绕的涡电流I_ED的扩散被抑制，由此，能够使环绕的涡电流I_ED在金属窗2的表面更强地产生，能够在处理室4的内部产生更强的感应电场E。

另外，在本实施方式中，使高频天线13具有在径向隔开间隔形成为例如螺旋状或环状的、外侧天线部13a和内侧天线部13b这2个回转走线的天线部，将外侧天线部13a与金属窗2的外侧周方向区域203对应地设置，并将内侧天线部13b与金属窗2的内侧周方向区域204对应地设置。

在处理室4内，在高频天线13的正下方的空间生成等离子体，此时，根据高频天线13正下方的各位置的电场强度，具有高等离子体密度区域和低等离子体密度区域的分布，因此，使高频天线13具有在径向隔开间隔的外侧天线部13a和内侧天线部13b这2个回转走线的天线部，通过调整它们的阻抗来独立地控制电流值，能够控制电感耦合等离子体的整体的密度分布。此外，在图9中，为方便起见，将外侧天线部13a和内侧天线部13b画成2圈的环状天线。

另外，如上所述，通过将外侧天线部13a与外侧周方向区域203对应地设置，并将内侧天线部13b与内侧周方向区域204对应地设置，能够抑制在与外侧天线部13a对应的外侧周方向区域203产生的环绕的涡电流I_ED、和在与内侧天线部13b对应的内侧周方向区域204产生的环绕的涡电流I_ED的干涉。由此，能够抑制在处理室4的内部产生的感应电场E的强度的偏差，能够使处理室4的内部的等离子体分布的控制性良好。

在本实施方式中，并不限于将金属窗2在周方向上2分割的情况，也可为分割成3个以上。能够形成为利用与金属窗的分割数对应的数量的螺旋状或环状等的回转走线的天线部构成高频天线13，将这些天线部以与各周方向分割区域对应的方式隔开间隔配置的结构。通过这样将金属窗2分割成3个以上也能够实现上述效果，另外，通过将高频天线13构成为3个以上的回转走线的天线部，能够对更大型的基板控制等离子体密度分布。

另外，在金属窗2中，可以将在周方向上被分割的区域进一步以电绝缘的方式在与周方向交叉的方向上分割。通过这样，能够进一步增加金属窗2的分割数以使被分割的区域的尺寸（面积）减小，能够使纵电场EV减小。此时，优选使得：在周方向上被分割的区域的在与周方向交叉的方向上的分割数，越向金属窗2的周缘部分越多。通过这样，能够使金属窗2的外侧的面积更大的部分的分割数增多，因此，能够使分割数进一步增加。

将其例子示于图10、图11。图10中，金属窗2的周方向的分割数为外侧周方向区域203和内侧周方向区域204的2分割，将外侧周方向区域203的分割区域203a、203b、203c、203d进一步在与周方向正交的方向上2分割形成分割区域203a1、203a2、203b1、203b2、203c1、203c2、203d1、203d2。另外，图11中，金属窗2的周方向的分割数为外侧周方向区域203和内侧周方向区域204的2分割，将外侧周方向区域203的分割区域203a、203b、203c、203d进一步在与周方向正交的方向上3分割形成分割区域203a1、203a2、203a3、203b1、203b2、203b3、203c1、203c2、203c3、203d1、203d2、203d3，将内侧周方向区域204的分割区域204a、204b、204c、204d进一步在与周方向正交的方向上2分割形成分割区域204a1、204a2、204b1、204b2、204c1、204c2、204d1、204d2。

＜感应电场的电场强度比＞

接着，对包括短边2b的第二区域202与包括长边2a的第一区域201的感应电场的电场强度比进行说明。

感应电场的电场强度E，如下述（1）式所示，与天线的电流量I和圈数n成比例，与窗宽度（径向的宽度）d成反比例。

E∝I×n/d…（1）

根据（1）式，感应电场的电场强度根据窗宽度d的宽度而变化。当窗宽度d沿径向变宽时，与窗宽度d窄的情况相比，必须更宽幅地生成等离子体。因此，感应电场E的电场强度变弱，等离子体变弱。相反，当窗宽度d在径向变窄时，感应电场E的电场强度变强。

例如，在如图12（A）所示，第一分割线51′为对角线状的情况下，包括短边2b的第二区域202′的感应电场E的电场强度最弱。在图12（A）所示的例子中，将第二区域202′的窗宽度dB（＝a）与第一区域201′的窗宽度dA（＝b）的窗宽度比a/b假设为1.3。

以下，当使窗宽度比a/b如图12（B）所示减小至1.1时，第二区域202的窗宽度dB（＝a）变窄，第二区域202的电场强度变强。另外，当如图12（C）所示窗宽度比a/b为1时，第二区域202的电场强度进一步变强，第二区域202和第一区域201两者的感应电场E的电场强度相等。另外，在如图12（D）所示使窗宽度比a/b小于1、例如为0.9时，在第二区域202和第一区域201，感应电场E的电场强度逆转。

图12（A）～图12（D）所示的包括长边2a的第一区域201′和201的电场强度EA为：

EA＝I×n/dA…（2）。

另外，包括短边2b的第二区域202′和202的电场强度EB为：

EB＝I×n/dB…（3）。

第二区域202′和202的电场强度EB、与第一区域201′和201的电场强度EA之比“EB/EA”为：

EB/EA＝（I×n/dB）/（I×n/dA）…（4）。

在第一区域201′和201与第二区域202′和202中，天线的电流量I和圈数n相同，因此，

EB/EA＝（1/dB）/（1/dA）

＝dA/dB…（5）。

窗宽度dA为第一区域201′和201的径向的窗宽度b，同样窗宽度dB为第二区域202′和202的径向的窗宽度a，因此，

EB/EA＝b/a…（6）。

如（6）式所示，感应电场E的电场强度比“EB/EA”，与第一区域201′和201的径向的窗宽度a与第二区域202′和202的径向的窗宽度b的窗宽度比“a/b”成反比例。

表1是表示窗宽度a、窗宽度b、窗宽度比a/b、电场强度比EB/EA、和第一分割线51′或51与长边2a所成的角度θ的表。

[表1]

图13是表示电场强度比和角度的窗宽度比依赖性的图。

如图13所示，随着窗宽度比a/b的值从“1”偏离，感应电场的电场强度比EB/EA的值也从“1”偏离。这表明：由于窗宽度比a/b从“1”偏离，在第二区域202′和202生成的感应电场EB与在第一区域201′和201生成的感应电场EA的偏差变大。

在实际的处理时，感应电场EB与感应电场EA的差小的情况、优选感应电场EB与感应电场EA的差几乎没有的情况，对均匀的处理是有效的。但是，实际上，感应电场EB与感应电场EA的偏差能够预想某种程度的允许误差。允许误差，从实用的观点考虑时，为约±20～25%的范围。例如，为了将感应电场EB与感应电场EA的偏差抑制在约±20～25%以内，只要将感应电场的电场强度比EB/EA抑制在约0.8以上约1.2以下的范围即可。因此，如图13所示，只要将窗宽度比a/b如范围M1所示，设定为0.8以上1.2以下的范围，分割第一区域和第二区域即可。

另外，将窗宽度比a/b设定在0.8以上1.2以下的范围，第一分割线51与第一区域201的长边2a所成的角度θ也从45°错开。例如，如图13所示通过设定角度θ使得角度θ在从45°起约±6°（约39°以上约51°以下）的范围M2，也能够将感应电场E的电场强度比EB/EA抑制在约0.8以上1.2以下的范围。

另外，只要设定角度θ使得角度θ在从45°起约±6°（约39°以上约51°以下）的范围，就能够将窗宽度比a/b设定在0.8以上1.2以下的范围。

通过这样使窗宽度比a/b在0.8以上1.2以下的范围、和/或使第一分割线51与第一区域201的长边2a所成的角度θ在从45°起约±6°（约39°以上约51°以下）的范围，能够得到能够将感应电场的电场强度比EB/EA抑制在约0.8以上1.2以下的范围的电感耦合等离子体处理装置。

此外，本发明并不限定于上述实施方式，能够进行各种变形。

例如，作为高频天线，以螺旋状的天线或环状的天线为例进行了说明，但是，只要以在与金属窗对应的面内沿金属窗的周方向回转走线的方式设置，结构没有关系。

另外，在上述实施方式中，作为电感耦合等离子体处理装置的一个例子，例示了蚀刻装置，但是并不限于蚀刻装置，能够应用于CVD成膜等的其它的等离子体处理装置。

另外，例示了使用FPD基板作为被处理基板的例子，但是，只要是矩形基板，也能够应用于对太阳能电池面板用的基板等其它基板的等离子体处理。

Claims (10)

1.一种电感耦合等离子体处理装置，其对矩形的基板实施电感耦合等离子体处理，所述电感耦合等离子体处理装置的特征在于，具备：

收容基板的处理室；

用于在所述处理室内的配置基板的区域生成电感耦合等离子体的高频天线；和

配置在生成所述电感耦合等离子体的等离子体生成区域与所述高频天线之间，与基板对应地设置的呈矩形的金属窗，

所述金属窗以电绝缘的方式被分割成包括长边的第一区域和包括短边的第二区域，其中，所述第二区域的径向的宽度a与所述第一区域的径向的宽度b之比a/b为0.8以上1.2以下的范围。

2.如权利要求1所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于：

所述金属窗具有：从该金属窗的四角在45°±6°的方向上延伸的4条第一分割线；和将所述第一分割线中分别夹着所述短边的2条第一分割线相交的2个交点连结的、与所述长边平行的第二分割线，由这些第一分割线和第二分割线分割成所述第一区域和所述第二区域。

3.如权利要求2所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于：

所述4条第一分割线分别从所述金属窗的四角在45°的方向上延伸。

4.如权利要求1至3中任一项所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于：

所述高频天线以在与所述金属窗对应的面内沿所述金属窗的周方向回转走线的方式设置。

5.如权利要求1至4中任一项所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于：

所述第一区域和所述第二区域中的至少一方以相互电绝缘的方式在与周方向交叉的方向上被分割。

6.如权利要求1至4中任一项所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于：

所述金属窗进一步以相互电绝缘的方式在周方向上被分割。

7.如权利要求6所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于：

所述在周方向上被分割的区域进一步以电绝缘的方式在与周方向交叉的方向上被分割。

8.如权利要求7所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于：

所述在周方向上被分割的区域的在与周方向交叉的方向上的分割数，随着向所述金属窗的周缘部分去而增多。

9.如权利要求5至8中任一项所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于：

所述高频天线具有多个天线部，该多个天线部以在与所述金属窗对应的面内，与所述在周方向上被分割的区域的各个区域对应地回转走线的方式设置。

10.如权利要求1至9中任一项所述的电感耦合等离子体处理装置，其特征在于：

所述高频天线被施加1MHz以上27MHz以下的高频。

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