TW201440113A - 感應耦合電漿處理裝置 - Google Patents

Abstract

〔課題〕提供一種可對大型化之被處理基板，使用金屬窗進行均勻之電漿處理的感應耦合電漿處理裝置。〔解決手段〕一種對矩形狀之基板施予感應耦合電漿處理之感應耦合電漿處理裝置，係具備：處理室，收容基板；高頻天線，用於在配置有處理室內之基板的區域產生感應耦合電漿；及金屬窗，呈矩形狀，被配置於產生有感應耦合電漿之電漿產生區域與高頻天線之間，並對應於基板而設，金屬窗(2)係以電性絕緣的方式分割為包含長邊(2a)之第1區域(201)與包含短邊(2b)之第2區域(202)，且第2區域(202)之徑向的寬度a與第1區域(201)之徑向的寬度b之比a/b係分割為在0.8以上1.2以下的範圍。

Description

感應耦合電漿處理裝置

本發明係有關對平板顯示器(FPD)製造用之玻璃基板等之被處理基板施予電漿處理的感應耦合電漿處理裝置。

在液晶顯示裝置(LCD)等之平板顯示器(FPD)製造工程中，存在有對玻璃基板進行電漿蝕刻或成膜處理等之電漿處理的工程，為了進行該電漿處理而使用電漿蝕刻裝置或電漿CVD裝置等各種的電漿處理裝置。以往大多使用電容耦合電漿處理裝置作為電漿處理裝置，具有能夠以高真空度獲得高密度之電漿這種優點的感應耦合電漿(Inductively Coupled Plasma：ICP)處理裝置最近受到注目。

感應耦合電漿處理裝置係在構成收容被處理基板之處理室頂壁之介電質窗的上側配置高頻天線，藉由對處理室內供給處理氣體並對該高頻天線供給高頻電力，使感應耦合電漿產生於處理室內，而藉由該感應耦合電漿對被處理基板施予預定的電漿處理。大多是使用形成平面 狀之預定圖案的平面天線來作為感應耦合電漿處理裝置之高頻天線。作為該感應耦合電漿處理裝置，已知有例如專利文獻1所揭示之技術。

近來，被處理基板之尺寸大型化，在例如 LCD用之矩形狀玻璃基板中，短邊×長邊之長度約1500mm×1800mm的尺寸~約2200mm×2400mm的尺寸，且約2800mm×3000mm尺寸，其大型化顯著。

伴隨著被處理基板大型化，則構成感應耦合 電漿處理裝置之頂壁的介電質窗亦被大型化。介電質窗一般是使用石英或陶瓷等較脆的材料，因此不適於大型化。 因此，例如專利文獻2所記載，藉由分割石英玻璃來應付介電質窗之大型化。

然而，傾向於更進一步大型化之被處理基 板。因此，在專利文獻2所記載之分割介電質窗的手法亦難以對應大型化。

於是，提出將介電質窗置換成金屬窗來增加 強度以對應於被處理基板之大型化的技術(專利文獻3)。在該技術中，係具有與藉由流往高頻天線之電流而使渦電流產生於金屬窗上面，該渦電流會形成為通過金屬窗側面及下面折回到上面之循環電流，利用由流經金屬窗下面的電流在處理室內形成感應電場而產生電漿等使用介電質窗時不同的機構。

〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕

〔專利文獻1〕日本特許3077009號公報

〔專利文獻2〕日本特許3609985號公報

〔專利文獻3〕日本特開2011-29584號公報

在專利文獻3之技術中是可對應於被處理基 板之大型化，但，由於與使用電漿產生之機構為介電質窗時不同，因此隨著金屬窗之大型化，而存在有其他的問題。例如在高頻天線為漩渦狀或環狀的情況下，為了形成該循環之渦電流，而必須將金屬窗分割成複數金屬窗片並使複數金屬窗片彼此絕緣，典型而言是放射狀地進行分割，但在放射狀地分割矩形狀之金屬窗時，在與包含長邊之金屬窗片相對應的區域及與包含短邊之金屬窗片相對應的區域之感應電場的電場強度不同，故而使電漿之均勻性變得不充份且難以進行均勻性高的電漿處理。

本發明是有鑑於上述情形而研發者，以提供 一種可對大型化之被處理基板，使用金屬窗而進行均勻之電漿處理的感應耦合電漿處理裝置作為課題。

為了解決上述課題，本發明係提供一種感應 耦合電漿處理裝置，係對矩形狀之基板施予感應耦合電漿 處理之感應耦合電漿處理裝置，其特徵係具備：處理室，收容基板；高頻天線，用於在配置有前述處理室內之基板的區域產生感應耦合電漿；及金屬窗，呈矩形狀，被配置於產生有前述感應耦合電漿之電漿產生區域與前述高頻天線之間，並對應於基板而設，前述金屬窗係以電性絶緣的方式分割為包含長邊之第1區域與包含短邊之第2區域，且前述第2區域之徑向的寬度a與前述第1區域之徑向的寬度b之比a/b係分割為0.8以上1.2以下之範圍。

在上述感應耦合電漿處理裝置中，前述金屬 窗係具有：4條第1分割線，從其4個角落朝向45°±6°的方向延伸；及第2分割線，連結前述第1分割線中分別夾著前述短邊之2條線所交會的2個交點且與前述長邊平行。能夠形成被該些第1分割線及第2分割線分割為前述第1區域與前述第2區域的構成。又，前述4條第1分割線係分別從前述金屬窗的4個角落朝45°之方向延伸為較佳。

前述高頻天線係能夠在對應於前述金屬窗的 面內，以沿著前述金屬窗之圓周方向環繞的方式予以設置。

前述第1區域及前述第2區域的至少一方， 係能夠形成為以彼此電性絶緣的方式在與圓周方向交叉之方向予以分割的構成。

又，前述金屬窗係進一步能夠形成為以彼此 電性絶緣的方式在圓周方向予以分割的構成。在該情況 下，能夠形成為在前述圓周方向分割之區域進一步以電性絶緣的方式在與圓周方向交叉之方向予以分割的構成。與在前述圓周方向分割之區域的圓周方向交叉之方向的分割數，係隨著朝向前述金屬窗之周緣部份增多為較佳。前述高頻天線係能夠設成為在對應於前述金屬窗之面內，具有設置成對應於在各個前述圓周方向分割之區域而環繞之複數個天線部者。又，在前述高頻天線施加1MHz以上27MHz以下的高頻為較佳。

根據本發明，形成矩形狀之金屬窗係以電性 絶緣的方式分割為包含長邊之第1區域與包含短邊之第2區域，且第2區域之徑向的寬度a與第1區域之徑向的寬度b之比a/b係分割為0.8以上1.2以下之範圍。因此，第1區域與第2區域的電場強度成為相等，而亦能夠對大型基板進行均勻性高的電漿處理。

1‧‧‧本體容器

2‧‧‧金屬窗

3‧‧‧天線室

4‧‧‧處理室

5‧‧‧支撐棚架

6‧‧‧支撐樑

7‧‧‧絕緣構件

13‧‧‧高頻天線

51‧‧‧第1分割線

52‧‧‧第2分割線

201‧‧‧第1區域

202‧‧‧第2區域

G‧‧‧基板(矩形基板)

〔圖1〕概略地表示本發明之第1實施形態之感應耦合電漿處理裝置的剖面圖。

〔圖2〕表示使用於圖1之感應耦合電漿處理裝置之高頻天線之例子的圖。

〔圖3〕表示使用金屬窗時之感應耦合電漿之第1產 生原理的圖。

〔圖4〕表示使用金屬窗時之感應耦合電漿之第2產生原理的圖。

〔圖5〕表示使用於本發明之第1實施形態之感應耦合電漿處理裝置之金屬窗的平面圖。

〔圖6〕表示放射狀分割之金屬窗的模式圖。

〔圖7〕用於說明使用於本發明之第1實施形態之感應耦合電漿處理裝置之金屬窗之分割狀態的模式圖。

〔圖8〕表示使用於本發明之第1實施形態之感應耦合電漿處理裝置之金屬窗之其他例子的平面圖。

〔圖9〕表示使用於本發明之第2實施形態之感應耦合電漿處理裝置之金屬窗及高頻天線的模式圖，並表示在圓周方向分割為2之情況。

〔圖10〕表示使用於本發明之第2實施形態之感應耦合電漿處理裝置之金屬窗的模式圖，並表示在圓周方向分割為2且在與圓周方向正交之方向進一步對外側圓周方向區域進行分割後的一例。

〔圖11〕表示使用於本發明之第2實施形態之感應耦合電漿處理裝置之金屬窗的模式圖，並表示在圓周方向分割為2且在與圓周方向正交之方向進一步對外側圓周方向區域及內側圓周方向區域進行分割後的一例。

〔圖12〕(A)圖係表示參考例之金屬窗的平面圖，(B)~(D)圖係表示使用於本發明之實施形態之金屬窗之例子的平面圖。

〔圖13〕表示電場強度比及角度之窗寬度比依存性的圖。

〔實施形態〕

以下，參閱添加圖式對本發明之實施形態進行說明。

<第1實施形態>

圖1係概略地表示本發明之第1實施形態之感應耦合電漿處理裝置的剖面圖。圖1所示之感應耦合電漿處理裝置，係可使用於矩形基板，例如在FPD用玻璃基板上形成薄膜電晶體時的金屬膜、ITO膜、氧化膜等的蝕刻、或光阻膜的灰化處理等的電漿處理。在此，FPD例如有液晶顯示器(LCD)、電致發光(Electro Luminescence；EL)顯示器、電漿顯示器面板(PDP)等。又，並不限於FPD用玻璃基板，亦可使用於對太陽電池面板用玻璃基板之上述同樣的電漿處理。

該電漿處理裝置係具有由導電性材料例如內壁面被陽極氧化處理的鋁所構成的角筒形狀之氣密的本體容器1。該本體容器1係組裝成可分解，且藉由接地線1a進行電性接地。本體容器1係藉由與本體容器1絕緣而形成之矩形狀的金屬窗2上下區隔成天線室3及處理室4。金屬窗2係構成處理室4的頂壁。金屬窗2係例如以非磁 性體且導電性之金屬例如鋁或含鋁的合金所構成。又，為了提升金屬窗2之耐電漿性，而在金屬窗2之處理室4側的表面亦可設置介電質膜或介電質罩。可舉出陽極氧化膜、或熱噴塗陶瓷膜來作為介電質膜。又，可舉出石英製或陶瓷製的罩來作為介電質罩。

在天線室3的側壁3a與處理室4的側壁4a 之間，設有突出至本體容器1之內側的支撐棚架5及支撐樑6。支撐棚架5及支撐樑6，係以導電性材料最好是以鋁等金屬構成。金屬窗2係如後述經由絕緣構件7被分割，且金屬窗2在被分割的狀態下經由絕緣構件7而被支撐於支撐棚架5及支撐樑6。支撐樑6係藉由複數根懸吊具(未圖示)而成為吊掛在本體容器1之頂棚的狀態。

支撐樑6在本例中係兼作為處理氣體供給用 的淋浴頭框體。支撐樑6兼作為淋浴頭框體時，在支撐樑6的內部形成有相對於被處理基板之被處理面而平行延伸的氣體流路8。在氣體流路8中，形成有對處理室4內噴出處理氣體之複數個氣體吐出孔8a。氣體流路8係從處理氣體供給系統20經由氣體供給管20a來供給處理氣體，從氣體吐出孔8a對處理室4之內部吐出處理氣體。 另外，處理氣體係除了從支撐樑6被供給外，亦可以在金屬窗2構成設置氣體吐出孔而吐出處理氣體來代替。

在金屬窗2上的天線室3內配置有面對金屬 窗2的高頻天線13。高頻天線13係藉由由絕緣構件所構成的間隔件14來與金屬窗2隔開而配置，在與矩形狀之 金屬窗2對應之面內，以沿著金屬窗2之圓周方向環繞的方式予以設置，例如如圖2所示，形成為漩渦狀。在該例子中，係將導電性材料由例如銅等所構成之4條天線線131，132，133，134各錯開90°位置捲繞而形成全體為漩渦狀的多重(四重)天線，天線線之配置區域係大致呈框狀。又，亦可為將1條或複數個天線線設成環狀的環狀天線。

高頻天線13係經由供電構件15、供電線 16、匹配器17，連接有第1高頻電源18。且，電漿處理的期間，從第1高頻電源18經由匹配器17、供電線16及供電構件15供給例如13.56MHz之高頻電力至高頻天線13，藉此，經由被誘發於後述之金屬窗的循環電流，在處理室4內之電漿產生區域形成感應電場，藉由該感應電場從複數個氣體吐出孔8a供給的處理氣體會在處理室4內的電漿產生區域被電漿化。

在處理室4內的下方，以隔著金屬窗2來與 高頻天線13對向的方式設有用以載置作為被處理基板之矩形狀的FPD用玻璃基板(以下簡稱基板)G的載置台23。載置台23係以導電性材料，例如表面被陽極氧化處理的鋁所構成。被載置於載置台23的基板G係藉由靜電夾盤(未圖示)來吸附保持。

載置台23是被收納於絕緣體框24內，且被 中空的支柱25所支撐。支柱25係一面維持氣密狀態一面貫通本體容器1的底部，且被配設在本體容器1外的昇降 機構(未圖示)所支撐，在基板G的搬出入時藉由昇降機構來將載置台23驅動於上下方向。另外，在收納載置台23的絕緣體框24與本體容器1的底部之間，配設有氣密地包圍支柱25的波紋管26，藉此，即使載置台23的上下動作，亦可保證處理容器4內的氣密性。並且，在處理室4的側壁4a設有用以搬入搬出基板G的搬入搬出口27a及予以開關的閘閥27。

載置台23係藉由設在中空之支柱25內的給 電線25a經由匹配器28而連接第2高頻電源29。該高頻電源29係在電漿處理中，將偏壓用的高頻電力例如頻率為3.2MHz的高頻電力施加於載置台23。利用由該偏壓用的高頻電力所生成之自給偏壓，使在處理室4內生成之電漿中的離子有效地被引入至基板G。

而且，在載置台23內，為了控制基板G的溫 度，而設有由陶瓷加熱器等的加熱手段或冷媒流路等所構成的溫度控制機構、及溫度感測器(皆未圖示)。對於該些機構或構件的配管或配線皆是通過中空的支柱25來導出至本體容器1外。

在處理室4的底部，經由排氣管31來連接包 含真空泵等的排氣裝置30。藉由該排氣裝置30來對處理室4進行排氣，電漿處理中，處理室4內會被設定維持於預定的真空環境(例如1.33Pa)。

在被載置於載置台23之基板G的背面側形成 有冷卻空間(未圖示)，設有用以供給He氣體(作為一 定之壓力的熱傳達用氣體)的He氣體流路41。藉由如此在基板G的背面側供給熱傳達用氣體，可在真空下迴避基板G的溫度上昇或溫度變化。

該電漿處理裝置之各構成部，係形成為被連 接至由微處理器(電腦)所構成的控制部100來予以控制的構成。又，在控制部100連接由鍵盤或顯示器等所構成之使用者介面101，該鍵盤是供操作員進行為了管理電漿處理裝置而輸入指令等的輸入操作，該顯示器是使電漿處理裝置的運轉狀況可視化顯示。而且，在控制部100連接記憶部102，該記憶部102是儲存有用以藉由控制部100的控制來實現在電漿處理裝置所被實行的各種處理之控制程式，或用以因應處理條件來使處理實行於電漿處理裝置的各構成部之程式亦即處理程式。處理程式係被記憶於記憶部102之中的記憶媒體。記憶媒體係亦可為內藏於電腦之硬碟或半導體記憶體，或亦可為CDROM、DVD、快閃記憶體等的可攜帶性者。又，亦可從其他裝置例如經由專線來使處理程式適當傳送。且，因應所需，以來自使用者介面101的指示等，從記憶部102呼叫任意之處理程式，並使實行於控制部100，在控制部100的控制下，進行在電漿處理裝置之中所期望的處理。

接下來，對金屬窗2進行說明。

根據以下的2個原理，使用金屬窗2而產生有感應耦合電漿。

圖3係表示使用金屬窗時之感應耦合電漿之第1產生 原理的圖。如圖3所示，由流動於高頻天線13之高頻電流I_RF，在金屬窗2之上面(高頻天線側表面)產生感應電流。感應電流係藉由表面效應僅流至金屬窗2之表面部份，金屬窗2係從支撐棚架5、支撐樑6及本體容器1被絕緣，因此，只要高頻天線13之平面形狀為直線狀，則流至金屬窗2之上面的感應電流會流至金屬窗2的側面，接下來，流至側面之感應電流會流至金屬窗2之下面(處理室側表面)，更經由金屬窗2的側面，再度折回到金屬窗2的上面而產生渦電流I_ED。如此一來，在金屬窗2中，會產生從該上面(高頻天線側表面)循環至下面(處理室側表面)的渦電流I_ED。在該循環之渦電流I_ED中，流經金屬窗2之下面的電流會在處理室4內產生感應電場I_P，而藉由該感應電場I_P產生處理氣體的電漿。

如本實施形態，於高頻天線13在與金屬窗2 相對應的面內以沿著圓周方向環繞的方式而設置時，使用無垢之一片板來作為金屬窗2時，藉由高頻天線在金屬窗2之上面產生的渦電流I_ED係僅在金屬窗2的上面進行循環，渦電流I_ED不會流至金屬窗2之下面而不會產生電漿。對此，將金屬窗2分割為複數並使彼此絕緣，渦電流I_ED將流動至金屬窗2的下面。亦即，使金屬窗2在彼此絕緣之狀態下分割為複數個，藉此，在被分割之金屬窗的上面流動有到達側面之感應電流，並從側面流動至下面而產生再度折回到流經側面之上面之環狀的渦電流I_ED。

圖4係表示使用金屬窗時之感應耦合電漿之 第2產生原理的圖。

當電流流動至高頻天線13之天線線130時，在該周圍會產生感應磁場M。由於感應磁場M之磁力線不會透過金屬，因此，到達金屬窗2之磁力線會在金屬窗2的表面形成渦電流I_E，透用由背面側之渦電流形成的反向磁場，會使磁力線彎曲於外側。合成渦電流I_E而形成的合成渦電流I_EC，係被形成作為從金屬窗2之表面流往背面且更進一步折回到表面的循環電流，背面側之合成渦電流I_EC會在處理室4內形成第1感應電場E_P1。另一方面，感應磁場M的磁力線會透過絕緣構件7，在處理室4內沿著基板G之表面而形成，而藉由處理室4內的感應磁場M，在處理室4內形成有第2感應電場E_P2。且，藉由該些感應電場，在處理室4內產生處理氣體之電漿。另外，在圖4中電流或磁力線之方向係為了方便進行說明之方向，並非正確的方向。例如雖以與感應磁場M之磁力線相同的方向來表示第2感應電場E_P2，但實際上是與感應磁場M之磁力線正交的方向。

如此，在本實施形態中係藉由使矩形狀的金 屬窗2在彼此絕緣的狀態下進行分割，根據上述2個原理在處理室4內產生感應耦合電漿。且，在本實施形態係根據後述之機構而形成有均勻的感應電場，典型來說係如圖5所示之分割。亦即，矩形狀之金屬窗2係藉由絕緣構件7以電性絶緣的方式分割為包含長邊2a之2個第1區域201與包含短邊2b之2個第2區域202，且第1區域201 與第2區域202係以徑向之寬度形成為相等的方式來予以分割。

具體而言，金屬窗2係具有：4條第1分割線 51，從其4個角落朝向45°的方向延伸；及第2分割線52，連結第1分割線51中分別夾著短邊2b之2條線所交會的2個交點P且與長邊平行，而被該些第1分割線51及第2分割線52分割為第1區域201與第2區域202。 在包含第1分割線51及第2分割線52之預定寬度的部份存在有絕緣構件7。在該些包含第1分割線51及第2分割線52之絕緣構件7之一部份或全部的內部存在有如上述的支撐樑6。另外，在圖5中省略了使金屬窗2之外周與支撐棚架5絕緣用之絕緣構件7的圖示。

接下來，說明使用如以上所構成之感應耦合 電漿處理裝置，對基板G施予電漿處理例如電漿蝕刻處理時之處理動作。

首先，在將閘閥27打開的狀態下，從搬入搬 出口27a藉由搬送機構(未圖示)將基板G搬入至處理室4內並載置於載置台23之載置面後，藉由靜電夾盤(未圖示)將基板G固定於載置台23上。接下來，使從處理氣體供給系統20供給至處理室4內的處理氣體從兼作為淋浴頭框體之支撐樑6之氣體吐出孔8a吐出至處理室4內，並透過藉由排氣裝置30經由排氣管31對處理室4內進行真空排氣，將處理室內維持於例如0.66~26.6Pa左右之壓力環境。

又，此時，在基板G之背面側的冷卻空間中 為了迴避基板G的溫度上昇或溫度變化，而經由He氣體流路41供給作為熱傳達用氣體之He氣體。

接下來，從高頻電源18將例如1MHz以上 27MHz以下之高頻施加至高頻天線13，藉此，經由金屬窗2在處理室4內產生均勻的感應電場。如此一來，藉由所產生的感應電場，在處理室4內的處理氣體會電漿化，而產生高密度的感應耦合電漿。藉由該電漿，對基板G進行作為電漿處理之例如電漿蝕刻處理。

在該情況下，由於金屬窗2係於高頻天線13 在與金屬窗2相對應的面內以沿著圓周方向環繞的方式而設置，因此，如上述，在處理室4內形成感應電場時必須使金屬窗2在彼此絕緣的狀態下進行分割，此時，如專利文獻3所示，已知若放射狀地分割金屬窗，則感應電場之電場強度分佈將變得不均勻且電漿處理之均勻性會變差。

關於該觀點，參照圖6進行說明。圖6係表 示放射狀分割之金屬窗的模式圖。在圖6中，為了方便起見，將高頻天線13描繪成2圈環狀天線，省略絕緣構件7。如圖6所示，在對矩形狀之金屬窗2進行典型之放射狀分割亦即對角線分割的情況下，包含長邊2a之第1區域201'之徑向的寬度(亦即從金屬窗2之中心起至長邊2a的距離)係將短邊2b的長度設為B時形成為B/2。另一方面，包含短邊2b之第2區域202'之徑向的寬度(亦即從金屬窗2之中心起至短邊2b的距離)，係將長邊2a 之長度設為A時形成為A/2。因此，使第2區域202'之徑向的寬度成為大於第1區域201'之徑向的寬度。在此，由於高頻天線13的圈數在第1區域201'及第2區域202'中是相同的，因此，徑向的寬度越小，將導致第1區域201'之感應電場的電場強度變大。故，由於導致第1區域201'其電流密度變大且電漿變強，因此電漿的均勻性會下降。

在此，將矩形狀之金屬窗2以電性絶緣的方 式分割為包含長邊2a之2個第1區域201與包含短邊2b之2個第2區域202，且第1區域201與第2區域202係以徑向之寬度形成為相等的方式來予以分割。具體而言，如圖5所示，金屬窗2係具有：4條第1分割線51，從其4個角落朝向45°的方向延伸；及第2分割線52，連結第1分割線51中分別夾著短邊2b之2條線所交會的2個交點P且與長邊平行，而由於被該些第1分割線51及第2分割線52分割為第1區域201與第2區域202，因此，如圖7所示，第1區域201之徑向的寬度及第2區域202之徑向的寬度皆形成為B/2。由於第1區域201及第2區域202其高頻天線13的圈數相同且徑向的寬度亦相同，因此感應電場之電場強度會相同而能夠形成均勻的電漿。

在本實施形態中，第1區域201及第2區域 202的至少一方，係亦可以彼此電性絶緣的方式在與圓周方向交叉的方向予以分割。在圖8表示該例子。在圖8中，係表示對第1區域201及第2區域202兩者，在與圓周方向正方之方向分割為2的例子。亦即，使第1區域 201在徑向分割為區域201a，201b，並使第2區域202在徑向分割為區域202a，202b。如此一來，藉由增加分割數，能夠縮小金屬窗2被分割之區域的尺寸，並能夠降低縱電場E_V的影響。

<第2實施形態>

接下來，對本發明之第2實施形態進行說明。

圖9係表示使用於本發明之第2實施形態之感應耦合電漿處理裝置之金屬窗及高頻天線之一例的模式圖。如該圖所示，在本實施形態中，金屬窗2係以彼此電性絶緣的方式被分割為第1區域201與第2區域202，且更進一步以彼此電性絶緣的方式沿著圓周方向被2分割為外側圓周方向區域203與內側周方向區域204。如此一來，藉此分割之步驟，外側圓周方向區域203係被4分割為分割區域203a、203b、203c、203d，內側圓周方向區域係被4分割為分割區域204a、204b、204c、204d。且，分割區域203a、203c、204a、204c係構成第1區域201，分割區域203b、203d、204b、204d係構成第2區域202。

如此一來，藉由將金屬窗2以彼此絕緣的方 式分割成外側圓周方向區域203與內側圓周方向區域204之步驟，能夠抑制循環之渦電流I_ED的擴散，且能夠更良好地進行在處理室4內部產生之電漿分佈的控制性。又，如此一來，藉由抑制循環之渦電流I_ED的擴散，能夠使更強的循環之渦電流I_ED在金屬窗2的表面產生，並能夠藉 由處理室4的內部使較強的感應電場E產生。

又，在本實施形態中，係具有使高頻天線13 在徑向隔著間隔形成例如漩渦狀或環狀之環繞2圈的外側天線部13a與內側天線部13b之天線部，並對應於金屬窗2之外側圓周方向域區域203而設置外側天線部13a，對應於金屬窗2之內側圓周方向域區域204而設置內側天線部13b。

於處理室4內，雖然在高頻天線13之正下方 的空間產生有電漿，但此時，由於因應於高頻天線13正下方之各位置中的電場強度，具有高電漿密度區域與低電漿密度區域的分佈，因此，具有使高頻天線13在徑向隔著間隔形成環繞2圈的外側天線部13a與內側天線部13b之天線部，能夠調整該些阻抗而獨立控制電流值，並控制作為感應耦合電漿之全體的密度分布。另外，在圖9中，為了方便起見而將外側天線部13a與內側天線部13b描繪成2圈的環狀天線。

又，如上述，藉由對應於外側圓周方向區域 203而設置外側天線部13a、對應於內側圓周方向區域204而設置內側天線部13b，藉此，能夠抑制在與外側天線部13a相對應之外側圓周方向區域203產生之循環之渦電流I_ED及在與內側天線部13b相對應之內側圓周方向區域204產生之循環之渦電流I_ED的干擾。藉此，能夠抑制在處理室4內部產生之感應電場E之強度的偏差，且能夠使處理室4內部之電漿分佈的控制性變佳。

在本實施形態中，並不限於在圓周方向將金 屬窗2分割為2的情況，亦可分割為3以上。且，以對應於金屬窗分割數之數量的漩渦狀或環狀等進行環繞的天線部來構成高頻天線13，並能夠形成以與各圓周方向分割區域對應之方式隔著間隔而配置該些天線部的構成。如此一來，藉由將金屬窗2分割為3以上，亦能夠取得上述效果，而且能夠藉由使高頻天線13構成為環繞3以上的天線部，控制對於更大型基板的電漿密度分佈。

又，在金屬窗2中，在圓周方向分割之區域 亦可更進一步以電性絶緣的方式，在與圓周方向交叉的方向予以分割。如此一來，藉此能夠進一步增加金屬窗2的分割數而縮小分割之區域的尺寸(面積)，並能夠更減小縱電場E_V。此時，與在圓周方向分割之區域的圓周方向交叉之方向的分割數，係隨著朝向金屬窗2之周緣部份增多為較佳。如此一來，藉此由於能夠使面積大於金屬窗2之外側之部份的分割數增加，因此能夠進一步增加分割數。

關於該例子係表示在圖10、圖11。圖10係 將金屬窗2之圓周方向的分割數2分割為外側圓周方向區域203與內側圓周方向區域204，且更進一步在與圓周方向正交的方向將外側圓周方向區域203之分割區域203a、203b、203c、203d分割為2，而形成分割區域203a1、203a2、203b1、203b2、203c1、203c2、203d1、203d2者。又，圖11係將金屬窗2之圓周方向的分割數2 分割為外側圓周方向區域203與內側圓周方向區域204，且更進一步在與圓周方向正交的方向將外側圓周方向區域203之分割區域203a、203b、203c、203d分割為3，而形成分割區域203a1、203a2、203a3、203b1、203b2、203b3、203c1、203c2、203c3、203d1、203d2、203d3，並進一步在與圓周方向正交的方向將內側圓周方向區域204之分割區域204a、204b、204c、204d分割為2，而形成分割區域204a1、204a2、204b1、204b2、204c1、204c2、204d1、204d2者。

<感應電場之電場強度比>

接下來，對關於包含短邊2b之第2區域202與包含長邊2a之第1區域201之感應電場的電場強度比進行說明。

感應電場之電場強度E係如下述第(1)式，與天線之電流量I與捲繞數n成比例，而與窗寬度(徑向之寬度)d成反比例。

從第(1)式，可知感應電場之電場強度係因 應窗寬度d的寬度而產生變化。當窗寬度d沿徑向變寬時，與窗寬度d較窄的情況相比，則必須更廣泛地產生電漿。因此，感應電場E之電場強度會減弱，且電漿會減 弱。相反地，若窗寬度d沿徑向變窄，則感應電場E之電場強度會增強。

例如，如圖12(A)所示，第1分割線51'為 對角線狀時，包含短邊2b之第2區域202'之感應電場E的電場強度為最弱。在圖12(A)所示的例子中，假如將第2區域202'之窗寬度dB(=a)與第1區域201'之窗寬度dA(=b)的窗寬度比a/b設為1.3。

以下，將窗寬度比a/b如圖12(B)所示縮短 為1.1時，則第2區域202之窗寬度dB(=a)會變窄，且第2區域202之電場強度會增強。且，如圖12(C)所示，當窗寬度比a/b變為1時，第2區域202之電場強度會進一步增強，且第2區域202及第1區域201兩者之感應電場E的電場強度會相等。且，如圖12(D)所示，若窗寬度比a/b未滿1例如為0.9時，則在第2區域202與第1區域201其感應電場E的電場強度將逆轉。

包含圖12(A)~(D)所示之長邊2a之第1區域201'及201的電場強度EA係EA=I×n/dA...(2)

又，包含短邊2b之第2區域202'及202的電場強度EB係EB=I×n/dB...(3)

第2區域202'及202之電場強度EB與第1區域201'及201之電場強度EA的比“EB/EA”係EB/EA=(I×n/dB)/(I×n/dA)...(4)

在第1區域201'及201與第2區域202'及202中，因為天線之電流量I與捲繞數n相等，從而形成EB/EA=(1/dB)/(1/dA)=dA/dB...(5)

從窗寬度dA為第1區域201'及201之徑向的窗寬度b，相同地窗寬度dB為第2區域202'及202之徑向的窗寬度a，從而形成EB/EA=b/a...(6)

如第(6)所示，感應電場E之電場強度比“EB/EA”，係與第1區域201'及201之徑向的窗寬度a和第2區域202'及202之徑向之窗寬度b的窗寬度比“a/b”成反比例。

表1係表示形成有窗寬度a、窗寬度b、窗寬度比a/b、電場強度比EB/EA及第1分割線51'或51與長邊2a之角度θ的表。

圖13係表示電場強度比及角度之窗寬度比依 存性的圖。

如圖13所示，隨著窗寬度比a/b之值從“1”偏離，感應電場之電場強度比EB/EA之值亦從“1”偏離。這是表示窗寬度比a/b從“1”偏離，而在第2區域202'及202產生之感應電場EB與在第1區域201'及201產生之感應電場EA的偏離變大之情況。

實際進行處理時，感應電場EB與感應電場 EA的差較小(較佳的是感應電場EB與感應電場EA的差小到幾乎沒有)係對均勻的處理較有效。但，實際上，感應電場EB與感應電場EA的差係可預估到某種程度上的容許誤差。若從實用之觀點來考慮，則容許誤差約為±20~25%的範圍。例如，在使感應電場EB與感應電場EA的差抑制在約±20~25%以內，則將感應電場之電場強度比EB/EA抑制在約0.8以上約1.2以下之範圍即可。

為此，如圖13所示，將窗寬度比a/b如範圍M1所示設定成0.8以上1.2以下的範圍，分割第1區域與第2區域即可。

又，將窗寬度比a/b設定在0.8以上1.2以下 的範圍是指形成有第1分割線51與第1區域201之長邊2a的角度θ亦從45°偏移。例如，如圖13所示，即使以將角度θ設為從45°偏差約±6°(約39°以上約51°以下)之範圍M2的方式來設定角度θ，亦能夠將感應電場E之電場強度比EB/EA抑制在約0.8以上1.2以下的範圍。

又，若以從45°偏差約±6°(約39°以上約51° 以下)之範圍的方式來設定角度θ，亦能夠將窗寬度比a/b設定在0.8以上1.2以下的範圍。

如此一來，能夠藉由將窗寬度比a/b設在0.8 以上1.2以下之範圍及/或將形成有第1分割線51與第1區域201之長邊2a之角度θ設在從45°偏差約±6°(約39°以上約51°以下)之範圍的方式，得到可將感應電場之電場強度比EB/EA抑制在約0.8以上1.2以下之範圍的感應耦合電漿處理裝置。

另外，本發明係不限定於上述實施形態，可 進行各種變形。

例如，雖然對於以漩渦狀方式或環狀方式作為高頻天線為例進行了說明，但只要是在與金屬窗相對應的面內以沿著金屬窗之圓周方向環繞的方式而進行設置則不限任何構造。

又，上述實施形態雖例示蝕刻裝置作為感應 耦合電漿處理裝置的一例，但並不限於蝕刻裝置，亦可適用於CVD成膜等其他的電漿處理裝置。

又，雖表示使用FPD用基板作為被處理基板 之例，但只要是矩形基板亦可適用於對太陽電池面板用基板等其他基板之電漿處理。

2a‧‧‧長邊

2b‧‧‧短邊

7‧‧‧絕緣構件

51‧‧‧第1分割線

51'‧‧‧第1分割線

52‧‧‧第2分割線

201‧‧‧第1區域

201'‧‧‧第1區域

202‧‧‧第2區域

202'‧‧‧第2區域

EA‧‧‧電場強度

EB‧‧‧電場強度

dA(=b)‧‧‧窗寬度

dB(=a)‧‧‧窗寬度

θ‧‧‧角度

Claims (10)

1. 一種感應耦合電漿處理裝置，係對矩形狀之基板施予感應耦合電漿處理的感應耦合電漿處理裝置，其特徵係具備：處理室，收容基板；高頻天線，用於在配置有前述處理室內之基板的區域產生感應耦合電漿；及金屬窗，呈矩形狀，被配置於產生有前述感應耦合電漿之電漿產生區域與前述高頻天線之間，並對應於基板而設，前述金屬窗係以電性絶緣的方式分割為包含長邊之第1區域與包含短邊之第2區域，且前述第2區域之徑向的寬度a與前述第1區域之徑向的寬度b之比a/b係分割為0.8以上1.2以下之範圍。
2. 如申請專利範圍第1項之感應耦合電漿處理裝置，其中，前述金屬窗係具有：4條第1分割線，從其4個角落朝向45°±6°的方向延伸；及第2分割線，連結前述第1分割線中分別夾著前述短邊之2條線所交會的2個交點且與前述長邊平行，且被該些第1分割線及第2分割線分割為前述第1區域與前述第2區域。
3. 如申請專利範圍第2項之感應耦合電漿處理裝置，其中，前述4條第1分割線係分別從前述金屬窗的4個角落 朝45°之方向延伸。
4. 如申請專利範圍第1~3項中任一項之感應耦合電漿處理裝置，其中，前述高頻天線係在與前述金屬窗相對應的面內，以沿著前述金屬窗之圓周方向環繞的方式予以設置。
5. 如申請專利範圍第1~4項中任一項之感應耦合電漿處理裝置，其中，前述第1區域及前述第2區域的至少一方，係以彼此電性絶緣的方式而在與圓周方向交叉的方向予以分割。
6. 如申請專利範圍第1~4項中任一項之感應耦合電漿處理裝置，其中，前述金屬窗係更進一步以彼此電性絶緣的方式而在圓周方向予以分割。
7. 如申請專利範圍第6項之感應耦合電漿處理裝置，其中，在前述圓周方向分割之區域，係進一步以電性絶緣的方式而在與圓周方向交叉的方向予以分割。
8. 如申請專利範圍第7項之感應耦合電漿處理裝置，其中，與在前述圓周方向分割之區域的圓周方向交叉之方向的分割數，係隨著朝向前述金屬窗之周緣部份增多。
9. 如申請專利範圍第5~8項中任一項之感應耦合電漿處理裝置，其中，前述高頻天線係具有複數個天線部，該天線部係在與 前述金屬窗相對應之面內，以與在前述圓周方向分割之區域之各個相對應而環繞的方式予以設置。
10. 如申請專利範圍第1~9項中任一項之感應耦合電漿處理裝置，其中，在前述高頻天線施加1MHz以上27MHz以下的高頻。