JP5566498B2 - 誘導結合プラズマ処理装置、プラズマ処理方法及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
図1はこの発明の第1の実施形態に係る誘導結合プラズマ処理装置を示す断面図、図2はこの誘導結合プラズマ処理装置に用いられる高周波アンテナを示す平面図である。この装置は、例えばFPD用ガラス基板上に薄膜トランジスターを形成する際のメタル膜、ITO膜、酸化膜等のエッチングや、レジスト膜のアッシング処理に用いられる。ここで、FPDとしては、液晶ディスプレイ(LCD)、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)等が例示される。
第1の実施形態に係る誘導結合プラズマ処理装置では、互いに並列接続された外側アンテナ回路13aと内側アンテナ回路13bにおいて、一方のアンテナ回路のインピーダンスと、他方のアンテナ回路のインピーダンスとを逆位相にして、並列接続された二つのアンテナ回路に循環電流を発生させる構成であった。つまり、誘導性の内側アンテナ回路13bに対し、容量性の外側アンテナ回路13aを並列回路として接続する構成であり、少なくとも二つのアンテナ回路が必要であった。しかし、アンテナ回路が一つの場合であっても、アンテナ回路に循環電流を発生させることは可能である。
上記第2の実施形態において、図21を参照して説明したように、並列共振点、及び並列共振点近傍においては、逆L型整合回路のチューニング用可変リアクタンス素子(XTune)81に流れる電流(Tune電流)はほぼゼロである。このため、並列共振点、及び並列共振点近傍を用いて誘導結合プラズマ処理装置を動作させる場合には、図24Aに示すようにチューニング用可変リアクタンス素子(XTune)81は必要ない。
Claims (16)
- 被処理基板を収容してプラズマ処理を施す処理室と、
前記処理室内で被処理基板が載置される載置台と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室の外部に誘電体部材を介して配置され、高周波電力が供給されることにより前記処理室内に誘導電界を形成する第1のアンテナ回路と、
前記第1のアンテナ回路に並列に接続されるとともに、前記処理室の外部に誘電体部材を介して配置され、高周波電力が供給されることにより前記処理室内に誘導電界を形成する第2のアンテナ回路と、
前記第1のアンテナ回路及び前記第2のアンテナ回路のうちの少なくとも一つに接続され、接続された回路のインピーダンスを調節するインピーダンス調節手段と、を具備し、
前記第1のアンテナ回路のインピーダンスと前記第2のアンテナ回路のインピーダンスとを逆位相にして、前記処理室内に誘導結合プラズマを生成し、前記インピーダンス調節手段によるインピーダンス調節により、前記第1のアンテナ回路及び前記第2のアンテナ回路の少なくとも一つの電流値を制御して前記処理室内に生成された前記誘導結合プラズマのプラズマ電子密度分布を制御するように構成され、
前記処理室内に前記誘導結合プラズマを生成するに当たり、前記インピーダンス調節手段によるインピーダンス調節値が、前記第1のアンテナ回路と前記第2のアンテナ回路とが並列共振とならないような値に制御されることを特徴とする誘導結合プラズマ処理装置。 - 前記第1のアンテナ回路及び前記第2のアンテナ回路が平面コイルを含んで構成され、
前記第1のアンテナ回路に含まれる平面コイルが内側に空間を有し、前記処理室内の外側部分に誘導電界を形成する外側アンテナを構成し、
前記第2のアンテナ回路に含まれる平面コイルが前記第1のアンテナ回路に含まれる平面コイルの内側の空間に配置され、前記処理室内の内側部分に誘導電界を形成する内側アンテナを構成することを特徴とする請求項1に記載の誘導結合プラズマ処理装置。 - 前記第1のアンテナ回路に含まれる平面コイルと、前記第2のアンテナ回路に含まれる平面コイルとが互いに逆巻きであることを特徴とする請求項2に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
- 前記インピーダンス調節手段は、接続された回路のインピーダンスを、前記第1のアンテナ回路と前記第2のアンテナ回路との並列共振点を超えて変化させることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
- 前記インピーダンス調節手段は、接続された回路のインピーダンスを、誘導性と容量性との間で変化させることを特徴とする請求項4に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
- 前記第1のアンテナ回路と前記第2のアンテナ回路とが並列共振とならないような値は、前記第1のアンテナ回路と前記第2のアンテナ回路との並列共振点から前記第1のアンテナ回路及び前記第2のアンテナ回路のインピーダンスが容量性領域において最大値となる値まで、及び前記並列共振点から前記第1のアンテナ回路及び前記第2のアンテナのインピーダンスが誘導性領域において最大値となる値までを除いた値であることを特徴とする請求項5に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
- 前記インピーダンス調節手段は、前記第1のアンテナ回路と前記第2のアンテナ回路との並列共振点から前記第1のアンテナ回路及び前記第2のアンテナ回路のインピーダンスが容量性領域において最大値となる値まで、及び前記並列共振点から前記第1のアンテナ回路及び前記第2のアンテナのインピーダンスが誘導性領域において最大値となる値までをスキップすることを特徴とする請求項6に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
- アプリケーションごとに最適なプラズマ密度分布が得られるように、前記インピーダンス調節手段を調節する調節パラメータを予め設定しておき、選択されたアプリケーションに対応させて、前記調節パラメータを予め設定した最適な値になるように制御する制御手段を、さらに具備することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
- 前記インピーダンス調節手段が、可変コンデンサを含むことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
- 被処理基板を収容してプラズマ処理を施す処理室と、
前記処理室内で被処理基板が載置される載置台と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室の外部に誘電体部材を介して配置され、高周波電力が供給されることにより前記処理室内に誘導電界を形成する第1のアンテナ回路と、
前記第1のアンテナ回路に並列に接続されるとともに、前記処理室の外部に誘電体部材を介して配置され、高周波電力が供給されることにより前記処理室内に誘導電界を形成する第2のアンテナ回路と、
前記第1のアンテナ回路及び前記第2のアンテナ回路のうちの少なくとも一つに接続され、接続された回路のインピーダンスを調節するインピーダンス調節手段と、を具備する誘導結合プラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法であって、
前記第1のアンテナ回路のインピーダンスと前記第2のアンテナ回路のインピーダンスとを逆位相とし、かつ、前記第1のアンテナ回路と前記第2のアンテナ回路とが並列共振する並列共振点を用いずに、前記処理室内に誘導結合プラズマを生成し、
前記インピーダンス調節手段によるインピーダンス調節により、前記第1のアンテナ回路及び前記第2のアンテナ回路の少なくとも一つの電流値を制御し、前記処理室内に生成された前記誘導結合プラズマのプラズマ電子密度分布を制御することを特徴とするプラズマ処理方法。 - 前記インピーダンス調節手段は、接続された回路のインピーダンスを、前記第1のアンテナ回路と前記第2のアンテナ回路との並列共振点を超えて変化させることを特徴とする請求項10に記載のプラズマ処理方法。
- 前記インピーダンス調節手段は、接続された回路のインピーダンスを、誘導性と容量性との間で変化させることを特徴とする請求項11に記載のプラズマ処理方法。
- さらに、前記並列共振点から容量性領域における前記第1のアンテナ回路及び前記第2のアンテナ回路のインピーダンスの最大値までの領域、及び前記並列共振点から誘導性領域における前記第1のアンテナ回路及び前記第2のアンテナ回路のインピーダンスの最大値までの領域を用いずに、前記処理室内に前記誘導結合プラズマを生成することを特徴とする請求項12に記載のプラズマ処理方法。
- 前記インピーダンス調節手段に、前記並列共振点から容量性領域における前記第1のアンテナ回路及び前記第2のアンテナ回路のインピーダンスの最大値までの領域、及び前記並列共振点から誘導性領域における前記第1のアンテナ回路及び前記第2のアンテナ回路のインピーダンスの最大値までの領域をスキップさせることを特徴とする請求項13に記載のプラズマ処理方法。
- アプリケーションごとに最適なプラズマ密度分布が得られるように、前記インピーダンス調節手段を調節する調節パラメータを予め設定しておき、選択されたアプリケーションに対応させて、前記調節パラメータを予め設定した最適な値になるように制御する請求項10から請求項14のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法。
- コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
前記制御プログラムが、実行時に、請求項10から請求項15のいずれか一項に記載のプラズマ処理方法が行われるように誘導結合プラズマ処理装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。
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