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    • 专利摘要:
    為了提供可進行矩形基板之外側區域的電漿分布控制之感應耦合電漿用天線單元。天線單元(50)之天線(13)，形成感應電場的部分全體是構成與矩形基板(G)對應的矩形狀平面，且具有將複數根天線用線捲繞成漩渦狀而構成之第1天線部(13a)及第2天線部(13b)；第1天線部(13a)之複數根天線用線，是形成矩形狀平面之4個角部，且在與矩形狀平面不同的位置將4個角部結合；第2天線部(13b)之複數根天線用線，是形成矩形狀平面之4邊的中央部，且在與矩形狀平面不同的位置將4邊的中央部結合。
    公开号:TW201306671A
    申请号:TW101120288
    申请日:2012-06-06
    公开日:2013-02-01
    发明作者:Ryo Sato；Hitoshi Saito
    申请人:Tokyo Electron Ltd；
    IPC主号:H01J37-00
    专利说明:
    感應耦合電漿用天線單元、以及感應耦合電漿處理裝置
    本發明是關於，對平板顯示器(FPD)製造用之玻璃基板等的矩形基板實施感應耦合電漿處理時所使用之感應耦合電漿用天線單元、以及使用其之感應耦合電漿處理裝置。
    在液晶顯示裝置(LCD)等的平板顯示器(FPD)之製造步驟中，包含對玻璃製矩形基板進行電漿蝕刻、成膜處理等的電漿處理步驟，為了進行這種電漿處理是使用電漿蝕刻裝置、電漿CVD成膜裝置等各種的電漿處理裝置。作為電漿處理裝置，以往大多採用電容耦合電漿處理裝置，近來，具有極佳優點、亦即能在高真空度獲得高密度電漿之感應耦合電漿(Inductively Coupled Plasma：ICP)處理裝置受到注目。
    感應耦合電漿處理裝置，收容被處理基板之處理容器的頂壁是由介電體窗構成，在介電體窗的上側配置高頻天線，藉由對處理容器內供應處理氣體並對該高頻天線供應高頻電力，讓處理容器內產生感應耦合電漿，利用該感應耦合電漿對被處理基板實施既定的電漿處理。作為高頻天線，大多採用形成平面狀既定圖案之平面線圈天線。
    使用平面線圈天線之感應耦合電漿處理裝置，是在處理容器內的平面天線正下方的空間生成電漿，這時，與天線正下方各位置的電場強度成比例而具有高電漿密度區域和低電漿密度區域的分布，因此平面天線的圖案形狀是決定電漿密度分布之重要因素。
    在對FPD製造用的矩形基板實施電漿處理的情況，作為平面天線是採用其全體形狀對應於矩形基板的形狀者。例如專利文獻1揭示出，其全體是形成矩形狀之平面天線，該平面天線具有外側天線部及內側天線部；該外側天線部是構成外側部分，其配置區域形成框狀；該內側天線部是設置於外側天線部中而構成內側部分，其配置區域同樣形成框狀。
    專利文獻1所揭示的平面天線，外側天線部及內側天線部是配置成，將4根天線用線的位置依序錯開90°而使全體形成大致框狀的漩渦狀。一般而言，電漿呈等向性地擴散，因此具有成為軸對稱的性質，即使在使用這種框狀天線的情況，由於角部的電漿有變弱的傾向，將角部的繞數設定成比邊的中央部更多(參照專利文獻1的第2圖)。
    [專利文獻1]日本特開平2007-311182號公報
    然而，近來要求對矩形基板之外側區域的角部和邊中央的電漿分布進行更微細的控制，依據專利文獻1的技術會有對應困難的情形。例如，在矩形基板的外側區域，可能要求降低邊中央部的蝕刻速率並提高角部的蝕刻速率等，依專利文獻1的技術很難對應於這種要求。
    本發明是有鑑於上述事情而開發完成的，其課題是為了提供一種可進行矩形基板之外側區域的電漿分布控制之感應耦合電漿用天線單元、及感應耦合電漿處理裝置。
    為了解決上述課題，本發明的第1觀點是提供一種感應耦合電漿用天線單元，是具有線圈狀的天線之感應耦合電漿用天線單元，該天線是用來在感應耦合電漿處理裝置的處理室內生成為了對矩形基板實施電漿處理之感應耦合電漿；其特徵在於，前述天線，形成感應電場的部分全體是構成與前述矩形基板對應的矩形狀平面，且具有將複數根天線用線捲繞成漩渦狀而構成之第1天線部及第2天線部；前述第1天線部之複數根天線用線，是形成前述矩形狀平面的4個角部，且在與前述矩形狀平面不同的位置將前述4個角部結合；前述第2天線部之複數根天線用線，是形成前述矩形狀平面的4邊的中央部，且在與前述矩形狀平面不同的位置將前述4邊的中央部結合；前述第1天線部和前述第2天線部各自獨立地被供應高頻電力。
    上述第1觀點可採用以下構造，亦即構成前述第1天線部之前述複數根天線用線係具有：形成前述角部之第1平面部、及形成前述第1平面部間的部分而在前述第1平面部上方成為退避狀態之第1立體部；構成前述第2天線部之前述複數根天線用線係具有：形成前述邊的中央部之第2平面部、及形成前述第2平面部間的部分而在前述第2平面部上方成為退避狀態之第2立體部。此外，前述第1天線部及前述第2天線部是分別將4根天線用線的位置依序錯開90°進行捲繞而構成。
    本發明的第2觀點係提供一種感應耦合電漿用天線單元，是具有線圈狀之複數個天線的感應耦合電漿用天線單元，前述複數個天線之形成感應電場的部分全體是構成矩形狀平面，且將該等天線配置成同心狀，又該等天線是用來在感應耦合電漿處理裝置的處理室內生成為了對矩形基板實施電漿處理之感應耦合電漿；其特徵在於，前述複數個天線之至少最外周者，其矩形狀平面對應於前述矩形基板，且具有將複數個天線用線捲繞成漩渦狀而構成的第1天線部及第2天線部；前述第1天線部之複數根天線用線，是形成前述矩形狀平面之4個角部，且在與前述矩形狀平面不同的位置將前述4個角部結合；前述第2天線部之複數根天線用線，是形成前述矩形狀平面之4邊的中央部，且在與前述矩形狀平面不同的位置將前述4邊的中央部結合；前述第1天線部和前述第2天線部各自獨立地被供應高頻電力。
    本發明的第3觀點是提供一種感應耦合電漿處理裝置，其特徵在於，係具備處理室、載置台、處理氣體供應系統、排氣系統、感應耦合電漿用天線單元及供電機構；該處理室，是用來收容矩形基板而實施電漿處理；該載置台，是在前述處理室內載置矩形基板；該處理氣體供應系統，是對前述處理室內供應處理氣體；該排氣系統，是將前述處理室內進行排氣；該感應耦合電漿用天線單元具有線圈狀的天線，該天線是用來在前述處理室內生成為了將矩形基板實施電漿處理之感應耦合電漿；該供電機構，是對前述天線供應高頻電力；前述天線，其形成感應電場的部分全體是構成與前述矩形基板對應的矩形狀平面，且具有將複數個天線用線捲繞成漩渦狀而構成之第1天線部及第2天線部；前述第1天線部之複數個天線用線，是形成前述矩形狀平面之4個角部，且在與前述矩形狀平面不同的位置將前述4個角部結合；前述第2天線部之複數個天線用線，是形成前述矩形狀平面之4邊的中央部，且在與前述矩形狀平面不同的位置將前述4邊的中央部結合；前述供電機構是對前述第1天線部和前述第2天線部分別獨立地供應高頻電力。
    本發明的第4觀點係提供一種感應耦合電漿處理裝置，其特徵在於，係具備處理室、載置台、處理氣體供應系統、排氣系統、感應耦合電漿用天線單元及供電機構；該處理室，是用來收容矩形基板而實施電漿處理；該載置台，是在前述處理室內載置矩形基板；該處理氣體供應系統，是對前述處理室內供應處理氣體；該排氣系統，是將前述處理室內進行排氣；該感應耦合電漿用天線單元具有線圈狀的複數個天線，該等天線是用來在前述處理室內生成為了將矩形基板實施電漿處理之感應耦合電漿；該供電機構，是對前述天線供應高頻電力；前述複數個天線，形成感應電場的部分全體是構成矩形狀平面，將該等天線配置成同心狀，前述複數個天線之至少最外周者的矩形狀平面對應於前述矩形基板，且將複數個天線用線捲繞成漩渦狀而構成第1天線部及第2天線部；前述第1天線部之複數個天線用線，是形成前述矩形狀平面的4個角部，且在與前述矩形狀平面不同的位置將前述4個角部結合；前述第2天線部之複數個天線用線，是形成前述矩形狀平面之4邊的中央部，且在與前述矩形狀平面不同的位置將前述4邊的中央部結合；前述供電機構，是對前述第1天線部和前述第2天線部分別獨立地供應高頻電力。
    依據本發明，天線之形成感應電場的部分全體是構成與矩形基板對應的矩形狀平面，第1天線部之複數個天線用線，是形成矩形狀平面的4個角部，且在與矩形狀平面不同的位置將4個角部結合；第2天線部之複數個天線用線，是形成矩形狀平面之4邊的中央部，且在與矩形狀平面不同的位置將4邊的中央部結合；對第1天線部和第2天線部分別獨立地供應高頻電力，因此可控制角部和邊的中央部之電場強度，而能控制矩形基板的外側區域之電漿分布。
    以下，參照所附圖式來說明本發明的實施方式。第1圖係顯示本發明的一實施方式之感應耦合電漿處理裝置的截面圖。該裝置是使用於，在矩形基板、例如FPD用玻璃基板上形成薄膜電晶體時之金屬膜、ITO膜、氧化膜等的蝕刻、及光阻膜的電漿清洗處理。作為FPD，例如為液晶顯示器、電致發光(Electro Luminescence；EL)顯示器、電漿顯示器面板(PDP)等。
    該電漿處理裝置係具有：由導電性材料、例如內壁面實施陽極氧化處理之鋁所構成的方筒形且氣密的主體容器1。該主體容器1是組裝成可分解，且透過接地線1a進行接地。主體容器1是藉由介電體壁2上下區隔成天線室3及處理室4。因此，介電體壁2是構成處理室4的頂壁。介電體壁2是由Al2O3等的陶瓷、石英等所構成。
    在介電體壁2的下側部分，嵌入處理氣體供應用的噴淋殼體11。噴淋殼體11設置成十字狀，而成為將介電體壁2從下方支承的構造。又用來支承上述介電體壁2之噴淋殼體11，是藉由複數根懸吊具(未圖示)而成為吊掛在主體容器1頂部的狀態。
    該噴淋殼體11是由導電性材料構成，較佳為金屬、例如為內面實施陽極氧化處理之鋁所構成，藉此可防止被處理氣體腐蝕而發生汚染物。在該噴淋殼體11形成有水平延伸的氣體流路12，該氣體流路12是與朝下方延伸之複數個氣體吐出孔12a相連通。另一方面，在介電體壁2之上面中央，以與該氣體流路12連通的方式設置氣體供應管20a。氣體供應管20a，是從主體容器1的頂部往其外側貫穿，而連接於含有處理氣體供應源及閥系統等之處理氣體供應系統20。因此，在電漿處理中，從處理氣體供應系統20供應的處理氣體是透過氣體供應管20a供應至噴淋殼體11內，而從其下面的氣體吐出孔12a朝處理室4內吐出。
    在主體容器1之天線室3的側壁3a和處理室4之側壁4a間設有朝內側突出的支承架5，在該支承架5上載置介電體壁2。
    在天線室3內配設含有高頻(RF)天線13之天線單元50。藉由對高頻天線13供應高頻電力，可在處理室4內形成感應電場，利用該感應電場使從噴淋殼體11供應的處理氣體電漿化。又天線單元50的詳細內容隨後敘述。
    在處理室4內的下方，以隔著介電體壁2與高頻天線13相對向的方式，設置用來載置矩形基板G之載置台23。載置台23是由導電性材料、例如表面實施陽極氧化處理之鋁所構成。載置台23上所載置的矩形基板G，是藉由靜電夾頭(未圖示)予以吸附保持。
    載置台23被收納於絕緣體框24內，且藉由中空的支柱25進行支承。支柱25，是以維持氣密狀態的方式貫穿主體容器1的底部，藉由配置於主體容器1外之昇降機構(未圖示)進行支承，當矩形基板G搬入搬出時，是藉由昇降機構將載置台23朝上下方向驅動。又在用來收納載置台23之絕緣體框24和主體容器1的底部之間，配置能將支柱25氣密地包圍之伸縮囊26，藉此，即使載置台23上下移動仍能確保處理容器4內的氣密性。又在處理室4的側壁4a設有：用來將矩形基板G搬入搬出之搬入搬出口27a、及用來開閉其之閘閥27。
    藉由設置於中空的支柱25內之供電線25a，透過整合器28而在載置台23連接高頻電源29。該高頻電源29，在電漿處理中，將偏壓用的高頻電力、例如頻率6MHz的高頻電力施加於載置台23。藉由該偏壓用的高頻電力，使處理室4內所生成之電漿中的離子效率良好地被矩形基板G吸引。
    再者，在載置台23內設有：用來控制矩形基板G溫度之由陶瓷加熱器等的加熱手段、冷媒流路等所構成之溫度控制機構、溫度感測器(皆未圖示)。該等機構、構件之配管及配線，都是通過中空的支柱25朝主體容器1外導出。
    在處理室4的底部，透過排氣管31連接著包含真空泵等之排氣裝置30。藉由該排氣裝置30將處理室4進行排氣，而在電漿處理中將處理室4內設定且維持在既定的真空雰圍(例如1.33Pa)。
    在載置台23所載置之矩形基板G的背面側，形成有冷卻空間(未圖示)，且設有用來供應一定壓力的熱傳遞用氣體、即He氣體之He氣體流路41。藉由如此般對矩形基板G的背面側供應熱傳遞用氣體，可避免在真空下發生矩形基板G的溫度上昇及溫度變化。
    該電漿處理裝置之各構成部，是連接於微處理器(電腦)構成的控制部80而受其控制。此外，在控制部80連接著使用者介面81，該使用者介面81包含：為了讓操作者管理電漿處理裝置而進行指令輸入等的輸入操作之鍵盤、將電漿處理裝置的運轉狀況可視化地顯示之顯示器等。再者，在控制部80連接著記憶部82，在該記憶部82儲存有：為了讓電漿處理裝置所執行的各種處理在控制部80的控制下予以實現之控制程式、為了按照處理條件而讓電漿處理裝置的各構成部執行處理的程式、亦即處理選單。處理選單是儲存於記憶部82中的記憶媒體。記憶媒體，可以是內建於電腦內的硬碟、半導體記憶體，也可以是CDROM、DVD、快閃記憶體等可攜性者。此外，從其他裝置、例如透過専用線路而將選單適當地傳送亦可。再者，按照需要，利用來自使用者介面81的指示等將任意的處理選單從記憶部82叫出而讓控制部80執行，藉此在控制部80的控制下在電漿處理裝置進行期望的處理。
    接下來詳細地說明上述天線單元50。
    第2圖係顯示第1圖的裝置之天線單元所使用之天線單元一例之俯視圖；第3圖係顯示第2圖的天線單元所使用之高頻天線的第1天線部之俯視圖；第4圖係顯示第2圖的天線單元所使用之高頻天線的第1天線部之立體圖；第5圖係顯示第2圖的天線單元所使用之高頻天線的第2天線部之俯視圖；第6圖係顯示第2圖的天線單元所使用之高頻天線的第2天線部之立體圖。
    天線單元50的高頻天線13，如第2圖所示般，形成感應電場(有助於電漿生成)而面對介電體壁2的部分全體是構成與矩形基板G對應的矩形狀(框狀)平面，而且具有將複數根天線用線捲繞成漩渦狀而構成之第1天線部13a及第2天線部13b。第1天線部13a的天線用線，是形成矩形狀平面的4個角部，且在與矩形狀平面不同的位置將4個角部結合。此外，第2天線部13b的天線用線，是形成矩形狀平面的4邊之中央部，且在與矩形狀平面不同的位置將該4邊的中央部結合。
    對第1天線部13a之供電，是透過設置於氣體供應配管20a周圍之4個端子22a及供電線69來進行；對第2天線部13b之供電，是透過設置於氣體供應配管20a周圍之4個端子22b及供電線79來進行。
    如第1圖所示般，在第1天線部13a的4個端子22a分別連接第1供電構件16a，在第2天線部13b的4個端子22b分別連接第2供電構件16b(在第1圖都僅顯示1根)。4根第1供電構件16a連接於供電線19a，4根第2供電構件16b連接於供電線19b。供電線19a與整合器14a及第1高頻電源15a連接，供電線19b與整合器14b及第2高頻電源15b連接。藉此，對於第1天線部13a及第2天線部13b，可從第1高頻電源15a及第2高頻電源15b，將例如頻率13.56MHz的高頻電力分別獨立地供應，利用控制部80而將所供應其等的電流值予以獨立地控制。
    高頻天線13是配置成，透過絕緣構件所構成的分隔件17而與介電體壁2分離，其配置區域對應於矩形基板G。
    高頻天線13之形成上述矩形狀平面的4個角部之第1天線部13a，如第3圖及第4圖所示般，是將4根天線用線61,62,63,64進行捲繞而構成平面形狀呈框狀的多重(四重)天線。具體而言，將天線用線61,62,63,64的位置依序錯開90°而進行捲繞，使形成面對介電體壁2之上述矩形狀平面之4個角部的部分成為平面部61a、62a、63a、64a；使該等平面部61a、62a、63a、64a間的部分，成為位於與矩形狀平面不同的位置而退避到上方的狀態之立體部61b、62b、63b、64b。該立體部61b、62b、63b、64b配置在無助於電漿生成的位置。
    此外，高頻天線13之構成上述矩形狀平面的4邊的中央部之第2天線部13b，如第5圖及第6圖所示般，是將4根天線用線71,72,73,74進行捲繞而構成平面形狀呈框狀之多重(四重)天線。具體而言，將天線用線71,72,73,74的位置依序錯開90°而進行捲繞，使形成面對介電體壁2之上述矩形狀平面的4邊之中央部的部分成為平面部71a、72a、73a、74a；使該等平面部71a、72a、73a、74a間的部分，成為位於與矩形狀平面不同的位置而退避到上方的狀態之立體部71b、72b、73b、74b。該立體部71b、72b、73b、74b配置在無助於電漿生成的位置。
    對於第1天線部13a之天線用線61,62,63,64，是透過上述4個端子22a及供電線69進行供電；對於第2天線部13b之天線用線71,72,73,74，是透過上述4個端子22b及供電線79進行供電。
    接下來說明，使用以上構造的感應耦合電漿處理裝置對矩形基板G實施電漿蝕刻處理時的處理動作。
    首先，在將閘閥27打開的狀態，藉由搬運機構(未圖示)將矩形基板G搬入處理室4內，載置於載置台23的載置面後，藉由靜電夾頭(未圖示)將矩形基板G固定在載置台23上。接著，在處理室4內，將處理氣體供應系統20所供應的處理氣體從噴淋殼體11之氣體吐出孔12a朝處理室4內吐出，且藉由排氣裝置30透過排氣管31將處理室4內進行真空排氣，藉此使處理室內維持於例如0.66~26.6Pa左右的壓力雰圍。
    此外，這時在矩形基板G的背面側之冷卻空間，為了避免矩形基板G發生溫度上昇及溫度變化，是透過He氣體流路41來供應作為熱傳遞用氣體之He氣體。
    接著，從第1高頻電源15a及第2高頻電源15b，將例如13.56MHz的高頻電力分別施加於構成高頻天線13的角部之第1天線部13a以及構成邊中央部之第2天線部13b，藉此透過介電體壁2而在處理室4內形成與矩形基板G對應的感應電場。藉由如此般形成的感應電場，在處理室4內使處理氣體電漿化，而在與矩形基板G對應的區域內生成均一且高密度的感應耦合電漿。
    結果，高頻天線13之面對介電體壁2的部分，是由第1天線部13a和第2天線部13b構成且全體形狀成為與矩形基板G對應的框狀，因此能對矩形基板G全體供應電漿。
    如前述般，以往僅將天線用線形成框狀的構造有角部的電漿變弱的傾向，因此在上述專利文獻1，是將角部之天線用線的繞數設定成比邊的中央部更多而謀求電漿均一性，近來要求將矩形基板的外側區域之角部和邊中央的電漿分布進行更微細地控制，依專利文獻1的技術是難以對應的。
    於是，在本實施方式，高頻天線13，形成感應電場(有助於電漿生成)而面對介電體壁2的部分全體是構成與矩形基板G對應的矩形狀(框狀)平面，且具有使天線用線形成4個角部之第1天線部13a、及使天線用線形成4邊的中央部之第2天線部13b，對第1天線部13a及第2天線部13b，將來自第1高頻電源15a及第2高頻電源15b之高頻電力分別獨立地供應，又藉由控制部80控制流過其等的電流值，因此能將矩形基板G外側區域之角部和邊中央的電漿分布進行更微細地控制，而進行期望的電漿處理。
    此外，第1天線部13a，是將4根天線用線61,62,63,64的位置依序錯開90°進行捲繞而構成平面形狀呈框狀之多重(四重)天線，在與4個角部對應的位置，成為面對介電體壁2而有助於電漿生成之平面部61a、62a、63a、64a，該等平面部61a、62a、63a、64a間的部分，成為無助於電漿生成而退避到上方之立體部61b、62b、63b、64b；第2天線部13b也是，將4根天線用線71,72,73,74的位置依序錯開90°進行捲繞而構成平面形狀呈框狀之多重(四重)天線，在與4邊的中央部對應的位置，成為面對介電體壁2而有助於電漿生成之平面部71a、72a、73a、74a，在該等平面部71a、72a、73a、74a間的部分，成為無助於電漿生成而退避到上方之立體部71b、72b、73b、74b，第1天線部13a及第2天線部13b基本上都是沿用習知多重天線的形態，藉由將其等組合之簡單構成，就能實現角部和邊中央部各自獨立的電漿分布控制。
    以上的例子，是由對應於角部之第1天線部13a及對應於邊中央之第2天線部13b共2個天線部來構成框狀的高頻天線13，而能將其等獨立地進行電流控制；但由3個以上的天線部構成而能將其等獨立地進行電流控制亦可。例如，可將邊中央分割成第2天線部和第3天線部共2個天線部，再者，將邊中央分割成三份，將中間部分設定為第2天線部，將隔著中間部分之兩側部分設定為第3天線部亦可。也能採用其他準用此方式的構造。
    此外，除了在第1天線部13a和第2天線部13b連接不同的高頻電源而進行電流值控制以外，如第7圖所示般，也能將來自一高頻電源15之高頻電力經由功率分配器83分割後，經由整合器14a、14b對第1天線部13a及第2天線部13b分別供應高頻電力而進行第1天線部13a和第2天線部13b之電流值控制。如此，使用一個高頻電源即可，能減輕設備負擔。此外，如第8圖所示般，亦可藉由在供電線19a、19b之任一者設置可變電容器等所構成的阻抗調整機構84，來進行第1天線部13a和第2天線部13b之電流值控制。在此情況，只要設置一個高頻電源15和一個整合器14即可，能進一步減輕設備負擔。
    接下來說明天線單元之其他例子。
    第9圖係顯示天線單元的其他例之俯視圖。當矩形基板G變得大型化，輪廓呈矩形狀之框狀的高頻天線13，其中央部分的電漿功率會變弱，而難以形成均一的電漿。於是，在本例，如第9圖所示般，作為外側天線是配置上述高頻天線13，在其內側同心狀地配置輪廓呈矩形狀之框狀的內側天線113，藉此構成天線單元50a，如此將與矩形基板G的中央部對應之內側區域的電漿密度提高而使電漿密度更均一。在本例，內側天線113是具有與上述高頻天線13同樣的構造。亦即，面對介電體壁2的部分之平面形狀全體成為框狀，且具有構成其4個角部之第1天線部113a、及構成各邊的中央部之第2天線部113b。而且，與構成外側天線的高頻天線13同樣的，將第1天線部113a的電流值和第2天線部113b的電流值獨立地控制。藉此也能調整內側天線113的角部和邊中央部之電漿密度分布，而使電漿密度更均一。
    然而，邊中央和角部之電漿密度不均一最明顯的部位是在外周部，只要外側天線是採用高頻天線13的構造就能充分地控制電漿密度分布，因此內側天線不一定要採用與高頻天線13同樣的構造，至少外側天線可獨立控制角部和邊中央部的電流值即可，沒有特別的限定。例如第10圖所示般成為具有內側天線123之天線單元50b亦可。亦即，內側天線123，是將4根天線用線91,92,93,94進行捲繞而構成全體呈漩渦狀之多重(四重)天線。具體而言，將天線用線91,92,93,94的位置依序錯開90°而進行捲繞，使天線用線的配置區域成為大致框狀，且使具有電漿變弱的傾向之角部的繞數比邊中央部的繞數更多。在圖示例中，角部繞數為3，邊中央部的繞數為2。此外，在各天線用線形成曲柄部(彎曲部)98，而使內側天線123之外輪廓線及內輪廓線所包圍的電漿生成區域，關於貫穿相對向的2邊之中心線成為線對稱(鏡面對稱)，因此能夠使電漿生成區域正對著矩形基板G。亦即，能生成正對著矩形基板G的狀態之電漿，而能提高電漿的均一性。
    此外，作為內側天線，也能使用上述專利文獻1般之通常的多重天線。
    再者，將框狀天線呈同心狀地配置3個以上亦可。在此情況，至少最外側的天線必須至少在角部和邊中央這2個部分獨立地進行電流控制。
    此外，如第11圖所示般，也能將與上述第1天線部13a同樣構造的中間天線133設置在外側天線13和內側天線123之間而構成天線單元50c。依據此構造，能僅將外側天線13和內側天線123間的區域之角部予以強化而進行所謂局部電漿分布控制，可提昇電漿分布的控制性。取代上述中間天線133，將與第2天線部13b同樣構造的中間天線設置在外側天線13和內側天線123間而進行局部電漿分布控制亦可。再者，取代中間天線133，而設置與外側天線13同樣的天線亦可，該天線是由與天線部13a同樣的天線部、及與天線部13b同樣的天線部所構成。亦即，在由外側天線、中間天線及內側天線所構成的3重天線中，外側天線和中間天線採用本發明所揭示的分割天線構造。依據此構造可實現，即使要處理的基板變得更大型化的情況仍能進行均一處理之電漿處理裝置。又內側天線當然不限定於內側天線123的構造。
    又本發明並不限定於上述實施方式而能實施各種變形。例如，天線之天線用線的配置並不限定於上述實施方式所示者，只要具有至少覆蓋矩形基板的外周部之矩形狀輪廓，與矩形基板外周對應的部分具有至少2個區域，能將該等區域的電流值予以獨立地控制即可，沒有特別的限定。此外，天線用線的繞數雖是例示為3，但並不限定於此。再者，關於天線，雖是將4根天線用線進行捲繞而成為全體呈漩渦狀之四重天線，但也能由四重以外的多重天線所構成。
    此外，在上述實施方式雖是說明，處理室的頂部由介電體壁構成，天線配置在處理室外、亦即頂部的介電體壁之上面；但只要能將天線和電漿生成區域之間藉由介電體壁隔絶即可，也能採用將天線配置在處理室內的構造。
    此外，在上述實施方式雖顯示將本發明應用於蝕刻裝置的情況，但也能適用於CVD成膜等其他的電漿處理裝置。再者，作為矩形基板雖顯示使用FPD基板的例子，但也能適用於處理太陽電池等的其他矩形基板的情況。
    1‧‧‧主體容器
    2‧‧‧介電體壁(介電體構件)
    3‧‧‧天線室
    4‧‧‧處理室
    13‧‧‧高頻天線
    13a‧‧‧第1天線部
    13b‧‧‧第2天線部
    14‧‧‧整合器
    15‧‧‧高頻電源
    15a‧‧‧第1高頻電源
    15b‧‧‧第2高頻電源
    16a,16b‧‧‧供電構件
    19,19a,19b‧‧‧供電線
    20‧‧‧處理氣體供應系統
    22a,22b‧‧‧端子
    23‧‧‧載置台
    30‧‧‧排氣裝置
    50,50a,50b,50c‧‧‧天線單元
    61,62,63,64,71,72,73,74,91,92,93,94‧‧‧天線用線
    61a,62a,63a,64a,71a,72a,73a,74a‧‧‧平面部
    61b,62b,63b,64b,71b,72b,73b,74b‧‧‧立體部
    69,79‧‧‧供電線
    80‧‧‧控制部
    81‧‧‧使用者介面
    82‧‧‧記憶部
    83‧‧‧功率分配器
    84‧‧‧阻抗調整機構
    98‧‧‧彎曲部
    113,123‧‧‧內側天線
    113a‧‧‧第1天線部
    113b‧‧‧第2天線部
    133‧‧‧中間天線
    G‧‧‧矩形基板
    第1圖係顯示本發明的一實施方式之感應耦合電漿處理裝置的截面圖。
    第2圖係顯示第1圖的感應耦合電漿處理裝置所用的天線單元一例之俯視圖。
    第3圖係顯示第2圖的天線單元所使使用的高頻天線之第1天線部的俯視圖。
    第4圖係顯示第2圖的天線單元所使使用的高頻天線之第1天線部的立體圖。
    第5圖係顯示第2圖的天線單元所使用的高頻天線之第2天線部的俯視圖。
    第6圖係顯示第2圖的天線單元所使用的高頻天線之第2天線部的立體圖。
    第7圖係顯示為了實現第1天線部和第2天線部個別進行電流控制之其他方式。
    第8圖係顯示為了實現第1天線部和第2天線部個別進行電流控制之再其他方式。
    第9圖係顯示具備外側天線和內側天線之天線單元的一例之俯視圖。
    第10圖係顯示具備外側天線和內側天線之天線單元的其他例之俯視圖。
    第11圖係顯示除了外側天線和內側天線以外，進一步具備中間天線之天線單元的例子之俯視圖。
    13‧‧‧高頻天線
    13a‧‧‧第1天線部
    13b‧‧‧第2天線部
    20a‧‧‧氣體供應管
    22a,22b‧‧‧端子
    69,79‧‧‧供電線
    50‧‧‧天線單元
    权利要求:
    Claims (8)
    [1] 一種感應耦合電漿用天線單元，是具有線圈狀的天線之感應耦合電漿用天線單元，該天線是用來在感應耦合電漿處理裝置的處理室內生成為了對矩形基板實施電漿處理之感應耦合電漿；其特徵在於，前述天線，形成感應電場的部分全體是構成與前述矩形基板對應的矩形狀平面，且具有將複數根天線用線捲繞成漩渦狀而構成之第1天線部及第2天線部；前述第1天線部之複數根天線用線，是形成前述矩形狀平面的4個角部，且在與前述矩形狀平面不同的位置將前述4個角部結合；前述第2天線部之複數根天線用線，是形成前述矩形狀平面的4邊的中央部，且在與前述矩形狀平面不同的位置將前述4邊的中央部結合；前述第1天線部和前述第2天線部各自獨立地被供應高頻電力。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之感應耦合電漿用天線單元，其中，構成前述第1天線部之前述複數根天線用線係具有：形成前述角部之第1平面部、及形成前述第1平面部間的部分而在前述第1平面部上方成為退避狀態之第1立體部；構成前述第2天線部之前述複數根天線用線係具有：形成前述邊的中央部之第2平面部、及形成前述第2平面部間的部分而在前述第2平面部上方成為退避狀態之第2立體部。
    [3] 如申請專利範圍第1項或第2項所述之感應耦合電漿用天線單元，其中，前述第1天線部及前述第2天線部，分別是將4根天線用線的位置依序錯開90°進行捲繞而構成。
    [4] 一種感應耦合電漿用天線單元，是具有線圈狀之複數個天線的感應耦合電漿用天線單元，前述複數個天線之形成感應電場的部分全體是構成矩形狀平面，且將該等天線配置成同心狀，又該等天線是用來在感應耦合電漿處理裝置的處理室內生成為了對矩形基板實施電漿處理之感應耦合電漿；其特徵在於，前述複數個天線之至少最外周者，其矩形狀平面對應於前述矩形基板，且具有將複數個天線用線捲繞成漩渦狀而構成的第1天線部及第2天線部；前述第1天線部之複數根天線用線，是形成前述矩形狀平面之4個角部，且在與前述矩形狀平面不同的位置將前述4個角部結合；前述第2天線部之複數根天線用線，是形成前述矩形狀平面之4邊的中央部，且在與前述矩形狀平面不同的位置將前述4邊的中央部結合；前述第1天線部和前述第2天線部各自獨立地被供應高頻電力。
    [5] 如申請專利範圍第4項所述之感應耦合電漿用天線單元，其中，前述複數個天線當中，除了前述最外周者以外之任一者具有複數根天線用線，其一部分配置於期望的部分而構成感應電場形成部分，剩餘部分為不形成感應電場之退避部。
    [6] 一種感應耦合電漿處理裝置，其特徵在於，係具備處理室、載置台、處理氣體供應系統、排氣系統、感應耦合電漿用天線單元及供電機構；該處理室，是用來收容矩形基板而實施電漿處理；該載置台，是在前述處理室內載置矩形基板；該處理氣體供應系統，是對前述處理室內供應處理氣體；該排氣系統，是將前述處理室內進行排氣；該感應耦合電漿用天線單元具有線圈狀的天線，該天線是用來在前述處理室內生成為了將矩形基板實施電漿處理之感應耦合電漿；該供電機構，是對前述天線供應高頻電力；前述天線，其形成感應電場的部分全體是構成與前述矩形基板對應的矩形狀平面，且具有將複數個天線用線捲繞成漩渦狀而構成之第1天線部及第2天線部；前述第1天線部之複數個天線用線，是形成前述矩形狀平面之4個角部，且在與前述矩形狀平面不同的位置將前述4個角部結合；前述第2天線部之複數個天線用線，是形成前述矩形狀平面之4邊的中央部，且在與前述矩形狀平面不同的位置將前述4邊的中央部結合；前述供電機構是對前述第1天線部和前述第2天線部分別獨立地供應高頻電力。
    [7] 一種感應耦合電漿處理裝置，其特徵在於，係具備處理室、載置台、處理氣體供應系統、排氣系統、感應耦合電漿用天線單元及供電機構；該處理室，是用來收容矩形基板而實施電漿處理；該載置台，是在前述處理室內載置矩形基板；該處理氣體供應系統，是對前述處理室內供應處理氣體；該排氣系統，是將前述處理室內進行排氣；該感應耦合電漿用天線單元具有線圈狀的複數個天線，該等天線是用來在前述處理室內生成為了將矩形基板實施電漿處理之感應耦合電漿；該供電機構，是對前述天線供應高頻電力；前述複數個天線，形成感應電場的部分全體是構成矩形狀平面，將該等天線配置成同心狀，前述複數個天線之至少最外周者的矩形狀平面對應於前述矩形基板，且將複數個天線用線捲繞成漩渦狀而構成第1天線部及第2天線部；前述第1天線部之複數個天線用線，是形成前述矩形狀平面的4個角部，且在與前述矩形狀平面不同的位置將前述4個角部結合；前述第2天線部之複數個天線用線，是形成前述矩形狀平面之4邊的中央部，且在與前述矩形狀平面不同的位置將前述4邊的中央部結合；前述供電機構，是對前述第1天線部和前述第2天線部分別獨立地供應高頻電力。
    [8] 如申請專利範圍第6或7項所述之感應耦合電漿處理裝置，其中，進一步具有控制部，是用來控制流過前述第1天線部之電流值和流過前述第2天線部之電流值。
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    CN102821534A|2012-12-12|
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