TW202040683A - 感應耦合電漿處理裝置 - Google Patents

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Abstract

[課題] 藉由利用金屬窗的感應耦合電漿，電漿控制性更高，進行均勻性高的電漿處理。 [解決手段] 感應耦合電漿處理裝置，具備：處理容器；在載置矩形基板的載置台；構成處理容器的頂壁，與處理容器電絕緣的矩形狀的金屬窗；設於金屬窗的上方，在處理容器內生成感應耦合電漿的天線單元；金屬窗，藉由第1分割，被分割成相互電絕緣的分割區域；天線單元，具有：將具有對向於金屬窗的上面形成的平面部的複數天線片段，以平面部作為全體成為矩形的框狀區域的方式配置而成的高頻天線；複數天線片段，分別將天線線在縱方向，以捲繞軸與金屬窗的上面平行的方式捲繞成螺旋狀構成；供應至複數天線片段的各者的電流為可控制。

Description

感應耦合電漿處理裝置
本揭示係有關於感應耦合電漿處理裝置。
液晶顯示裝置(LCD)等平面顯示器(FPD)製造工程中，存在有在矩形狀的玻璃基板的預定膜進行電漿蝕刻等電漿處理的工程。作為這樣的電漿處理裝置，能夠以高真空度得到高密度的電漿的那種具有大優點的感應耦合電漿(Inductively Coupled Plasma：ICP)處理裝置受到注目。
從前的感應耦合電漿處理裝置，雖在高頻天線與處理室之間介在對應被處理基板的矩形狀的介電體窗，但隨著基板的大型化，最近提案有取代介電體窗而使用適合大型化的金屬窗的感應耦合電漿處理裝置(專利文獻1)。
又，作為這種金屬窗，也提案有使用進行沿著其周方向進行2以上相互電絕緣而分割的第1分割，且進行沿著與周方向交叉的方向相互電絕緣而分割的第2分割者，對大型的被處理基板使電漿分佈的控制性良好的技術(專利文獻2)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 特開2011-29584號公報 [專利文獻2] 特開2012-227427號公報
[發明所欲解決的問題]
本揭示提供一種感應耦合電漿處理裝置，藉由利用金屬窗的感應耦合電漿，電漿控制性更高，能夠進行均勻性高的電漿處理。 [解決問題的手段]
本揭示的一態樣的感應耦合電漿處理裝置，對矩形基板施予感應耦合電漿處理，具備：處理容器；在前述處理容器內載置矩形基板的載置台；構成前述處理容器的頂壁，與前述處理容器電絕緣，對向於前述載置台設置的矩形狀的金屬窗；設於前述金屬窗的上方，用於在前述處理容器內生成感應耦合電漿的天線單元；前述金屬窗，藉由向各角部的放射狀的第1分割，被分割成相互電絕緣的分割區域；前述天線單元，具有：將具有對向於前述金屬窗的上面形成的平面部的複數天線片段，以前述平面部作為全體成為矩形的框狀區域的方式配置而成，作為多分割環狀天線構成的高頻天線；前述複數天線片段，分別將天線線在垂直於前述金屬窗的上面的方向即縱方向，以捲繞軸與前述金屬窗的上面平行的方式捲繞成螺旋狀構成；供應至前述複數天線片段的各者的電流為可控制。 [發明的效果]
根據本揭示，提供一種感應耦合電漿處理裝置，藉由利用金屬窗的感應耦合電漿，電漿控制性更高，能夠進行均勻性高的電漿處理。
以下，參照圖式說明實施形態。 ＜電漿處理裝置＞ 最初說明關於一實施形態的感應耦合電漿處理裝置。圖1為表示一實施形態的感應耦合電漿處理裝置的剖面圖。圖1所示的感應耦合電漿處理裝置，能夠用於在矩形基板，例如，FPD用玻璃基板上形成薄膜電晶體時的金屬膜、ITO膜、氧化膜等蝕刻、或光阻膜的灰化處理、還有氧化矽膜及氮化矽膜等的成膜等的電漿處理。在這裡，作為FPD，例示了液晶顯示器(LCD)、電致發光(Electro Luminescence；EL)顯示器、電漿顯示面板(PDP)等。但是，基板不限於FPD用玻璃基板。
該感應耦合電漿處理裝置，具有由導電性材料，例如，內壁面經陽極氧化處理的鋁形成的角筒形狀的氣密本體容器1。該本體容器1以可分解的方式組裝，藉由接地線1a電接地。
本體容器1藉由與本體容器1絕緣形成的矩形狀金屬窗2在上下畫分成天線室3及腔室(處理容器)4。金屬窗2構成腔室4的頂壁。金屬窗2，例如，以包含非磁性體且導電性的金屬，例如鋁或鋁的合金構成。又，為了使金屬窗2的耐電漿性提升，在金屬窗2的腔室4側的表面設置介電質膜或介電體保護殼也可以。作為介電質膜可以是陽極氧化膜或溶射陶瓷膜。又作為介電體保護殼可以是石英製或陶瓷製者。
天線室3的側壁3a與腔室4的側壁4a之間，設置突出本體容器1的內側的支持棚5。支持棚5以導電性材料，較佳為以鋁等金屬構成。
金屬窗2隔介著絕緣構件7分割成複數構成。接著，分割成複數的金屬窗2的分割部50，隔介著絕緣構件7支持於支持棚5。是將金屬窗2藉由複數吊桿(圖未示)從本體容器1的頂部吊下的構造。此外，圖1為示意地表示金屬窗2的分割形態者，並非表示實際的分割形態者。關於金屬窗2的各種分割形態將於後述。
金屬窗2的各分割部50具有本體部52、具有複數氣體吐出孔54的噴淋平板53、設於本體部52與噴淋平板53之間的氣體擴散空間51。氣體擴散空間51中從處理氣體供應機構20通過氣體供應管21將處理氣體導入。氣體擴散空間51連通至複數氣體吐出孔54，從氣體擴散空間51通過複數氣體吐出孔54將處理氣體吐出。亦即，金屬窗2作為處理氣體吐出用的噴淋頭構成。
金屬窗2之上的天線室3內，具備面對金屬窗2，且具有旋迴呈環狀的方式配置的高頻天線13的天線單元40。高頻天線13如同後述，由導電性材料，例如銅等構成，藉由以絕緣構件構成的間隙物(圖未示)從金屬窗2離間配置。天線單元40，又如同後述，具備對高頻天線供電的供電部。
天線單元40的高頻天線13通過供電線16、匹配器17連接第1高頻電源18。接著，在電漿處理期間，高頻天線13從第1高頻電源18通過延伸供電線16，供應400 kHz~27.12MHz，例如13.56MHz的高頻電力，藉由高頻天線13形成的感應電場在金屬窗2的分割部50感應出環形電流。藉此，通過在金屬窗2的分割部50感應出的環形電流，在形成腔室4內形成感應電場。接著，藉由該感應電場，在腔室4內的金屬窗2正下方的電漿生成空間S，從金屬窗2的氣體吐出孔54供應的處理氣體被電漿化，生成感應耦合電漿。此外，關於天線單元的詳細構造將於後述。
在腔室4內的底部，以包夾金屬窗2與高頻天線13對向的方式，作為被處理基板，用來載置矩形狀基板(以下單記為基板)G的載置台23藉由絕緣體構件24固定。載置台23以導電性材料，例如表面經陽極氧化處理的鋁構成。載置於載置台23的基板G藉由設於載置面的靜電夾盤(圖未示)吸附保持。
載置台23的上部周緣部設置絕緣性的屏蔽環25a，載置台23的周面設置絕緣環25b。在載置台23，用以基板G的搬入搬出的升降器插銷26，通過本體容器1的底壁、絕緣體構件24插通。升降器插銷26藉由設於本體容器1外的升降機構(圖未示)升降驅動進行基板G的搬入搬出。
本體容器1外設有匹配器28及第2高頻電源29，在載置台23藉由供電線28a通過匹配器28連接第2高頻電源29。該第2高頻電源29，在電漿處理中，將偏壓用的高頻電力，例如頻率為3.2MHz的高頻電力施加至載置台23。藉由偏壓用的高頻電力生成的自偏壓，將生成於腔室4內的電漿中的離子有效地吸至基板G。
再來，在載置台23內，為了控制基板G的溫度，設有由加熱器等加熱機構及冷媒流路等構成溫度控制機構、溫度感測器(都未圖示)。相對於該等機構及構件的配管及配線，都通過設於本體容器1的底面及絕緣體構件24的開口部1b導出本體容器1外。
腔室4的側壁4a設有用來將基板G搬入搬出的搬入出口27a及將其開關的閘閥27。又，腔室4的底部通過排氣管31連接包含真空泵等的排氣裝置30。藉由該排氣裝置30將腔室4排氣，電漿處理中，腔室4內設定、維持在預定的真空氛圍(例如，10mTorr(1.33Pa))。
載置於載置台23的基板G的裏面側形成冷卻空間(圖未示)，作為一定的壓力的熱傳達用氣體設置用來供應He氣體的He氣體流路32。藉由如此在基板G的裏面側供應熱傳達用氣體，能夠在真空下控制基板G的電漿處理所致的溫度上升及溫度變化。
該感應耦合電漿處理裝置更具有控制部100。控制部100由電腦形構成，具有由控制電漿處理裝置的各構成部的CPU構成的主控制部、輸入裝置、輸出裝置、顯示裝置、記憶裝置。記憶裝置，具有記憶用來以電漿處理裝置執行的各種處理的參數、及感應耦合電漿處理裝置執行的處理的程式，亦即處理配方的記憶媒體。主控制部以將記憶於記憶媒體的預定處理配方叫出，基於該處理配方使電漿處理裝置執行預定的處理動作。
＜金屬窗＞ 接著，詳細說明金屬窗2。 圖2為表示使用金屬窗2時的感應耦合電漿的主要生成原理的圖。如圖2所示，藉由流至高頻天線13的高頻電流IRF ，在金屬窗2的上面(高頻天線側表面)產生感應電流。感應電流因集膚效應只在金屬窗2的表面部分流動，但因為金屬窗2從支持棚5及本體容器1絕緣，若高頻天線13的平面形狀為直線狀，在金屬窗2的上面流動的感應電流，流至金屬窗2的側面，接著流至側面的感應電流，流至金屬窗2的下面(腔室側表面)，再來通過金屬窗2的側面，再度返回金屬窗2的上面，生成渦電流IED 。藉此，在金屬窗2，從其上面(高頻天線側表面)向下面(腔室側表面)生成環繞的渦電流IED 。該環繞的渦電流IED 之中，流通金屬窗2的下面的電流在腔室4內生成感應電場IP ，藉由該感應電場IP 生成處理氣體的電漿。
另一方面，高頻天線13在對應金屬窗2的面內以沿著周方向旋迴的方式設置時，作為金屬窗2使用純淨的一枚板時，在金屬窗2的下面未流通渦電流而未生成電漿。也就是說，藉由高頻天線在金屬窗2的上面生成的渦電流IED ，僅在金屬窗2的上面環繞，渦電流IED 未在金屬窗2的下面流通。在此，將金屬窗2以以下的各種構成在下面流通渦電流，生成所期望的感應電場。
[金屬窗的第1態樣] 第1態樣中，將金屬窗2分割成複數分割區域並相互絕緣。藉此，渦電流IED 流至金屬窗2的下面。亦即，藉由將金屬窗2以相互絕緣的狀態的分割成複數，在分割的金屬窗的上面流通到達側面的感應電流，生成從側面流至下面，再度流通至側面返回上面的環狀的渦電流IED 。因此，將金屬窗2分割成複數分割部。以下說明關於金屬窗2的幾例。以下之例中，方便上，將金屬窗2的複數分割部50，在每個分割部附加不同符號說明。
(第1態樣的第1例) 圖3為示意表示金屬窗2的第1態樣的第1例的平面圖。 金屬窗2對應基板G形成長邊2a短邊2b的矩形狀。如同上述，因為高頻天線13以對應金屬窗2旋迴的方式設為環狀，在本例中，為了沿著金屬窗2的下面均勻地形成感應電場，向矩形狀的金屬窗2的各角部藉由放射狀(對角狀)的分割線250進行第1分割。具體來說，藉由第1分割，分割成包含長邊2a的2個第1分割部201、包含短邊2b的2個第2分割部202。該等分割部201及202都是三角狀。
(第1態樣的第2例) 圖4為示意表示金屬窗2的第1態樣的第2例的平面圖。 在本例中，以包含長邊2a的分割部成為梯形狀的第1分割部203、包含短邊2b的分割部成為三角狀的第2分割部204的方式，向各角部進行放射狀的第1分割。上述圖3之例中，因為金屬窗2形成對應基板G的矩形狀，以將長邊2a作為底邊的三角形構成的第1分割部201的徑方向(矩形中的「徑方向」表示從矩形的中心，亦即矩形的2個對角線的交點向矩形的周緣的方向。以下同。)的寬度a(亦即，構成第1分割部201的三角形的高度)與以將短邊2b作為底邊的三角形構成的第2分割部202的徑方向的寬度b(亦即，構成第2分割片202的三角形的高度)不同，在分割部201與分割部202感應電場的電場強度不同。相對於此，在圖4之例中，因為將以將長邊2a作為下底的梯形構成的第1分割部203維持徑方向的寬度a(亦即，構成第1分割部203的梯形的高度)的長度作為梯形狀，以將短邊2b作為底邊的三角形構成的第2分割部204的徑方向的寬度(亦即，構成第2分割部204的三角形的高度)也與a一致，能夠使包含長邊2a的第1分割部203與包含短邊2b的第2分割部204的感應電場的電場強度一樣。因此，能夠更加提升電漿的均勻性。此時的分割，藉由連接向金屬窗2的4個角部延伸的放射狀的第1分割線251、與第1分割線251之中分別包夾短邊2b的2個相交的2個交點P的平行於長邊2a的第2分割線252進行。相對於第2分割線252的延長方向的第1分割線251的角度為45°的方向較佳，但多少偏差也無妨。偏差的程度，例如，估計±6°左右。
(第1態樣的第3例) 圖5為示意表示金屬窗的第1態樣的第3例的平面圖。 在本例中，在進行放射狀的第1分割後，再以沿著周方向相互電絕緣的方式進行第2分割。第2分割藉由絕緣構件7進行。本例為沿著周方向進行3分割之例，具體來說，在本例中，將圖5所示的第1例的第1分割部201藉由分割線254分割成外側分割部201a、中間分割部201b、內側分割部201c，將第2分割部202分割成外側分割部202a、中間分割部202b、內側分割部202c，作為全體在周方向進行3分割。
藉此，將金屬窗2在周方向，以相互絕緣的方式分割，能夠抑制向與環繞的渦電流IED 流動的方向垂直的方向擴散，能使在腔室4的內部產生的電漿的分佈的控制性更加良好。又，藉由這樣抑制環繞的渦電流IED 的擴散，能夠環繞的渦電流IED 更強地在金屬窗2的表面產生，能夠在腔室4的內部使更強的感應電場E產生。第2分割的分割數不限於3，能夠因應基板G的大小適宜設定。
相對於金屬窗2於周方向進行第2分割形成的複數周方向分割區域(環狀分割區域)，如同後述，使之對應形成複數環狀的高頻天線。在本例中，複數周方向分割區域，為由外側分割部201a及202a構成的外側周方向分割區域、由中間分割部201b及202b構成的中間周方向分割區域、以及由內側分割部201c及202c構成的內側周方向分割區域的3個區域。藉此，能夠調整各天線部的阻抗將電流值獨立控制。該效果與將上述金屬窗2在周方向分割所致的抑制環繞的渦電流IED 的擴散的效果相輔相成，能夠得到高電漿控制性。
(第1態樣的第4例) 圖6為示意表示金屬窗的第1態樣的第4例的平面圖。 在本例中，與第3例一樣，在進行放射狀的第1分割後，再以沿著周方向相互電絕緣的方式進行第2分割。第2分割藉由絕緣構件7進行。本例為沿著周方向進行3分割之例，具體來說，在本例中，將圖4所示的第2例的第1分割部203藉由分割線255分割成外側分割部203a、中間分割部203b、內側分割部203c，將第2分割部204分割成外側分割部204a、中間分割部204b、內側分割部204c，作為全體在周方向進行3分割。
在本例中也一樣，將金屬窗2在周方向，以相互絕緣的方式分割，能夠抑制向與環繞的渦電流IED 流動的方向垂直的方向擴散，能使在腔室4的內部產生的電漿的分佈的控制性更加良好。又，藉由這樣抑制環繞的渦電流IED 的擴散，能夠環繞的渦電流IED 更強地在金屬窗2的表面產生，能夠在腔室4的內部使更強的感應電場E產生。第2分割的分割數不限於3，能夠因應基板G的大小適宜設定。
在本例中也一樣，相對於金屬窗2於周方向進行第2分割形成的複數周方向分割區域，如同後述，使之對應形成複數環狀的高頻天線。藉此，能夠調整各天線部的阻抗將電流值獨立控制。該效果與將上述金屬窗2在周方向分割所致的抑制環繞的渦電流IED 的擴散的效果相輔相成，能夠得到高電漿控制性。
(第1態樣的第5例) 圖7為示意表示金屬窗2的第1態樣的第5例的平面圖。 在本例中，在進行放射狀的第1分割、周方向的第2分割後，再以在與周方向垂直的方向(縱方向)相互電絕緣的方式進行第3分割。第3分割也與第2分割一樣，藉由絕緣構件7進行。具體來說，將圖5的第3例的外側分割部201a及202a，藉由分割線256，分別3分割成小分割部201a1、201a2、201a3、及小分割部202a1、202a2、202a3。又，將中間分割部201b及202b，藉由分割線256，分別2分割成小分割部201b1、201b2、及小分割部202b1、202b2。藉此，能夠使再增加金屬窗2的分割數而分割的區域的大小(面積)縮小。藉此，能夠更縮小從電漿向金屬窗2的縱電場EV ，能夠減少金屬窗2的損傷。此時，與在周方向分割的區域的周方向交叉的方向的分割數雖為任意，但隨著向金屬窗2的周緣部分變多較佳。藉此，因為能夠增加比金屬窗2的外側面積更大的部分的分割數，能夠更加增加分割數。
(第1態樣的第6例) 圖8為示意表示金屬窗2的第1態樣的第6例的平面圖。 在本例中也與第5例一樣，在進行放射狀的第1分割、周方向的第2分割後，再以在與周方向垂直的方向(縱方向)相互電絕緣的方式進行第3分割。具體來說，將圖6的第4例的外側分割部203a及204a，藉由分割線257，分別3分割成小分割部203a1、203a2、203a3、及小分割部204a1、204a2、204a3。又，將中間分割部203b及204b，藉由分割線257，分別2分割成小小分割部203b1、203b2、及小分割部204b1、204b2。藉此，與第5例一樣，能夠縮小再增加金屬窗2的分割數而分割的區域的尺寸(面積)，能夠更縮小從電漿向金屬窗2的縱電場EV 減少金屬窗2的損傷。又，一樣隨著向金屬窗2的周緣部分變多較佳。
[金屬窗的第2態樣] 第2態樣中，不分割金屬窗2，在對應第1態樣的分割線的部分形成狹縫。狹縫與第1態樣的分割線一樣，作為感應電流流通的道路作用。因此，在第2態樣中，於金屬窗2，在對應第1態樣的各例的分割線的方向形成狹縫，能夠得到與第1態樣的各例相同的效果。以下，說明關於具體例。
(第2態樣的第1例) 圖9為示意表示金屬窗2的第2態樣的第1例的平面圖。 本例中，設置對應上述第1態樣的第1例的放射狀(對角狀)的分割線的向角部的4條放射狀狹縫260，金屬窗2藉由該等狹縫，區分成2個長邊側區域212、及2個短邊側區域213。狹縫中埋入絕緣體也可以。以下之例也一樣。
(第2態樣的第2例) 圖10為示意表示金屬窗2的第2態樣的第2例的平面圖。 本例中，設置對應上述第1態樣的第2例的放射狀的分割線251的4條放射狀狹縫261、及對應分割線252的狹縫262，藉由該等狹縫，區分成2個長邊側區域216、及2個短邊側區域217。
(第2態樣的第3例) 圖11為示意表示金屬窗2的第2態樣的第3例的平面圖。 本例中，設置對應圖9所示的上述第2態樣的第1例的放射狀(對角狀)的分割線的4條放射狀狹縫260，再形成相當於沿著周方向的第2分割的分割線的狹縫263，為在周方向區分成3個環狀區域的例。具體來說，在本例中，將長邊側區域212藉由狹縫263，沿著周方向區分成外側區域212a、中間區域212b、內側區域212c。又，將短邊側區域213藉由狹縫263，沿著周方向區分成外側區域213a、中間區域213b、內側區域213c。藉此將金屬窗2作為全體在周方向區分成3個環狀區域。
(第2態樣的第4例) 圖12為示意表示金屬窗2的第2態樣的第4例的平面圖。 本例為設置對應圖10所示的上述第2例的分割線的4條放射狀狹縫261、及橫方向的狹縫262後，再形成相當於沿著周方向的第2分割的分割線的狹縫264，為在周方向區分成3個環狀區域(區分部分)的例。具體來說，在本例中，將長邊側區域216藉由狹縫264，沿著周方向區分成外側區域216a、中間區域216b、內側區域216c。又，將短邊側區域217藉由狹縫264，沿著周方向區分成外側區域217a、中間區域217b、內側區域217c。藉此將金屬窗2作為全體在周方向區分成3個環狀區域。
(第2態樣的第5例) 圖13為示意表示金屬窗2的第2態樣的第5例的平面圖。 本例中，如圖11所示的第3例所示藉由4條放射狀(對角狀)的狹縫260、及周方向的狹縫263區分金屬窗2後，再形成對應第3分割的狹縫265。具體來說，將圖11的第3例的外側區域212a及213a，藉由狹縫265，區分成小區域212a1、212a2、212a3、及小區域213a1、213a2、213a3的各3個區分部分。又，將中間區域212b及213b，藉由狹縫265，區分成小區域212b1、212b2、及小區域213b1、213b2的各2個區分部分。
(第2態樣的第6例) 圖14為示意表示金屬窗2的第2態樣的第6例的平面圖。 本例中，如圖12所示的第4例所示藉由4條放射狀狹縫261及狹縫262、還有周方向的狹縫264區分金屬窗2後，再形成對應第3分割的狹縫266。具體來說，將圖12的第4例的外側區域216a及217a，藉由狹縫266，區分成小區域216a1、216a2、216a3、及小區域217a1、217a2、217a3的各3個區分部分。又，將中間區域216b及217b，藉由狹縫266，區分成小區域216b1、216b2、及小區域217b1、217b2的各2個區分部分。
[金屬窗的第3態樣] 第3態樣中，將金屬窗2藉由絕緣構件分割成複數並相互絕緣，將分割的分割部以導線等導電性連結構件270在周方向連結。藉此，在金屬窗2的各分割部，渦電流IED 從上面通過側面流至下面，在金屬窗的上面也沿著包含導電性構件的封閉環形流通封閉環形電流。亦即，在分割部與分割部之間的導電性連結構件270也流通電流。藉此，在分割部與分割部之間也能夠產生感應電場，又因為藉由改變連結位置能夠調整使感應電場產生的位置，能夠將感應電場分佈更適正地調整。圖15為第3態樣的第1例，為在圖7所示的第1態樣的第5例適用第3態樣的構成。圖16為第3態樣的第2例，為在圖8所示的第1態樣的第6例適用第3態樣的構成。在該等例中，在外側分割部、中間分割部、內側分割部的各者中於周方向各分割部藉由導電性連結構件270連結。又，在導電性連結構件270使一或複數電容介在，能夠調整封閉環形的阻抗，能夠調整在分割部與分割部之間形成的感應電場的強度。
＜天線單元＞ 接著，詳細說明關於天線單元40。 圖17為表示天線單元40的高頻天線之一例的概略平面圖。如圖17所示，高頻天線13將具有對向於金屬窗2的上面形成的平面部的複數天線片段，以平面部作為全體成為生成有助於電漿生成的感應電場的矩形的框狀區域81的方式配置成環狀。亦即，高頻天線13作為多分割環狀天線構成。
具體來說，高頻天線13具有構成框狀區域81的角部的複數第1天線片段61、構成框狀區域81的邊部的複數第2天線片段71。圖中，方便上，雖將第1天線片段61及第2天線片段71都以4個表示，但第2天線片段71相對於各邊為2個以上也可以。
第1天線片段61，例如，如圖18所示，將由導電性材料，例如銅等形成的天線線62在垂直於金屬窗2的上面的方向即縱方向，以捲繞軸與金屬窗2的上面平行的方式捲繞成縱捲螺旋狀構成。接著，第1天線片段61，面對金屬窗2的平面部63構成生成有助於電漿的感應電場的框狀區域81的一部分(角部)。在平面部63中天線線62以3條平行且形成角部的方式配置。此外，在圖18中，對向於第1天線片段61的平面部63的上部天線線62以直線構成，但與平面部63一樣以形成角部的方式構成也可以。
又，第2天線片段71，例如，如圖19所示，將由導電性材料，例如銅等形成的天線線72在垂直於金屬窗2的上面的方向即縱方向，以捲繞軸與金屬窗2的上面平行的方式捲繞成縱捲螺旋狀構成。接著，第2天線片段71，面對金屬窗2的平面部73構成生成有助於電漿的感應電場的框狀區域81的一部分(邊中央部)。在平面部73中天線線72以3條平行的方式配置。
第1天線片段61及第2天線片段71通過供電部41從第1高頻電源18供應高頻電力。供電部41，例如如圖20所示，從供電線16分岐，具有連接至高頻天線13的第1天線片段61及第2天線片段71的各者的複數分岐線42。在該等分岐線42中，設置作為阻抗調整機構的可變電容43。分岐線42連接至設於高頻天線13的第1天線片段61及第2天線片段71的各者的端部的供電端子(圖未示)。
藉由高頻天線13的第1天線片段61及第2天線片段71的各者、連接至該等的可變電容43，分別構成天線電路。接著，藉由調節可變電容43的電容，控制各者的天線電路的阻抗，其結果能夠控制流至各者的天線電路的電流。
藉此控制流至天線電路的電流，能夠控制對應各者的天線片段的電漿控制區域的感應電場將電漿密度分佈極微細地控制。特別是能夠獨立控制角部與邊部的電流，能夠提高對應腔室4內的角部的部分與對應邊部的部分的電漿的控制性形成均勻的電漿。
又，無論對應金屬窗2的高頻天線13的區域的分割數為何(即便天線分割數比金屬窗2的分割數還多的情形也一樣)，藉由增加高頻天線13的分割數，反映該等天線分割區域的電漿控制成為可能。藉此，也能夠提高電漿均勻性。
在對應金屬窗2的高頻天線13的區域中，亦即，在外側區域、中間區域、內側區域的各者中，金屬窗2的分割數(區分數)、高頻天線13的分割數(天線片段之數)的關係為任意。
例如，如圖21的第1例所示，相對於金屬窗2的1個分割部300(區分區域)配置1個天線片段400也可以(窗分割數＝天線分割數)。此時，天線片段400的長度比分割部300的長度還短也可以、相等或還長也可以。此外，在此不區別金屬窗的分割部作為「分割部300」、又不區別第1天線片段61及第2天線片段71作為「天線片段400」，僅以天線片段的平面部表示(以下的圖22~圖26也一樣)。又，如圖22的第2例所示，相對於金屬窗2的2個(以上)的分割部300配置1個天線片段400也可以(窗分割數＞天線分割數)。該等情形中，分割部300僅對應1個天線片段400。藉由天線片段400的高頻電流IRF ，在1個分割部300，1個渦電流IED 以在天線配置方向即X方向呈直線環繞的方式流通。
又，例如如圖23、圖24的第3、第4例所示，對應1個分割部300，配置2個以上的天線片段400也可以。在圖23之例中，相對於金屬窗2的1個分割部300配置2個天線片段，在圖24之例中，相對於2個分割部300配置5個天線片段400。亦即，天線片段400之數比金屬窗2的分割部300還多(窗分割數＜天線分割數)。如圖24之例那樣，天線片段400跨越複數分割部300也可以。如圖23及圖24所示，相對於1個分割部300配置2個以上的天線片段400時，藉由各個天線片段400感應的渦電流IED 不只是天線配置方向即X方向，也在垂直於X方向的平面方向即Y方向擴大，通過分割部300的Y方向的側面在裏面環繞畫出環形。亦即渦電流IED 在平面的擴大。藉此，能夠更加提高在腔室4內形成的感應電場的天線片段單位的控制性，還有電漿的控制性。
此外，不將金屬窗2分割而藉由狹縫區分的情形也一樣。又，圖23、圖24之例，不需要成為全部的分割部300例示的配置，成為至少一部分例示的配置也可以。
如圖25所示，分割高頻天線13的天線片段400彼此之間，將接地的劃分板500以與金屬窗2絕緣的狀態設置較佳。將天線片段400間藉由劃分板500隔開，能夠防止因在鄰接的天線片段400間的各個天線片段400形成的感應電場的相互干擾提高天線片段400的電流的控制性。藉此，能夠提高天線片段400所致的感應電場的獨立控制性。如圖26所示，劃分板500以其下端與金屬窗2(分割部300或區分部分)之間形成10mm左右的間隙510的方式與金屬窗2絕緣。因與金屬窗2絕緣，能夠防止異常放電、或對感應電場造成壞影響。
相對於金屬窗2的1個分割部300(區分部分)，設置複數天線片段400後，藉由劃分板500防止天線片段400間的感應電場的干擾提高電流的控制性，能夠不增加金屬窗2的分割數(區分數)，而進行細分化的高頻天線所致的微細的電漿控制。
有必要控制基板G的徑方向的電漿分佈時，作為天線單元40，除了上述高頻天線13以外，具有呈1或2個以上的環狀的其他高頻天線，將該等高頻天線以同心圓狀配置構成多環狀天線較佳。藉由各別控制各高頻天線(環狀天線)的電流，能夠控制腔室4內的徑方向的電漿分佈。這種多環狀天線的電流控制，在其他高頻天線(多分割環狀天線的情形為天線片段)也如圖20所示連接可變電容形成天線電路，藉由控制各天線電路的阻抗來進行。
其他高頻天線是與上述高頻天線13一樣的多分割環狀天線也可以、是漩渦狀的平面天線也可以。這樣構成多環狀天線時，至少將最外側的高頻天線作為多分割環狀天線較佳。藉此，能夠控制對應電漿空間的基板G的角部的區域與對應角部之間的邊部的區域的電漿分佈。
作為構成天線單元40的多環狀天線，例如，如圖27所示，例示了在最外側配置與上述高頻天線13一樣的由多分割環狀天線形成的外側高頻天線131，在其內側配置漩渦平面天線即中間高頻天線132，在最內側配置漩渦平面天線即內側高頻天線133的具有3個環狀天線者。
又，如圖28所示，作為天線單元40，例如，例示了在最外側配置與上述高頻天線13一樣的多分割環狀天線即高頻天線141，在其內側同樣配置多分割環狀天線即中間天線142，在最內側配置漩渦平面天線即內側天線143的具有3個環狀天線者。
作為構成圖27的中間高頻天線132、內側高頻天線133、及圖28的內側高頻天線143的漩渦平面天線，如圖29所示，使用捲繞由銅等導電性材料形成的4條天線線151、152、153、154而全體成為漩渦狀的多重(四重)天線。又，如圖30所示的將1條天線線161捲繞成漩渦狀者也可以。
各環狀天線沿著金屬窗2的第2分割即周方向的分割所致的環狀分割區域(或由狹縫區分的環狀區域)設置較佳。藉此，能夠抑制在各環狀天線之下的金屬窗2的環狀分割區域(區分環狀區域)產生的渦電流IED 彼此的干擾，抑制了在腔室4內產生的感應電場的偏差，能夠使電漿分佈的控制性良好。此時，各環狀天線的寬度比對應的金屬窗2的環狀分割區域(區分環狀區域)寬度還小較佳。藉此，也能夠更提高控制性。
＜金屬窗與高頻天線的組合例＞ 接著，以態樣別說明閞於金屬窗與高頻天線的組合例的幾個。 此外，以下之例全都表示將金屬窗2以預定的分割線分割的情形，但取代分割金屬窗2，形成對應的狹縫時也能得到同樣的效果。
[態樣1] 態樣1為天線單元構成多環狀天線，使用將最外周的高頻天線作為窗分割數≧天線分割數的多分割環狀天線之例。
(態樣1的第1例) 圖31為示意表示態樣1的第1例的平面圖。在本例中，作為金屬窗2，使用進行圖7所示的放射狀(對角狀)的第1分割，藉由周方向的第2分割進行3分割，再來進行與周方向垂直的第3分割者。金屬窗2，藉由第2分割，沿著周方向，被分割成外側周方向分割區域311、中間周方向分割區域312、內側周方向分割區域313的3個環狀分割區域。此外，將經由第3分割形成的各個分割部與圖21~26一樣，作為全部共通的分割部300(以下同)。
天線單元40具有分別沿外側周方向分割區域311、中間周方向分割區域312、內側周方向分割區域313設為環狀的外側高頻天線411、中間高頻天線412、內側高頻天線413。
外側高頻天線411與上述高頻天線13一樣構成多分割環狀天線。外側高頻天線411具有構成角部的4個第1天線片段611、構成邊部的4個第2天線片段711。第1天線片段611及第2天線片段711與上述高頻天線13的第1天線片段61及第2天線片段71一樣構成。第2天線片段711以對應外側周方向分割區域311的邊中央的分割部300的方式設置。又第1天線片段611以跨越外側周方向分割區域311的角部的2個分割部300的方式設置。
中間高頻天線412及內側高頻天線413與上述中間高頻天線132及內側高頻天線133一樣以漩渦平面天線構成。
藉由這樣的構成，能夠獨立控制外周部分的角部與邊部的電流，能夠提高電漿的不均勻成為問題的對應腔室4內的外周部分的角部的部分與對應邊部的部分的電漿的控制性形成均勻的電漿。
外側高頻天線411、中間高頻天線412及內側高頻天線413分別沿著外側周方向分割區域311、中間周方向分割區域312、內側周方向分割區域313，以比該等區域的寬度還小的方式設置。藉此，抑制了在各分割區域產生的渦電流彼的干擾，電漿分佈的控制性成為良好。
又，如同上述，藉由在第1天線片段611與第2天線片段711之間設置劃分板(圖未示)，能夠防止該等天線片段間的干擾，提高電流的控制性，能夠提高天線片段400所致的感應電場的獨立控制性。
(態樣1的第2例) 圖32為示意表示態樣1的第2例的平面圖。在本例中，作為金屬窗2，使用將圖8所示的放射狀的第1分割，以包含長邊的分割部與包含短邊的分割部寬度對齊的方式進行，藉由周方向的第2分割進行3分割，再來進行與周方向垂直的第3分割者。金屬窗2，藉由第2分割，沿著周方向，被分割成外側周方向分割區域321、中間周方向分割區域322、內側周方向分割區域323的3個環狀分割區域。
天線單元40具有分別沿著外側周方向分割區域321、中間周方向分割區域322、內側周方向分割區域323設成環狀的外側高頻天線421、中間高頻天線422、內側高頻天線423。
外側高頻天線421構成與第1例的外側高頻天線411一樣的多分割環狀天線。外側高頻天線421具有構成角部的4個第1天線片段621、構成邊部的4個第2天線片段721。該等與第1例的第1天線片段611及第2天線片段711一樣構成。
中間高頻天線422及內側高頻天線423與第1例的中間高頻天線412及內側高頻天線413一樣以漩渦平面天線構成。
在本例中也一樣，與第1例一樣，能夠獨立控制外周部分的角部與邊部的電流，能夠提高電漿的不均勻成為問題的對應腔室4內的外周部分的角部的部分與對應邊部的部分的電漿的控制性形成均勻的電漿。又，此外也能得到與第1例相同的效果。
又，在本例中，因為將放射狀的第1分割，以包含長邊的分割部與包含短邊的分割部寬度對齊的方式進行，能夠使該等分割部的感應電場的電場強度一致，更加提升電漿的均勻性。
(態樣1的第3例) 圖33為示意表示態樣1的第3例的平面圖。在本例中，作為金屬窗2，使用將放射狀的第1分割，以包含長邊的分割部與包含短邊的分割部寬度對齊的方式進行，藉由周方向的第2分割進行4分割，再來進行與周方向垂直的第3分割者。金屬窗2，藉由第2分割，沿著周方向，被分割成外側周方向分割區域331、第1中間周方向分割區域332、第2中間周方向分割區域333、內側周方向分割區域334的4個環狀分割區域。又，藉由第3分割，外側周方向分割區域331的各邊被4分割、第1中間周方向分割區域332的各邊被3分割、第2中間周方向分割區域333的各邊被2分割。
天線單元40具有外側高頻天線431、第1中間高頻天線432、第2中間高頻天線433、及內側高頻天線434。外側高頻天線431沿著外側周方向分割區域331設為環狀。第1中間高頻天線432沿著第1中間周方向分割區域332設為環狀。第2中間高頻天線433沿著第2中間周方向分割區域333設為環狀。內側高頻天線434沿著內側周方向分割區域334設為環狀。
外側高頻天線431與上述高頻天線13一樣構成多分割環狀天線。外側高頻天線431具有構成角部的4個第1天線片段631、構成邊部的8個第2天線片段731。第2天線片段731在各邊分別設置2個。第1天線片段631及第2天線片段731與上述高頻天線13的第1天線片段61及第2天線片段71一樣構成。第2天線片段731以分別對應外側周方向分割區域331的邊部的分割部300的1個的方式設置。又第1天線片段631以跨越外側周方向分割區域331的角部的2個分割部300的方式設置。
第1中間高頻天線432、第2中間高頻天線433、及內側高頻天線434與上述中間高頻天線132及內側高頻天線133一樣，以漩渦平面天線構成。
藉由這樣的構成，能夠獨立控制外周部分的角部與邊部的電流，能夠提高電漿的不均勻成為問題的對應腔室4內的外周部分的角部的部分與對應邊部的部分的電漿的控制性形成均勻的電漿。又，此外也能得到與第2例相同的效果。在本例中，相比於第1例及第2例能適用的基板，相對於大的基板，能夠控制性佳且均勻地進行感應耦合電漿處理。
(態樣1的第4例) 圖34為示意表示態樣1的第4例的平面圖。在本例中，作為金屬窗2，使用將圖16所示的放射狀的第1分割，以包含長邊的分割部與包含短邊的分割部寬度對齊的方式進行，藉由周方向的第2分割進行3分割，藉由與周方向垂直的第3分割進行分割，再來將各分割部在周方向藉由導電性連結構件進行連結者。金屬窗2，藉由第2分割，沿著周方向，被分割成外側周方向分割區域321、中間周方向分割區域322、內側周方向分割區域323的3個環狀分割區域。天線單元的配置與第2例一樣，在本例中也一樣，能夠獨立控制外周部分的角部與邊部的電流。因此，能夠提高電漿的不均勻成為問題的對應腔室4內的外周部分的角部的部分與對應邊部的部分的電漿的控制性形成均勻的電漿，同時在分割部與分割部之間也能夠進行電漿密度分佈的補強。又，藉由在一個或複數導電性連結構件使電容介在，能夠使電漿分佈的控制性更加提升。又，此外也能得到與第1例及第2例相同的效果。又，在本例中，因為將放射狀的第1分割，以包含長邊的分割部與包含短邊的分割部寬度對齊的方式進行，能夠使該等分割部的感應電場的電場強度一致，更加提升電漿的均勻性。
[態樣2] 態樣2為天線單元構成多環狀天線，使用將最外周的高頻天線作為窗分割數＜天線分割數的多分割環狀天線之例。
(態樣2的第1例) 圖35為示意表示態樣2的第1例的平面圖。在本例中，作為金屬窗2，使用進行圖31所示的態樣1的第1例一樣，進行放射狀(對角狀)的第1分割，藉由周方向的第2分割進行3分割，再來進行與周方向垂直的第3分割者。金屬窗2，與圖31一樣，藉由第2分割，沿著周方向，被分割成外側周方向分割區域311、中間周方向分割區域312、內側周方向分割區域313的3個環狀分割區域。
天線單元40具有分別沿著外側周方向分割區域311、中間周方向分割區域312、內側周方向分割區域313設成環狀的外側高頻天線441、中間高頻天線442、內側高頻天線443。
外側高頻天線441與上述高頻天線13一樣構成多分割環狀天線。外側高頻天線441具有構成角部的4個第1天線片段641、構成邊部的12個第2天線片段741。第2天線片段741在各邊分別設置3個。第1天線片段641及第2天線片段741與上述高頻天線13的第1天線片段61及第2天線片段71一樣構成。第2天線片段741以跨越鄰接的分割部300的方式設置。外側周方向分割區域311的邊中央的分割部300對應3個第2天線片段741。又，外側周方向分割區域311的角部的分割部300對應第1天線片段641及2個第2天線片段741。也就是說，外側周方向分割區域311，天線分割數(天線片段之數)相較於第3分割所致的分割數較多。此外，第2天線片段741未必是以跨越鄰接的分割部300的方式設定也可以，相對於一個分割部300對應複數第2天線片段741即可。
中間高頻天線442同樣構成多分割環狀天線。中間高頻天線442具有構成角部的4個第1天線片段651、構成邊部的4個第2天線片段751。第1天線片段651及第2天線片段751與上述高頻天線13的第1天線片段61及第2天線片段71一樣構成。金屬窗2的中間周方向分割區域312具有各邊2個分割部300，第2天線片段751以跨越各邊的2個分割部300的方式設置。又，第1天線片段651在角部以跨越金屬窗2的鄰接的分割部300的方式設置。也就是說，中間周方向分割區域312雖相對於1個分割部300對應複數天線片段，但第3分割所致的分割數、與天線分割數(天線片段之數)為相同數。
內側高頻天線443與上述中間高頻天線132及內側高頻天線133一樣，以漩渦平面天線構成。
因此，因為外側高頻天線441以多分割環狀天線構成，在金屬窗2的外側周方向分割區域311能夠獨立控制外周部分的角部與邊部的電流。因此，能夠提高電漿的不均勻成為問題的對應腔室4內的外周部分的角部的部分與對應邊部的部分的電漿的控制性形成均勻的電漿。又，外側高頻天線441的分割數因為比金屬窗2的外側周方向分割區域311的分割數還多，相對於1個分割部300配置複數天線片段。因此，渦電流以平面擴展，如同上述，能夠更提高在腔室4內形成的感應電場的控制性、還有電漿的控制性。
因此，因為中間高頻天線442也以多分割環狀天線構成，在金屬窗2的中間周方向分割區域312也能夠獨立控制外周部分的角部與邊部的電流。因此，能夠更提高電漿的控制性，能夠更提高電漿的均勻性。中間周方向分割區域312，中間高頻天線442的分割數雖與金屬窗2的中間周方向分割區域312的分割數為同數，但天線片段從金屬窗2的分割部300偏移配置。因此，在1個分割部300配置複數天線片段，渦電流在平面擴展，能夠提高對應腔室4內的中間周方向分割區域312的部分的電漿控制性。又，此外也能得到與態樣1的第1例相同的效果。
(態樣2的第2例) 圖36為示意表示態樣2的第2例的平面圖。在本例中，作為金屬窗2，與圖32所示的態樣1的第2例相同，使用將放射狀的第1分割，以包含長邊的分割部與包含短邊的分割部寬度對齊的方式進行，藉由周方向的第2分割進行3分割，再來進行與周方向垂直的第3分割者。金屬窗2，與圖32一樣，藉由第2分割，沿著周方向，被分割成外側周方向分割區域321、中間周方向分割區域322、內側周方向分割區域323的3個環狀分割區域。
天線單元40具有分別沿著外側周方向分割區域321、中間周方向分割區域322、內側周方向分割區域323設成環狀的外側高頻天線451、中間高頻天線452、內側高頻天線453。
外側高頻天線451構成與第1例的外側高頻天線441一樣的多分割環狀天線。外側高頻天線421具有構成角部的4個第1天線片段661、構成邊部的12個第2天線片段761。該等與第1例的第1天線片段641及第2天線片段741一樣構成。
中間高頻天線452也同樣構成多分割環狀天線。中間高頻天線452具有構成角部的4個第1天線片段671、構成邊部的4個第2天線片段771。該等與第1例的第1天線片段651及第2天線片段751一樣構成。
內側高頻天線453與第1例的內側高頻天線443一樣，以漩渦平面天線構成。
在本例中，基本上也能得到與第1例相同的效果。又，在本例中，因為將放射狀的第1分割，以包含長邊的分割部與包含短邊的分割部寬度對齊的方式進行，能夠使該等分割部的感應電場的電場強度一致，更加提升電漿的均勻性。
(態樣2的第3例) 圖37為示意表示態樣2的第3例的平面圖。在本例中，作為金屬窗2，使用進行圖36所示的第2例一樣，進行第1分割及第2分割，不進行第3分割者。金屬窗2，與圖36一樣，藉由第2分割，沿著周方向，被分割成外側周方向分割區域321、中間周方向分割區域322、內側周方向分割區域323的3個環狀分割區域。分割部300對應金屬窗2的一邊。
天線單元40使用具有與圖36一樣的外側高頻天線441、中間高頻天線442、內側高頻天線443者。
藉此，作為金屬窗2不進行第3分割，即便外側周方向分割區域321、中間周方向分割區域322、內側周方向分割區域323的各邊使用1枚者，因為天線單元40與第2例相同，能夠得到同樣的效果。亦即，作為外側高頻天線441及中間高頻天線442藉由使用多分割環狀天線，與第2例一樣，在金屬窗2的外側周方向分割區域321及中間周方向分割區域322中能夠獨立控制外周部分的角部與邊部的電流。因此，能夠提高對應腔室4內的外側周方向分割區域321及中間周方向分割區域322的角部的部分與對應邊部的部分的電漿的控制性形成均勻的電漿。
(態樣2的第4例) 圖38為示意表示態樣2的第4例的平面圖。在本例中，作為金屬窗2，與態樣1的第4例一樣，使用將放射狀的第1分割，以包含長邊的分割部與包含短邊的分割部寬度對齊的方式進行，藉由周方向的第2分割進行3分割，藉由與周方向垂直的第3分割，再來將各分割部在周方向藉由導電性連結構件進行連結者。金屬窗2，藉由第2分割，沿著周方向，被分割成外側周方向分割區域321、中間周方向分割區域322、內側周方向分割區域323的3個環狀分割區域。天線單元的配置與態樣2的第2例一樣，在本例中也一樣，得到與第2例一樣的效果，在分割部與分割部之間也能夠進行電漿密度分佈的補強。又，藉由在一個或複數導電性連結構件使電容介在，能夠使電漿分佈的控制性更加提升。又，此外也能得到與第1例及第2例相同的效果。又，在本例中，因為將放射狀的第1分割，以包含長邊的分割部與包含短邊的分割部寬度對齊的方式進行，能夠使該等分割部的感應電場的電場強度一致，更加提升電漿的均勻性。
＜感應耦合電漿處理裝置的動作＞ 接著，說明關於使用如同以上構成的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的處理動作。
首先，在將閘閥27開啟的狀態下從搬入出口27a藉由搬送機構(圖未示)將基板G搬入腔室4內，載置於載置台23的載置面後，藉由靜電夾盤(圖未示)將基板G固定在載置台23上。接著，將從處理氣體供應機構20供應至腔室4內的處理氣體，從金屬窗2的各分割部50的氣體擴散空間51通過噴淋平板53的氣體吐出孔54吐出至腔室4內，藉由排氣裝置30通過排氣管31將腔室4內真空排氣，將處理室內維持在例如0.66~26.6Pa左右的壓力氛圍。
又，此時在基板G的裏面側的冷卻空間，為了控制基板G的溫度上升及溫度變化並調整至適切的溫度，通過He氣體流路32作為熱傳達用氣體供應He氣體。
接著，從第1高頻電源18將400kHz~27.12 MHz，例如13.56MHz的高頻施加至高頻天線13，藉此通過金屬窗2在處理室4內形成均勻的感應電場。藉由以此生成的感應電場，在腔室4內處理氣體被電漿化，生成高密度的感應耦合電漿。藉由該電漿，對基板G作為電漿處理，例如進行電漿蝕刻處理。此時，從第2高頻電源29將偏壓用的高頻電力施加至載置台23，藉由藉此生成的自偏壓，將在腔室4內生成的電漿中的離子有效地吸引至基板G。
在這種電漿處理中，因為使用金屬窗2，相較於介電體窗加工變得容易，成為適合基板的大型化者，又因為加工性容易，能夠作為噴淋頭構造，氣體的供應變得容易。又，藉由使用金屬窗，也有與介電體窗相比溫度控制性良好這個優點。
上述專利文獻1、2雖提案使用這種金屬窗的感應耦合電漿處理裝置，但指向電漿的控制性的更加提升。
在此，在一實施形態中，使用具有將具有對向於金屬窗2的上面形成的平面部的複數天線片段，以該平面部作為全體成為生成有助於電漿生成的感應電場的矩形的框狀區域81的方式配置成環狀而成的高頻天線13的天線單元40。具體來說，作為天線片段，將天線線在垂直於金屬窗2的上面的方向即縱方向，以捲繞軸與金屬窗2的上面平行的方式捲繞成縱捲螺旋狀構成。接著，對各個天線片段獨立進行電流控制。藉此能夠控制對應各者的天線片段的電漿控制區域的感應電場將電漿密度分佈極微細地控制。特別是能夠獨立控制角部與邊部的電流，能夠提高對應腔室4內的角部的部分與對應邊部的部分的電漿的控制性形成均勻的電漿。
使用這種複數天線片段雖記載於特開2013-162035號公報，但特開2013-162035號公報主要將使用介電體窗的感應耦合電漿處理裝置作為對象，與使用金屬窗的情形相比電漿生成的機制不同。
在一實施形態中，在使用金屬窗的感應耦合電漿處理裝置中也一樣，將金屬窗適切地分割，藉由使用複數天線片段的多分割環狀天線，能夠控制對應各者的天線片段的電漿控制區域的感應電場將電漿密度分佈極微細地控制為明確。亦即，在向矩形狀的金屬窗2的各角部進行放射狀(對角狀)的第1分割(放射狀的狹縫所致的第1區分)後，藉由使用多分割環狀天線，能夠控制電漿控制區域的感應電場將電漿密度分佈更微細地控制。
又，對金屬窗2除了放射狀的第1分割，藉由進行周方向的第2分割(第2區分)，因周方向的分割所致的抑制環繞的渦電流IED 的擴散的效果、與使用多分割環狀天線的相乘效果能夠更加提高電漿的控制性。
再來，對金屬窗2除了第1分割及第2分割，藉由進行垂直於周方向的第3分割，能夠更縮小從電漿向金屬窗2的縱電場EV ，能夠減少金屬窗2的損傷。又，對藉由第3分割而被分割的金屬窗的分割部分，以天線片段為2個以上對應的方式將高頻天線分割，能夠形成環繞的渦電流的平面擴展，能夠更加提高電漿的控制性。
再來，藉由在多分割環狀天線的天線片段彼此之間設置與金屬窗2絕緣的劃分板500，能夠防止因在鄰接的天線片段間的感應電場的干擾提高天線片段的電流的控制性。藉此，能夠提高天線片段400所致的感應電場的獨立控制性。
取代分割金屬窗2，不分割金屬窗2而維持1枚的狀態設置對應以上各種分割的狹縫，能夠得到與分割的情形相同的效果。
＜檢證實驗＞ 接著，說明有關檢證實驗。 在此，如圖39所示，使用24分割、20分割、16分割(外側部分的邊一體)的3種類的金屬窗。又，作為天線單元，使用具有圖31所示那種多分割環狀天線外側高頻天線、漩渦平面天線即中間高頻天線、漩渦平面天線即內側高頻天線者。在作為處理氣體使用O2 氣體，壓力：15mTorr、電漿生成用高頻功率：15kW的條件下，對短邊為150cm、長邊為185cm的基板進行感應耦合電漿處理。
將此時的電漿以目視觀察，將圖40所示的基板的短邊邊緣的上方40mm的電漿密度以電漿吸收探針法進行測定。其結果顯示於圖41~43。
從該等圖可以確認到藉由控制角部與邊部的天線片段的電流值，不管金屬窗的分割態樣為何都能夠控制電漿密度分佈。又，確認到在16分割中，以目視角部的電漿變強的方式進行天線片段的電流控制時，雖角部的電漿密度比其他的金屬窗還低，但藉由使角部的電流再上升(角強2)，角部的電漿密度能上升。 ＜其他適用＞
以上，雖利用實施形態來說明，但應注意這次揭示的實施形態，以所有的點來例示但非用來限制者。上述實施形態，在不脫離申請專利範圍及其主旨的情況下，也能夠以各種形態進行省略、置換、變更。
例如，上述實施形態中，雖示出將多分割環狀天線的天線片段的電流控制，作為阻抗調整機構使用可變電容藉由阻抗調整進行之例，但使用可變線圈等其他的阻抗調整機構也可以。又，使用功率分光鏡在天線片段分配電流也可以、在每個天線片段使用高頻電源也可以。
又，在上述實施形態中作為電漿處理雖例示蝕刻處理或灰化處理，但也能夠適用CVD成膜等其他電漿處理。再來，作為矩形基板雖示出適用FPD用的玻璃基板之例，但為陶瓷基板等其他基板也可以。
1:本體容器 2:金屬窗 3:天線室 4:腔室 5:支持棚 7:絕緣構件 13:高頻天線 18:第1高頻電源 20:處理氣體供應機構 40:天線單元 50,300:分割部 61,611,621,631,651,641,661,671:第1天線片段 71,711,721,731,741,751,761,771:第2天線片段 81:框狀區域 250,251,252,254,255,256,257:分割線 260,261,262,263,264,265,266:狹縫 311,321,331:外側周方向分割區域 312,322,332,333:中間周方向分割區域 313,323,334:內側周方向分割區域 131,411,421,431,441,451:外側高頻天線 132,412,422,432,433,442,452:中間高頻天線 133,413,423,134,443,453:內側高頻天線 G:基板
[圖1]表示一實施形態的感應耦合電漿處理裝置的剖面圖。 [圖2]表示使用金屬窗時的感應耦合電漿的主要生成原理的圖。 [圖3]示意表示金屬窗的第1態樣的第1例的平面圖。 [圖4]示意表示金屬窗的第1態樣的第2例的平面圖。 [圖5]示意表示金屬窗的第1態樣的第3例的平面圖。 [圖6]示意表示金屬窗的第1態樣的第4例的平面圖。 [圖7]示意表示金屬窗的第1態樣的第5例的平面圖。 [圖8]示意表示金屬窗的第1態樣的第6例的平面圖。 [圖9]示意表示金屬窗的第2態樣的第1例的平面圖。 [圖10]示意表示金屬窗的第2態樣的第2例的平面圖。 [圖11]示意表示金屬窗的第2態樣的第3例的平面圖。 [圖12]示意表示金屬窗的第2態樣的第4例的平面圖。 [圖13]示意表示金屬窗的第2態樣的第5例的平面圖。 [圖14]示意表示金屬窗的第2態樣的第6例的平面圖。 [圖15]示意表示金屬窗的第3態樣的第1例的平面圖。 [圖16]示意表示金屬窗的第3態樣的第2例的平面圖。 [圖17]表示天線單元的高頻天線之一例的概略平面圖。 [圖18]表示圖17的高頻天線的第1天線片段的斜視圖。 [圖19]表示圖17的高頻天線的第2天線片段的斜視圖。 [圖20]表示天線單元的供電部的示意圖。 [圖21]表示金屬窗的分割部與天線片段的配置關係的第1例的圖。 [圖22]表示金屬窗的分割部與天線片段的配置關係的第2例的圖。 [圖23]表示金屬窗的分割部與天線片段的配置關係的第3例的圖。 [圖24]表示金屬窗的分割部與天線片段的配置關係的第4例的圖。 [圖25]表示在天線片段之間設置劃分板的狀態的斜視圖。 [圖26]表示在天線片段之間設置劃分板的狀態的側剖面圖。 [圖27]表示構成天線單元的多環狀天線的一例的概略平面圖。 [圖28]表示構成天線單元的多環狀天線的其他例的概略平面圖。 [圖29]表示構成圖27的中間高頻天線、內側高頻天線、及圖26的內側高頻天線構成的漩渦狀的平面天線的一例的平面圖。 [圖30]表示構成圖27的中間高頻天線、內側高頻天線、及圖26的內側高頻天線構成的漩渦狀的平面天線的其他例的平面圖。 [圖31]示意表示金屬窗與高頻天線的組合的態樣1的第1例的平面圖。 [圖32]示意表示金屬窗與高頻天線的組合的態樣1的第2例的平面圖。 [圖33]示意表示金屬窗與高頻天線的組合的態樣1的第3例的平面圖。 [圖34]示意表示金屬窗與高頻天線的組合的態樣1的第4例的平面圖。 [圖35]示意表示金屬窗與高頻天線的組合的態樣2的第1例的平面圖。 [圖36]示意表示金屬窗與高頻天線的組合的態樣2的第2例的平面圖。 [圖37]示意表示金屬窗與高頻天線的組合的態樣2的第3例的平面圖。 [圖38]示意表示金屬窗與高頻天線的組合的態樣2的第4例的平面圖。 [圖39]表示用於檢證實驗的金屬窗的分割形態的圖。 [圖40]用來說明在檢證實驗中測定電漿密度的處所的圖。 [圖41]表示使用圖39所示的24分割的金屬窗的情形的電漿密度分佈的圖。 [圖42]表示使用圖39所示的20分割的金屬窗的情形的電漿密度分佈的圖。 [圖43]表示使用圖39所示的16分割的金屬窗的情形的電漿密度分佈的圖。
2:金屬窗
40:天線單元
300:分割部
311:外側周方向分割區域
312:中間周方向分割區域
313:內側周方向分割區域
411:外側高頻天線
412:中間高頻天線
413:內側高頻天線
611:第1天線片段
711:第2天線片段

Claims (18)

  1. 一種感應耦合電漿處理裝置，對矩形基板施予感應耦合電漿處理，具備： 處理容器； 在前述處理容器內載置矩形基板的載置台； 構成前述處理容器的頂壁，與前述處理容器電絕緣，對向於前述載置台設置的矩形狀的金屬窗； 設於前述金屬窗的上方，用於在前述處理容器內生成感應耦合電漿的天線單元； 前述金屬窗，藉由向各角部的放射狀的第1分割，被分割成相互電絕緣的分割區域； 前述天線單元， 具有：將具有對向於前述金屬窗的上面形成的平面部的複數天線片段，以前述平面部作為全體成為矩形的框狀區域的方式配置而成，作為多分割環狀天線構成的高頻天線； 前述複數天線片段，分別將天線線在垂直於前述金屬窗的上面的方向即縱方向，以捲繞軸與前述金屬窗的上面成為平行的方式捲繞成螺旋狀構成； 供應至前述複數天線片段的各者的電流為可控制。
  2. 如請求項1記載的感應耦合電漿處理裝置，其中，前述金屬窗，藉由沿著周方向的第2分割，被分割成相互電絕緣的複數環狀分割區域； 前述高頻天線對應前述複數環狀分割區域的一個設置。
  3. 如請求項2記載的感應耦合電漿處理裝置，其中，前述天線單元具有呈環狀的1以上的其他高頻天線，前述其他高頻天線，對應至前述複數環狀分割區域之中未對應前述高頻天線者設置。
  4. 如請求項3記載的感應耦合電漿處理裝置，其中，前述複數環狀分割區域為3以上，前述高頻天線對應前述複數環狀分割區域的最外周的外側環狀分割區域設置。
  5. 如請求項4記載的感應耦合電漿處理裝置，其中，前述其他高頻天線為前述多分割環狀天線、或平面環狀天線。
  6. 如請求項5記載的感應耦合電漿處理裝置，其中，前述複數環狀分割區域之中，對應位於鄰接於前述外側環狀分割區域的內側之位置的中間環狀分割區域，設置構成前述多分割環狀天線的前述其他高頻天線。
  7. 如請求項2至請求項6中任1項記載的感應耦合電漿處理裝置，其中，前述環狀分割區域的寬度，比對應的前述高頻天線或前述其他高頻天線的寬度還大。
  8. 如請求項2至請求項7中任1項記載的感應耦合電漿處理裝置，其中，前述金屬窗，對應前述環狀分割區域的各邊的部分，藉由垂直於前述第2分割的方向的第3分割，被分割成相互電絕緣的複數分割部。
  9. 如請求項8記載的感應耦合電漿處理裝置，其中，藉由前述第3分割分割形成的前述分割部，僅對應至前述天線片段的1個。
  10. 如請求項8記載的感應耦合電漿處理裝置，其中，藉由前述第3分割分割形成的前述分割部的至少一部分，分別對應至前述天線片段的2個以上。
  11. 一種感應耦合電漿處理裝置，對矩形基板施予感應耦合電漿處理，具備： 處理容器； 在前述處理容器內載置矩形基板的載置台； 構成前述處理容器的頂壁，與前述處理容器電絕緣，對向於前述載置台設置的矩形狀的金屬窗； 設於前述金屬窗的上方，用於在前述處理容器內生成感應耦合電漿的天線單元； 前述金屬窗，藉由向各角部的放射狀的狹縫所致的第1區分，被區分； 前述天線單元， 具有：將具有對向於前述金屬窗的上面形成的平面部的複數天線片段，以前述平面部作為全體成為矩形的框狀區域的方式配置而成，作為多分割環狀天線構成的高頻天線； 前述複數天線片段，分別將天線線在垂直於前述金屬窗的上面的方向即縱方向，以捲繞軸與前述金屬窗的上面成為平行的方式捲繞成螺旋狀構成； 供應至前述複數天線片段的各者的電流為可控制。
  12. 如請求項11記載的感應耦合電漿處理裝置，其中，前述金屬窗，藉由沿著周方向的狹縫所致的第2區分被區分成複數環狀區域； 前述高頻天線對應至前述複數環狀區域的一個設置。
  13. 如請求項12記載的感應耦合電漿處理裝置，其中，前述環狀區域的寬度，比對應的前述高頻天線或前述其他高頻天線的寬度還大。
  14. 如請求項12或請求項13記載的感應耦合電漿處理裝置，其中，前述金屬窗，對應前述環狀區域的各邊的部分，藉由垂直於前述第2區分的方向的第3區分，被區分成複數區分部分。
  15. 如請求項14記載的感應耦合電漿處理裝置，其中，藉由前述第3區分區分形成的前述區分部分，僅對應至前述天線片段的1個。
  16. 如請求項14記載的感應耦合電漿處理裝置，其中，藉由前述第3區分區分形成的前述區分的至少一部分，分別對應至前述天線片段的2個以上。
  17. 如請求項1至請求項16中任1項記載的感應耦合電漿處理裝置，其中，前述複數天線片段之間，藉由與前述金屬窗電絕緣的劃分板分隔。
  18. 如請求項1至請求項17中任1項記載的感應耦合電漿處理裝置，其中，前述複數天線片段的一部分，構成前述多分割環狀天線的角部，為呈L字形的複數角要素，前述複數天線片段的其他部分，構成前述多分割環狀天線的邊部，為具有直線狀的複數邊要素。
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