JP5443127B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
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Description
また、本発明の第2の観点は、被処理基板を収容する処理容器と、前記処理容器内で被処理基板を支持し、第1の電極として機能する基板支持部材と、前記基板支持部材に対向するように設けられ、高周波電力が印加される第2の電極と、前記処理容器内に処理ガスを導入するガス導入機構と、前記処理容器内を排気する排気機構とを具備し、前記第2の電極に高周波電力を印加することにより、前記第1の電極と前記第2の電極に高周波電界を形成して、前記ガス導入機構から導入された処理ガスをプラズマ化して被処理基板に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、前記第2の電極は、一つの電極平面を構成するように配置された複数の電極部材からなり、前記複数の電極部材に高周波電力が印加された際に各電極部材に定在波が形成され、これら複数の電極部材に形成された複数の定在波の総和によって前記電極平面に形成される電圧分布が均一になるように、前記複数の電極部材の配置または前記複数の電極部材に形成される定在波の分布が調整され、前記第2の電極は、櫛歯状をなす2つの電極部材を有しており、前記各電極部材は、複数の櫛歯の一方側に高周波電力が給電される給電部を有し、他方側が終端となっており、前記複数の櫛歯が等間隔で平行に設けられ、これら電極部材が、一方の電極部材の櫛歯と他方の電極部材の櫛歯とが交互にかつ等間隔になるように配置され、前記電極部材の隣接する櫛歯の間に、接地された接地部材を有し、前記ガス導入機構は、前記第2の電極の上方に設けられた処理ガスを吐出するシャワーヘッドを有し、前記接地部材は、前記シャワーヘッドから下方へ突出するように設けられ、前記接地部材は曲面をなすように形成され、前記電極部材の櫛歯は円筒状に形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
また、本発明の第2の観点によれば、被処理基板に対して均一なプラズマ処理を行うことができるとともに、第2の電極が有する櫛歯状をなす2つの電極部材が、第1の電極として機能する基板支持部材にカップリングする他、上記電極部材の隣接する櫛歯の間に、接地された接地部材ともカップリングしてプラズマを形成する。また、上記接地部材を、ガス導入機構のシャワーヘッドから下方へ突出するように設けるとともに、上記接地部材を曲面をなすように形成され、上記電極部材の櫛歯を円筒状に形成されることにより、角部への電界集中を緩和することができ、より効率的に、上記第1の電極として機能する基板支持部材と上記接地部材とをカップリングさせることができる。これにより、上記基板支持部材とのカップリングが相対的に減少するため、被処理基板とプラズマの距離をさらに離すことができ、被処理基板に対するプラズマ作用を一層低下させることができる。
ここでは、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネセンス(Electro Luminescence;EL)ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル(PDP)に代表されるFPD用のガラス基板、太陽電池等の大型基板に対してプラズマCVD等のプラズマ処理を行うプラズマ処理装置について説明する。
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は本発明の第1の実施形態に係るプラズマ処理装置を示す断面図、図2はその上部電極を示す平面図、図3はその上部電極および上部グランドとして機能するシャワーヘッドの一部を拡大して示す部分断面図である。
まず、ゲートバルブ30を開いて、基板Gを搬送アーム(図示せず)により基板搬入出口29を介してチャンバ2内へと搬入し、基板載置台3上に載置する。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
本実施形態は、複数の基板に対してプラズマ処理を行うバッチ式のプラズマ処理装置に本発明を適用したものである。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
ここでは、上部電極の他の例を示す。図7は、本発明の第3の実施形態における上部電極を示す平面図である。
本実施形態における上部電極95は、図7に示すように、2つの櫛歯状の電極部材96、97からなっており、これら櫛歯状の電極部材96、97により一つの電極平面が形成されている。これら電極部材96、97は第1の実施形態の電極部材16、17と同様、複数の短冊状の櫛歯31を有し、これらが等間隔で平行に延びており、これら複数の櫛歯31の一端が連結部32により連結され、他端が終端となっている。また、連結部32には給電部33が形成されている。そして、これら電極部材96、97は、向き合うように、かつ、電極部材96の櫛歯と電極部材97の櫛歯とが、交互にかつ等間隔になるように配置されている。電極部材96の給電部33には給電線92aにより第1の整合器93aを介して第1の高周波電源94aが接続されている。また、電極部材97の給電部33には給電線92bにより第2の整合器93bを介して第2の高周波電源94bが接続されている。もちろん、同一の高周波電源から2つの電極部材96、97に給電するようにしてもよい。そして、電極部材96の各櫛歯31の終端は開放終端であり、電極部材97の各櫛歯の終端は接地されている。
なお、この実施形態の上部電極は、第1の実施形態の枚葉式の装置でも第2の実施形態のバッチ式の装置でも適用可能であることはいうまでもない。
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
ここでは、上部電極のさらに他の例を示す。図9は本発明の第4の実施形態における上部電極の一例を示す平面図、図10は他の例を示す平面図である。
なお、この実施形態の上部電極も、第1の実施形態の枚葉式の装置でも第2の実施形態のバッチ式の装置でも適用可能であることはいうまでもない。
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。
ここでは、上部電極のさらにまた他の例を示す。図12は本発明の第5の実施形態における上部電極の一例を示す平面図である。
本実施形態における上部電極115は、図12に示すように、2つの櫛歯上の電極部材116、117からなっており、これら櫛歯状の電極部材116、117により一つの電極平面が形成されている。これら電極部材116、117は、第1の実施形態の電極部材16、17と同様、複数の短冊状の櫛歯31を有し、これらが等間隔で平行に延びており、これら複数の櫛歯31の一端が連結部32により連結され、他端が終端となっている。また、連結部32には給電部33を有している。そして、これら電極部材116、117は、向き合うように、かつ、電極部材116の櫛歯31と電極部材117の櫛歯31とが、交互にかつ等間隔になるように配置されている。電極部材116の給電部33には給電線112aにより第1の整合器113aを介して第1の高周波電源114aが接続されている。また、電極部材117の給電部33には給電線112bにより第2の整合器113bを介して第2の高周波電源114bが接続されている。これら高周波電源114a、114bの周波数は同一である。もちろん、同一の高周波電源から2つの電極部材116、117に給電するようにしてもよい。電極部材116の櫛歯31の終端および電極部材117の櫛歯31の終端には、インピーダンス調整部118が設けられている。インピーダンス調整部118は、コイル(L終端)またはコンデンサ(C終端)を有している。
なお、この実施形態の上部電極も、第1の実施形態の枚葉式の装置でも第2の実施形態のバッチ式の装置でも適用可能であることはいうまでもない。
次に、本発明の第6の実施形態について説明する。
ここでは、上部グランドとして機能するシャワーヘッドおよび上部電極の他の構造例を示す。図14は本発明の第6の実施形態におけるプラズマ処理装置の一例の一部を示す断面図、図15はその上部電極部分を示す底面図である。
次に、本発明の第7の実施形態について説明する。
ここでは、好ましい給電を行える上部電極構造について示す。図19は、本発明の第7の実施形態における上部電極の一つの電極部材を示す平面図である。
次に、本発明の第8の実施形態について説明する。
ここでは、好ましい給電を行った際のスペースを考慮した上部電極構造について示す。図20は、本発明の第8の実施形態における上部電極を示す斜視図である。
2、51;チャンバ
3、52;基板載置台(基板支持部材;下部電極(第2の電極))
5、55、120、150;シャワーヘッド(上部グランド)
10、70;ガス供給機構
15、95、105、115、125、155、175、205;上部電極(第2の電極)
16、17、96、97、106、107、116、117、126、127、156、157、176、206、207;電極部材
31、31a、31b、181、211;櫛歯
20、63、94a、94b、104a、104b、114a、114b、174;高周波電源
32、32a、32b;連結部
54;載置台付きシャワーヘッド
118;インピーダンス調整部
121、151;横グランド
182、212;第1の連結部
183、213;第2の連結部
184、214;第3の連結部
185、215;給電部
G;基板
Claims (19)
- 被処理基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内で被処理基板を支持し、第1の電極として機能する基板支持部材と、
前記基板支持部材に対向するように設けられ、高周波電力が印加される第2の電極と、
前記処理容器内に処理ガスを導入するガス導入機構と、
前記処理容器内を排気する排気機構と
を具備し、
前記第2の電極に高周波電力を印加することにより、前記第1の電極と前記第2の電極に高周波電界を形成して、前記ガス導入機構から導入された処理ガスをプラズマ化して被処理基板に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、
前記基板支持部材が複数積層して設けられ、
前記複数の基板支持部材のそれぞれに対向して前記ガス導入機構が複数設けられ、
前記複数の基板支持部材のうち最下段以外の基板支持部材は基板支持部と反対側に前記ガス導入機構を有し、
前記第2の電極は前記複数の基板支持部材とこれらに対向するガス導入機構との間に離間して複数設けられ、
前記複数の第2の電極のそれぞれは、一つの電極平面を構成するように配置された複数の電極部材からなり、前記複数の電極部材に高周波電力が印加された際に各電極部材に定在波が形成され、
これら複数の電極部材に形成された複数の定在波の総和によって前記電極平面に形成される電圧分布が均一になるように、前記複数の電極部材の配置または前記複数の電極部材に形成される定在波の分布が調整され、
複数の被処理基板を前記複数の基板支持部材に支持させて一括してプラズマ処理することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記第2の電極は、櫛歯状をなす2つの電極部材を有しており、前記各電極部材は、複数の櫛歯の一方側に高周波電力が給電される給電部を有し、他方側が終端となっており、前記複数の櫛歯が等間隔で平行に設けられ、これら電極部材が、一方の電極部材の櫛歯と他方の電極部材の櫛歯とが交互にかつ等間隔になるように配置されていることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。
- 前記2つの電極部材は、同じ側に給電部が位置し、同じ側に終端が位置するように配置され、一方の電極部材の櫛歯の終端を接地終端、他方の電極部材の櫛歯の終端を開放終端とし、電極部材の線長をL、電極上に生じる定在波の波長をλとした場合に、L=(λ/4)×n(nは整数)となる周波数の高周波電力が前記2つの電極部材に印加されることを特徴とする請求項2に記載のプラズマ処理装置。
- 前記2つの電極部材は、給電部を外側にして向き合うように配置され、一方の電極部材の櫛歯の終端を接地終端、他方の電極部材の櫛歯を開放終端とし、電極部材の線長をL、電極上に生じる定在波の波長をλとした場合に、L=(λ/2)×n(nは整数)となる周波数の高周波電力が前記2つの電極部材に印加されることを特徴とする請求項2に記載のプラズマ処理装置。
- 前記2つの電極部材は、給電部を外側にして向き合うように配置され、一方の電極部材の櫛歯の終端と、他方の電極部材の櫛歯の終端とを同じ状態とし、前記2つの電極部材に同じ周波数の高周波電力を印加することを特徴とする請求項2に記載のプラズマ処理装置。
- 前記2つの電極部材は、給電部を外側にして向き合うように配置され、前記2つの電極部材の櫛歯の終端にインピーダンス調整部を有し、前記インピーダンス調整部により前記各電極部材の定在波を制御することを特徴とする請求項2に記載のプラズマ処理装置。
- 前記インピーダンス調整部は、コイルまたはコンデンサーを有することを特徴とする請求項6に記載のプラズマ処理装置。
- 前記ガス導入機構は、前記第2の電極の上方に設けられた処理ガスを吐出するシャワーヘッドを有することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記電極部材は前記処理ガスを吐出するガス吐出孔とガス空間を有し、前記ガス空間には前記処理ガスが供給され、前記処理ガスを前記ガス導入機構の他に前記電極部材から吐出することを特徴とする請求項8に記載のプラズマ処理装置。
- 前記排気機構は、前記シャワーヘッドと前記第2の電極との間の空間から横方向へ排気することを特徴とする請求項9に記載のプラズマ処理装置。
- 前記電極部材の隣接する櫛歯の間に、接地された接地部材を有することを特徴とする請求項2から請求項7のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記ガス導入機構は、前記第2の電極の上方に設けられた処理ガスを吐出するシャワーヘッドを有し、前記接地部材は、前記シャワーヘッドから下方へ突出するように設けられていることを特徴とする請求項11に記載のプラズマ処理装置。
- 前記シャワーヘッドは、前記接地部材から処理ガスを吐出するように構成され、前記電極部材も前記処理ガスを吐出するように構成され、前記排気機構は、前記シャワーヘッドと前記第2の電極との間の空間から横方向へ排気することを特徴とする請求項12に記載のプラズマ処理装置。
- 前記接地部材は曲面をなすように形成され、前記電極部材の櫛歯は円筒状に形成されていることを特徴とする請求項12又は請求項13に記載のプラズマ処理装置。
- 前記電極部材は、前記給電部から各櫛歯に対し電気的に等長になるような伝送路が形成されていることを特徴とする請求項2に記載のプラズマ処理装置。
- 前記伝送路は、隣接する櫛歯同士を連結する連結部と、連結部同士を連結する連結部とを有することを特徴とする請求項15に記載のプラズマ処理装置。
- 前記連結部同士を連結する連結部は、鉛直方向に延びる鉛直部により連結することを特徴とする請求項16に記載のプラズマ処理装置。
- 前記伝送路は扁平形状をなしており、前記処理容器の壁部または前記処理容器の導体と広い面が対向しており、伝送路同士が対向する部分は広い面同士が対向していることを特徴とする請求項17に記載のプラズマ処理装置。
- 被処理基板を収容する処理容器と、
前記処理容器内で被処理基板を支持し、第1の電極として機能する基板支持部材と、
前記基板支持部材に対向するように設けられ、高周波電力が印加される第2の電極と、
前記処理容器内に処理ガスを導入するガス導入機構と、
前記処理容器内を排気する排気機構と
を具備し、
前記第2の電極に高周波電力を印加することにより、前記第1の電極と前記第2の電極に高周波電界を形成して、前記ガス導入機構から導入された処理ガスをプラズマ化して被処理基板に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、
前記第2の電極は、一つの電極平面を構成するように配置された複数の電極部材からなり、前記複数の電極部材に高周波電力が印加された際に各電極部材に定在波が形成され、これら複数の電極部材に形成された複数の定在波の総和によって前記電極平面に形成される電圧分布が均一になるように、前記複数の電極部材の配置または前記複数の電極部材に形成される定在波の分布が調整され、
前記第2の電極は、櫛歯状をなす2つの電極部材を有しており、前記各電極部材は、複数の櫛歯の一方側に高周波電力が給電される給電部を有し、他方側が終端となっており、前記複数の櫛歯が等間隔で平行に設けられ、これら電極部材が、一方の電極部材の櫛歯と他方の電極部材の櫛歯とが交互にかつ等間隔になるように配置され、
前記電極部材の隣接する櫛歯の間に、接地された接地部材を有し、
前記ガス導入機構は、前記第2の電極の上方に設けられた処理ガスを吐出するシャワーヘッドを有し、前記接地部材は、前記シャワーヘッドから下方へ突出するように設けられ、
前記接地部材は曲面をなすように形成され、前記電極部材の櫛歯は円筒状に形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
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