TWI634585B - 電漿處理裝置及電漿分布調整方法 - Google Patents
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Abstract
提供一種抑制因電漿之金屬窗濺射切削並可調整電漿強度分布的感應耦合型電漿處理裝置。
將基板電漿處理之電漿處理裝置係具備：讓感應耦合電漿產生在電漿產生區域的高頻天線；以及配置於電漿產生區域與高頻天線之間，並與本體容器絕緣的金屬窗。金屬窗係具有利用絕緣體而相互絕緣的複數個金屬窗，該等金屬窗係分別以1點的接地點來接地。
Description
本發明係關於一種在液晶顯示裝置之平板顯示器(FPD)所使用的玻璃基板等基板上實施電漿處理的感應耦合型電漿處理裝置，以及該電漿處理裝置中的電漿分布調整方法。
液晶顯示裝置等之製造工序中，為了於玻璃基板實施既定處理，便會使用電漿蝕刻裝置或電漿CVD成膜裝置等各種的電漿處理裝置。作為此般的電漿處理裝置有可得到高密度電漿的感應耦合電漿(Inductively Coupled Plasma；ICP)處理裝置。
感應耦合電漿處理裝置係以介電體窗來分隔收容被處理基板的處理室與配置於此處理室上方的天線室，於天線室配置高頻天線，藉由供給處理氣體至處理室內並供給高頻電力至高頻天線來讓感應耦合電漿產生，藉由所產生的感應耦合電漿來在被處理基板上實施既定的電漿處理。
於是，近來被處理基板之尺寸大型化，例如當例舉LCD用矩形玻璃基板為例時，短邊×長邊之長度從約1500mm×約1800mm之尺寸至約2200mm×約2400mm之尺寸，甚至至約2800mm×約3000mm之尺寸，其大型化非常顯著。如此般若使得被處理基板大型化，則產生必須讓處理室及天線室大型化，而相應於此便產生必須讓介電體窗大型化。為了因應此般需求，便提出一種藉由取代介電體窗而使用由非磁性金屬材料所構成的金屬窗來增加強度，以對應被處理基板之大型化的技術。
此技術中，藉由流過高頻天線的電流來在金屬窗上面產生渦電流，其渦電流會成為通過金屬窗側面及下面而回到上面的迴路電流，而具有藉由所謂利用流過金屬窗下面的電流來在處理室內形成感應電場以產生電漿而
具有與使用介電體窗之情形有所不同的機構(例如，參照專利文獻1)。
[專利文獻1]日本特開2011-29584號公報
然而，根據上述先前技術之對應中，有所謂由於產生在金屬窗的電位會讓金屬窗因電漿之濺射而被切削，使得使用壽命變短之問題。又，僅靠金屬窗之形狀設計，要改善產生在各金屬窗上之渦電流的強度分布並不容易，便需求一種調整電漿強度分布的技術。
本發明之目的係提供一種抑制因電漿之金屬窗濺射切削並可調整電漿強度分布的感應耦合型電漿處理裝置，以及根據該電漿處理裝置之電漿分布調整方法。
為了解決上述問題，申請專利範圍第1項記載的電漿處理裝置係將基板電漿處理之電漿處理裝置，其具備：讓感應耦合電漿產生在電漿產生區域的高頻天線；以及配置於該電漿產生區域與該高頻天線之間，並與本體容器絕緣的金屬窗；該金屬窗係由利用絕緣體而在相互絕緣之狀態下的複數個金屬窗所構成；該複數個金屬窗係分別以1點的接地點來接地。
申請專利範圍第2項之電漿處理裝置係在申請專利範圍第1項記載之電漿處理裝置中，該1點的接地點會設置在各該複數個金屬窗之外周側或內周側之邊緣的略中央處。
申請專利範圍第3項之電漿處理裝置係在申請專利範圍第1或2項記載之電漿處理裝置中，該1點的接地點會透過電阻而接地。
申請專利範圍第4項之電漿處理裝置係在申請專利範圍第1至3項任一項記載之電漿處理裝置中，具備利用由該複數個金屬窗所構成的金屬窗來分隔配置有該高頻天線的天線室與包含有該電漿產生區域的處理室的容器；且該1點的接地點會藉由連接至該天線室之側壁而接地。
申請專利範圍第5項之電漿處理裝置係在申請專利範圍第1至4項任一項記載之電漿處理裝置中，該複數個金屬窗中至少1個金屬窗會藉由再1點的接地點來接地，而以2點的接地點來接地。
申請專利範圍第6項之電漿處理裝置係在申請專利範圍第5項記載之電漿處理裝置中，該複數個金屬窗會對應於具有矩形形狀的該基板而加以配置；且該2點的接地點係該複數個金屬窗中針對對應於該基板長邊的位置上所設置的金屬窗來加以設置。
申請專利範圍第7項之電漿處理裝置係在申請專利範圍第5或6項記載之電漿處理裝置中，該2點的接地點會設置在各該複數個金屬窗中未設置該2點的接地點的情形下相對性流過較多渦電流的區域上。
申請專利範圍第8項之電漿處理裝置係在申請專利範圍第1至3項任一項記載之電漿處理裝置中，該複數個金屬窗中鄰接的2個金屬窗會透過電容來加以連接，且該2個金屬窗所分別設置的該1點的接地點會電性連接，而形成電流迴路電路。
申請專利範圍第9項之電漿處理裝置係在申請專利範圍第8項記載之電漿處理裝置中，以該電流迴路電路的電抗會成為負性之方式來調整該電容的容量。
申請專利範圍第10項之電漿處理裝置係在申請專利範圍第8或9項記載之電漿處理裝置中，該電容會連接至該複數個金屬窗中對應於該基板角落的位置上所設置的金屬窗所對應於該角落的位置上。
申請專利範圍第11項之電漿處理裝置係在申請專利範圍第8至10項任一項記載之電漿處理裝置中，具備利用由該複數個金屬窗所構成的金屬窗來分隔配置有該高頻天線的天線室與包含有該電漿產生區域的處理室的容器；且該1點的接地點會連接至該天線室之頂壁。
為了解決上述問題，申請專利範圍第12項記載的電漿分布調整方法係與本體容器絕緣，並藉由由利用絕緣體而相互絕緣的複數個金屬窗來隔離電漿產生區域與高頻天線，並藉由在該高頻天線流過高頻電流來讓感應耦合電漿產生在該電漿產生區域，而將基板進行電漿處理的電漿處理裝置中的電漿分布調整方法，其中會將該複數個金屬窗分別以1點的接地點來接地。
申請專利範圍第13項之電漿分布調整方法係在申請專利範圍第12項記載之電漿分布調整方法中，將該複數個金屬窗中至少1個金屬窗以再1
點的接地點來接地，而以2點的接地點來接地。
申請專利範圍第14項之電漿分布調整方法係在申請專利範圍第13項記載之電漿分布調整方法中，藉由調整該2點的接地點之間隔來調整流過該1個金屬窗之該2點的接地點間的電流。
申請專利範圍第15項係在申請專利範圍第12項記載之電漿分布調整方法中，透過電容來連接該複數個金屬窗中鄰接的2個金屬窗，且電性連接各該2個金屬窗所設置的接地點而形成電流迴路電路。
申請專利範圍第16項之電漿分布調整方法係在申請專利範圍第15項記載之電漿分布調整方法中，以該電流迴路電路的電抗會成為負性之方式來調整該電容的容量。
根據本發明，將在高頻天線與電漿產生區域之間所配置的金屬窗以複數個金屬窗來加以構成，並將各金屬窗1點接地(接GND)。藉此，在不降低源效率下讓電漿產生，且因為可讓金屬窗的窗電位下降，故可抑制金屬窗因電漿之濺射切削。此亦表示能調整電漿強度。又，藉由將金屬窗以2點的接地點來接地，便能調整流過金屬窗下面之渦電流的大小，藉此，便可調整對應於2點的接地點之電漿產生區域上的電漿強度。進一步地，藉由透過電容來連接相鄰的2個金屬窗，並形成電流迴路電路，來讓流過電容連接位置間的渦電流增大，便可讓對應的電漿產生區域中的電漿變強。
如此般根據本發明便可控制電漿強度分布，藉此，便可謀求針對基板的電漿處理之均勻化。此般的效果係特別是針對一邊長度超過1m的基板之電漿處理中會特別顯著。
1‧‧‧本體容器
3‧‧‧金屬窗
4‧‧‧天線室
4a‧‧‧(天線室的)側壁
4b‧‧‧(天線室的)頂壁
5‧‧‧處理室
11‧‧‧高頻天線
28‧‧‧絕緣體
30a~30f、30s~30v‧‧‧金屬窗
50‧‧‧接GND構件
55‧‧‧可變電容
100‧‧‧電漿處理裝置
G‧‧‧基板
圖1係顯示本發明之實施形態相關的感應耦合型電漿處理裝置之概略構造的剖面圖。
圖2係圖1之電漿處理裝置所具備之金屬窗的概略平面圖。
圖3係說明圖1之電漿處理裝置中電漿產生原理的示意圖。
圖4係顯示圖1之電漿處理裝置中金屬窗與接GND構件之第1及第2連接例的平面圖。
圖5係顯示將圖4(a)之金屬窗為浮接狀態下讓電漿產生時之電子密度分布與將金屬窗角落接GND而讓電漿產生時之電子密度分布加以比較之圖式。
圖6係顯示圖4(a)之金屬窗為電性浮接狀態下讓電漿產生時之等效電路與將金屬窗接GND而讓電漿產生時之等效電路之圖式。
圖7係示意性地顯示在其金屬窗電性浮接的狀態下與接GND的情形下，設定於圖4(b)之金屬窗的A點及B點間的電位(窗電位)分布之圖式。
圖8係顯示圖1之電漿處理裝置中，金屬窗與接GND構件之第3及第4連接例的平面圖。
圖9係顯示對應於圖8之第3及第4連接例之等效電路的圖式。
圖10係顯示圖1之電漿處理裝置中，金屬窗與接GND構件之第5連接例的平面圖。
圖11係顯示對應於圖10之第5連接例之等效電路的圖式。
圖12係顯示模擬圖8所示長軸上之電場強度比之分布結果的圖式。
圖13係顯示模擬圖10所示長軸上之電場強度比之分布結果的圖式。
以下，就本發明之實施形態，便參照附加圖式詳細地加以說明。
圖1係顯示本發明之實施形態相關的感應耦合型電漿處理裝置100之概略構造的剖面圖。電漿處理裝置100係可使用在例如形成薄膜電晶體於平板顯示器(FPD)用玻璃基板上時之金屬膜、ITO膜、氧化膜等的蝕刻或者阻劑膜之灰化處理等的電漿處理上。另外，作為FPD可例舉有液晶顯示器、電致發光顯示器、電漿顯示器等。又，電漿處理裝置100係不限於FPD用玻璃基板，亦可使用在針對太陽電池板用玻璃基板於其製造過程中所實施的各種電漿處理上。
電漿處理裝置100係具有由導電性材料，例如藉由陽極氧化處理來在內壁面形成有防蝕鋁的鋁所構成的角筒狀氣密的本體容器1。本體容器1係藉由接地線2而接地(連接大地(以下標示為「接GND」))。本體容器1內部係藉由金屬窗3而區劃成上方的天線室4與下方的處理室5。
圖2為金屬窗3之概略平面圖。圖1之金屬窗3係顯示圖2之箭頭A-A的剖面。金屬窗3係構成為藉由在本體容器1中天線室4側壁4a與處理室5側壁5a間以突出於本體容器1內側之方式而設置的支撐架6及支撐樑7，以及透過絕緣體28而被載置在支撐架6及支撐樑7上的4片金屬窗30a~30d。
為處理室5之頂壁的金屬窗3之大部分係由複數個金屬窗30a~30d占據。金屬窗30a~30d係使用例如非磁性金屬，例如可使用鋁或鋁合金。另外，以鋁或鋁合金來構成金屬窗30a~30d之情形中，為了提高耐蝕性，較佳是至少在處理室5側的面(下面)形成陽極氧化膜或陶瓷熱噴塗膜，或者陶瓷製或石英製遮罩。
金屬窗30a~30d係分別以窗內的1點或2點的接地點來電性連接至由銅板等導電性良好材料所構成的接GND構件50，此接GND構件50之另一端係與本體容器1中之天線室4側壁4a電性連接。因為側壁4a是本體容器1的一部分，故金屬窗30a~30d係透過接GND構件50、側壁4a及接地線2而接地。就透過了接GND構件50而金屬窗30a~30d與側壁4a(本體容器1)之連接形態，便於後詳細地加以說明。
支撐架6及支撐樑7係以導電性材料，例如鋁等非磁性金屬所構成，並電性連接至本體容器1。絕緣體28為電性絕緣體，例如使用陶瓷或石英、聚四氟乙烯(PTFE)等。電漿處理裝置100中，支撐樑7係兼為處理氣體供給用噴淋框體，並在支撐樑7內部形成有相對於被處理基板G(以下標記為「基板G」)的被處理面而平行延伸的氣體流路8。氣體流路8係形成有在處理室5內噴出處理氣體的複數個氣體吐出孔8a，且來自處理氣體供給機構9並透過氣體供給管10而被供給至氣體流路8的處理氣體會從氣體吐出孔8a被吐出至處理室5內部。另外，若將金屬窗30a~30d構成為噴淋頭，則亦可從金屬窗30a~30d供給處理氣體。
形成在金屬窗3上側的天線室4係以面對金屬窗30a~30d之方式而配置有高頻天線11。高頻天線11係配置為利用由絕緣構件所構成的間隔件12來以固定間隔分隔金屬窗30a~30d。電漿處理期間，會從第一高頻電源13透過匹配器14與供電構件15而供給感應電場形成用高頻電力至高頻天
線11。高頻電力頻率係例如為13.56MHz。藉由供給高頻電力至高頻天線11，來在金屬窗30a~30d上誘發渦電流，藉由此渦電流來在處理室5內的電漿產生區域上形成感應電場。然後，藉由被形成的感應電場，使得從氣體吐出孔8a所供給的處理氣體會在處理室5內之電漿產生區域中電漿化。另外，就金屬窗30a~30d中的渦電流之誘發與電漿產生之關係，便參照圖3而加以後述。
處理室係以與金屬窗30a~30d對向之方式而在藉由絕緣構件17來與本體容器1電性絕緣的狀態下配置有載置基板G的載置台16。載置台16係以導電性材料，例如鋁來構成，並讓其表面被陽極氧化處理。載置台16係設置有未圖示的靜電吸盤，且基板G係藉由靜電吸盤而吸附保持在載置台16上。
載置台16係透過匹配器19與供電線20而連接有第二高頻電源18，且在電漿處理之實施中，偏壓用例如3.2MHz頻率的高頻電力會施加至載置台16。藉此，便可有效地將在處理室5內產生的電漿中的離子引入至基板G。
另外，雖然未圖示，但載置台16內部係設置有用以控制基板G溫度之由陶瓷加熱器等加熱裝置或冷媒流路等所構成的溫度控制機構與溫度感測器。又，基板G之支撐裝置係不限於載置台16，在不需要偏壓用高頻電力之供給或溫度調節機構的情形中，基板G亦可以從下部或側部突出的銷或棒狀構件來被加以支撐，或者亦可以搬送機構的拾取件等來被加以支撐。
處理室5之側壁5a係設置有將基板G搬出入至處理室5內部的搬出入口21，且搬出入口21係藉由閘閥22來加以開閉。又，處理室5底壁5b係設置有將處理室5內部排氣的排氣口23，且排氣口23係連接有包含真空幫浦等的排氣裝置24。藉由排氣裝置24來將處理室5內部排氣，且在電漿處理之實施中，將處理室5內部之壓力設定、維持在既定的真空氛圍(例如1.33Pa)。
電漿處理裝置100之動作控制係藉由包含有電腦的控制部25來進行，且控制部25係連接有使用者介面26與記憶部27。使用者介面26係包含工序管理者進行用以管理電漿處理裝置100之指令輸入操作等的鍵盤，或將電漿處理裝置100之運作狀況視覺化而加以顯示的顯示器等。記憶部27係
儲存有藉由控制部25之控制來實現在電漿處理裝置100所實施之各種處理的控制程式，或用以因應處理條件而讓處理(動作)實施於電漿處理裝置100之各部的程式(製程配方)。控制部25係依來自使用者介面26之指示等從記憶部27呼叫出既定的製程配方，並藉由實施遵循製程配方之處理來進行電漿處理。
圖3為說明電漿處理裝置100中電漿產生原理的示意圖。圖3(a)係簡略性地顯示在與圖1相同的側視中之高頻天線11、金屬窗30a以及電漿生成區域，且圖3(b)係顯示對應於圖3(a)之等效電路。另外，於此係讓金屬窗30a為電性浮接狀態。
電漿處理裝置100中，當高頻電流IRF流過至高頻天線11時，在金屬窗30a上面(高頻天線11側表面)便會產生渦電流ILOOP。金屬窗30a因為與支撐架6、支撐樑7及本體容器1絕緣，故流過至金屬窗30a上面的渦電流ILOOP便不會流至支撐架6、支撐樑7及本體容器1，而是在流過至金屬窗30a之一邊的側面後便流至金屬窗30a下面(處理室5側的表面)，而進一步地流過金屬窗30a之其他側面，而回到金屬窗30a上面。如此一來，便產生從金屬窗30a之上面迴路至下面的渦電流ILOOP。此渦電流ILOOP中，藉由流過金屬窗30a下面來在處理室5內的電漿產生區域中形成感應電場E。如此一來，藉由在處理室5內形成有感應電場E，來激發處理室5內部的氣體，而在處理室5內的電漿產生區域中產生電漿。
另外，圖3(b)中，LA及RA係分別為高頻天線11之電感及電阻，而LM1及LM2係分別為金屬窗30a上面側之電感及下面側之電感，而IP、LP及RP係分別為電漿之電流、電感及電阻。
圖4為顯示金屬窗與接GND構件50之第1及第2連接例的平面圖。該等第1及第2連接例係任一者皆共同有針對1片金屬窗而以1點的接地點來連接有接GND構件50之特點，而金屬窗之形狀及/或片數則不同。另外，圖4(a)、(b)中，雖然簡略化而以矩形來顯示高頻天線11，但高頻天線11係實際上構成為圖3(b)所示電路，例如配置成漩渦狀等。
圖4(a)所示第1連接例中，金屬窗係具有具正方形平面形狀的4片金屬窗30a~30d(支撐架6之外型亦為正方形)，且在為各金屬窗30a~30d之外
周側中央部的角落部(構成外周之2邊的交點附近)設置有接GND構件50之連接位置(以下稱為「接GND位置」)。金屬窗30a~30d之形狀係對應於基板G之形狀，例如適當地改變成長方形等。
圖5係顯示將圖4(a)之金屬窗30a~30d為電性浮接的狀態下(未連接接GND構件50)讓電漿產生時所量測到電子密度分布之結果(圖5中的「金屬浮接」)與使接GND構件50連接至金屬窗30a~30d之角落而讓電漿產生時所量測到電子密度分布加以比較之結果(圖5中的「金屬窗1點接GND」)的圖式。
另外，電漿產生條件係讓處理室5之壓力為20mTorr、電源功率為5kW，並使用氧(O2)作為處理氣體來量測所產生之電漿的電子密度。又，圖5橫軸的點A、O、B係對應於圖4(a)中以黑三角(▲)所表示的點A、O、B。
如從圖5便可知，即使是對各金屬窗30a~30d皆進行了利用接GND構件50之1點接GND之情形(第1連接例)，與金屬窗30a~30d為電性浮接狀態之情形加以比較，亦幾乎不會產生電漿電子密度之下降，亦即，便得知所謂可讓電源效率幾乎未變化而誘發電漿。以等效電路來表示此情事時，便為圖6般。
圖6(a)係顯示圖4(a)之金屬窗30a為電性浮接狀態下讓電漿產生時之等效電路的圖式，而圖6(b)係顯示將接GND構件50連接至金屬窗30a而讓電漿產生時之等效電路的圖式。另外，圖6(a)、(b)係皆以與圖3(b)相同的形態來加以描繪。又，圖6中為了方便係顯示將金屬窗30a上面側之電感在對向的2側面中間分成電感成分LM1a、LM1b，並對應於此，將金屬窗30a下面側之電感分成2個電感成分LM2a、LM2b。
圖6(a)係實質上與圖3(b)相同。圖5之結果，應該是在圖6中，因為對於金屬窗30a之接GND構件50之1點接GND顯示了不會對從金屬窗30a上面側迴路至下面側的渦電流造成影響，故金屬窗30a為浮接狀態時流過金屬窗30a下面的渦電流ILOOP(FLOAT)之大小便會與金屬窗30a在1點接GND的狀態時所產生的渦電流ILOOP(GND)之大小相等。
圖4(b)之第2連接例所示的金屬窗係具有與圖2所示金屬窗3同樣的金屬窗30a~30d，各金屬窗30a~30d之外周側中央部會設置有接GND構
件50之連接位置(接GND位置)。另外，圖4(b)中，係省略接GND構件50之圖示，且以黑圓點(●)來表示金屬窗30a~30d中連接有接GND構件50的接GND位置。
圖7係示意性地顯示在金屬窗30b為電性浮接狀態的情形下與金屬窗30b為1點接GND的情形下，設定於圖4(b)之金屬窗30b的黑三角(▲)所示的A點及B點間(外周側的端部間)的電位(窗電位)分布之圖式。
於渦電流流過金屬窗30b之A點、B點間時，便會因為金屬窗30b之感應性電抗與電容性電抗而產生電位差，當A點變成低電位時，在B點便會產生成為高電位般的電位梯度，而在低電位點則成為略0V。相對於此，在金屬窗30b之A點、B點間的略中央處進行1點接GND之情形下，雖然在A點與B點之間會產生同樣的電位梯度，然而在接GND位置上會成為GND電位(0V)般地讓窗電位整體性地下降。因此，當將在A點、B點間的略中央處讓金屬窗30b為1點接GND之情形與讓金屬窗30b為浮接狀態之情形加以比較時，可讓金屬窗30b窗電位的絕對值變小，藉此，便可抑制金屬窗30b因電漿濺射切削之發生。
另外，即使是圖4(a)之金屬窗30a~30d亦可同樣地取得讓圖4(b)之金屬窗30a~30d的窗電位整體性地下降的效果。進行1點接GND之接GND位置較佳是設定在能更顯著地取得讓金屬窗30a~30d之窗電位整體性地下降效果的位置上。例如，較佳地是將接GND位置設定於金屬窗中為最小電位的點與為最大電位的點之中央部處，圖4(a)、(b)中，會將接GND位置設定在各金屬窗外周側之中央附近便是因為此般理由。另一方面，在例如將接GND位置設定成圖4(b)之A點等情形中，便無法充分得到窗電位下降的效果。
但是，接GND位置實際上係受高頻天線11配置之影響。亦即，在不會對高頻天線11配置造成妨礙的區域中，會尋求將接GND位置設定在可得到窗電位下降效果的區域上。例如，可將接GND位置設置於各金屬窗內周側之邊緣的中央附近，作為一範例，在圖4(b)之情形中，亦可將接GND位置設定在金屬窗30a~30d中與圖示之接GND位置對向的頂點附近(金屬窗的中央附近)處。
圖8係顯示金屬窗與接GND構件50之第3及第4連接例的平面圖，於此，係採用與圖2及圖4(b)相同的金屬窗30a~30d。第3及第4連接例雖然在針對金屬窗3之長邊側所配置的金屬窗30b、30d以2點的接地點而連接有接GND構件50(2點接GND)的特點上是共同的，但2點接GND位置之間隔會不同的特點上卻是相異的。接GND構件50在第3連接例中，係在接GND位置C、D處被連接至金屬窗30b表面，在第4連接例中，係在接GND位置A、B處被連接至金屬窗30b表面。
圖9(a)、(b)係分別顯示關於金屬窗30b之圖8(a)、(b)之第3及第4連接例所對應的等效電路的圖式。圖9中，LM1a1為A點-C點間的電感成分，LM1b1為D點-B點間的電感成分，而LM1c1則為C點-D點間的電感成分。圖9(b)所示的電感成分LM1a、LM1b等係比照圖6。
如圖9(a)所示，第3連接例中，因為產生在金屬窗30b上面的渦電流ILOOP之一部分會流至由接GND構件50所形成的電路，故循環至金屬窗30b下面的渦電流ILOOP便會變小。其結果，感應電場強度便會變弱，使得電漿電流IP變小。第4連接例中，因為產生在金屬窗30b上面的渦電流ILOOP幾乎都會流至由接GND構件50所形成的電路，故便循環至金屬窗30b下面的渦電流ILOOP便會消除或者會變極小，其結果，便不會產生感應電場，且亦不會產生電漿。
如此，藉由調整進行2點接GND情形中之接GND位置間的距離，便可調整迴繞至金屬窗下面的渦電流ILOOP之大小，且藉由利用此般情事，便可改善或調整感應電場的強度分布。亦即，在金屬窗30b為電性浮接狀態時，藉由在金屬窗30b上面會流過相對較大渦電流ILOOP的部分設置2點接GND位置，便可讓從金屬窗30b上面側至下面側迴繞的渦電流ILOOP之大小變小，而使得對應的感應電場之強度變弱，甚至讓電漿電流IP之大小變小。如此一來，可使得電漿強度之均勻性(電子密度之均勻性)向上提升，或者以產生有具有所欲強度分布之電漿的方式來加以調整。
另外，進行金屬窗之2點接GND的情形與進行金屬窗之1點接GND的情形相同，可得到讓金屬窗之窗電位下降的效果。
圖10係顯示金屬窗與接GND構件50之第5連接例的平面圖，於此，
採用與圖4(b)相同的金屬窗。圖11係顯示對應於第5連接例之等效電路的圖式。第5連接例中係構成為藉由以可變電容55來連接位於金屬窗角落的金屬窗30e、30f(等效的金屬窗係給予相同符號)外周側的角落，並將金屬窗30e、30f連接至天線室4的頂壁4b，來形成電流迴路電路。
另外，關於金屬窗30e、30f以外的金屬窗(省略符號)，係與第1及第2連接例相同，會藉由接GND構件50來1點接GND。又，用以形成含有可變電容55的電流迴路電路的金屬窗30e、30f之間的電性連接係不限於利用頂壁4b之形態，亦可另外配置使用銅板或鋁板等構件來加以進行。可變電容55之電容調整可由工序管理者以直接手動來進行，亦可藉由透過使用者介面26來輸入設定指令，而由控制部25來實施。
就經驗而言，位於金屬窗角落的金屬窗30e、30f角落會不容易流過渦電流，因此在電漿產生區域中對應於金屬窗30e、30f角落的區域中所產生的電漿強度便會變弱。於是，利用所給予的電流迴路電路之阻抗Z為Z=ωL-1/ωC(ω：角頻率、L：電感、C：電容)，並藉由調整可變電容55之電容量來讓阻抗Z變小而讓渦電流增大，來使得流過金屬窗30e、30f角落的電流增大。藉此，可增強電漿產生區域中對應於金屬窗30e、30f角落的區域上之電漿。特別是當阻抗Z為負性而接近於零時，可變電容55係在與高頻天線11相同方向上流過有較大的渦電流，如此一來，因為流過金屬窗30e、30f角落下面的渦電流會增加，故便可產生較大的感應電場。
另外，第5連接例中，雖然僅將可變電容55連接至位於金屬窗角落的金屬窗30e、30f而形成電流迴路電路，然而其他金屬窗亦可為相同構成，藉此可調整電漿之強度分布。
如以上之說明，根據本發明實施形態，藉由將金屬窗1點接GND來在不降低電源效率下讓電漿產生，並因為可讓金屬窗的窗電位下降，故可抑制金屬窗因電漿之濺射切削。又，藉由將金屬窗2點接GND，並在此時藉由調整接GND位置之距離來調整流過金屬窗下面之渦電流的大小，便可調整對應於接GND位置的電漿產生區域上的電漿強度。進一步地，藉由形成透過既定容量的電容而連接至金屬窗角落間所構成的電流迴路電路，來讓流過金屬窗角落的渦電流增大，便可調整對應於金屬窗角落的電漿產生區
域中的電漿強度。藉由如此般地控制電漿的強度分布，便能達到對基板G電漿處理之均勻化或更細緻的電漿處理之控制。
圖12係顯示模擬圖8所示長軸(連結點A、O、B的直線)上之電場強度比分布之結果的圖式。如圖12所示，得知在1點接GND中，係幾乎未發現接GND位置(0m)上的電場強度下降。當比較2點接GND(1/4寬度、兩端)時，可確認到接GND位置之距離較長的「兩端」之情形會較接GND位置之距離較短的「1/4寬度」之情形，有接GND位置間的電場強度下降更為顯著之情事，此情事係表示在接GND位置間之距離較長之情形中，流過金屬窗30s下面側的渦電流會變小。
圖13係顯示模擬圖10所示長軸(連結點O、B的直線)上之電場強度比分布之結果的圖式。如圖13所示，得知藉由調整可變電容55之電容，在相當於金屬窗30e、30f角落的長軸附近會較開路之情形，有更高電場強度之情事。此情事係表示在金屬窗30e、30f角落上，流至金屬窗30e、30f角落下面側的渦電流會增加。
以上，雖然說明了本發明之實施形態，本發明不限於上述之實施形態。例如，上述之實施形態中，係藉由透過由銅板等所構成的接GND構件50來連接金屬窗與天線室4之側壁4a，而將金屬窗接至GND。亦即，雖然使用了低電阻的接GND構件50，但不限於此，亦可例如構成為從金屬窗透過固定電阻而接GND。此情形中，接GND構件50係可使用較銅板要高電阻的導電性構件，或者在銅板或鋁板等金屬構件間夾置電阻元件等。
上述第5連接例(圖10)中，雖然使用了可變電容55，但不限於此，在不需改變電漿之強度分布的情形等時，使用容量固定的電容亦無妨。供給至高頻天線11之高頻電力之頻率係不限於13.56MHz。
電漿處理裝置100中，製程配方可儲存在硬碟或半導體記憶體，亦可在記錄於CD-ROM、DVD等可攜式記憶媒體之狀態下安裝至記憶部27。進一步地，製程配方亦可例如透過專用線路而從其他裝置所適當傳送而來。
Claims (16)
- 一種電漿處理裝置，係將基板電漿處理之電漿處理裝置，其具備：讓感應耦合電漿產生在電漿產生區域的高頻天線；以及配置於該電漿產生區域與該高頻天線之間，並與本體容器絕緣的金屬窗；該金屬窗係由利用絕緣體而相互絕緣的複數個金屬窗所構成；利用由該複數個金屬窗所構成的金屬窗來分隔配置有該高頻天線的天線室與包含有該電漿產生區域的處理室；為了降低金屬窗的電位，該複數個金屬窗係分別以至少1點的接地點而透過導電性構件來接地。
- 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中該1點的接地點係設置在各該複數個金屬窗之外周側或內周側之邊緣的略中央處。
- 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中該1點的接地點係透過電阻而接地。
- 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理裝置，該1點的接地點係藉由連接至該天線室之側壁而接地。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之電漿處理裝置，其中該複數個金屬窗中至少1個金屬窗係藉由再1點的接地點來接地，而以2點的接地點來接地。
- 如申請專利範圍第5項之電漿處理裝置，其中該複數個金屬窗係對應於具有矩形形狀的該基板而加以配置；該2點的接地點係該複數個金屬窗中針對對應於該基板長邊的位置上所設置的金屬窗來加以設置。
- 如申請專利範圍第5項之電漿處理裝置，其中該2點的接地點係設置在各該複數個金屬窗中未設置該2點的接地點的情形下會流過較多渦電流的區域上。
- 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理裝置，其中該複數個金屬窗中鄰接的2個金屬窗會透過電容來加以連接，且該2個金屬窗所分別設置的該1點的接地點會電性連接，而形成電流迴路電路。
- 如申請專利範圍第8項之電漿處理裝置，其係以該電流迴路電路的電抗會成為負性之方式來調整該電容的容量。
- 如申請專利範圍第8項之電漿處理裝置，其中該電容係連接至該複數個金屬窗中對應於該基板角落的位置上所設置的金屬窗所對應於該角落的位置上。
- 如申請專利範圍第8項之電漿處理裝置，其具備利用由該複數個金屬窗所構成的金屬窗來分隔配置有該高頻天線的天線室與包含有該電漿產生區域的處理室的容器；該1點的接地點係連接至該天線室之頂壁。
- 一種電漿分布調整方法，係與本體容器絕緣，並藉由由利用絕緣體而相互絕緣的複數個金屬窗所構成的金屬窗來隔離電漿產生區域與高頻天線，並藉由在該高頻天線流過高頻電流來讓感應耦合電漿產生在該電漿產生區域，而將基板進行電漿處理的電漿處理裝置中的電漿分布調整方法，其中為了降低金屬窗的電位，係將該複數個金屬窗分別以至少1點的接地點而透過導電性構件來接地。
- 如申請專利範圍第12項之電漿分布調整方法，其係將該複數個金屬窗中至少1個金屬窗以再1點的接地點來接地，而以2點的接地點來接地。
- 如申請專利範圍第13項之電漿分布調整方法，其係藉由調整該2點的接地點之間隔來調整流過該1個金屬窗之該2點的接地點間的電流。
- 如申請專利範圍第12項之電漿分布調整方法，其係透過電容來連接該複數個金屬窗中鄰接的2個金屬窗，且電性連接各該2個金屬窗所設置的接地點而形成電流迴路電路。
- 如申請專利範圍第15項之電漿分布調整方法，其係以該電流迴路電路的電抗會成為負性之方式來調整該電容的容量。
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