感應耦合等離子體處理裝置和等離子體處理方法

2023-04-26 09:46:41

專利名稱：感應耦合等離子體處理裝置和等離子體處理方法
技術領域：
本發明涉及對液晶顯示裝置(LCD)等平板顯示器(FPD)製造用的玻璃基板等基板 實施等離子體處理的感應耦合等離子體處理裝置、等離子體處理方法和存儲有使等離子體 處理方法在感應耦合等離子體處理裝置中實施的程序的計算計能夠讀取的存儲介質。
背景技術：
在液晶顯示裝置(LCD)等製造工序中，為了對玻璃基板實施規定的處理，使用等 離子體蝕刻裝置和等離子體CVD成膜裝置等各種等離子體處理裝置。作為這些等離子體 處理裝置，目前大多使用電容耦合等離子體處理裝置，但是，最近，具有在高真空度下能夠 得到高密度的等離子體這樣大的優點的感應耦合等離子體(Inductively CoupledPlasma : IPC)處理裝置引人注目。 關於感應耦合等離子體處理裝置，在容納被處理基板的處理容器的電介質窗外側 配置高頻天線，向處理容器內供給處理氣體，同時向該高頻天線供給高頻電力，由此在處理 容器內生成感應耦合等離子體，通過該感應耦合等離子體對被處理基板實施規定的等離子 體處理。作為感應耦合等離子體處理裝置的高頻天線，多使用形成平面狀的規定圖案的平 面天線。 如此，在使用平面天線的感應耦合等離子體處理裝置，在處理容器內的平面天線 正下方的空間生成等離子體，但此時，與天線正下方的各個位置的電場強度成比例，維持高 等離子體密度區域和低等離子體區域的分布，因此平面天線的圖案形狀成為決定等離子體 密度的重要因素。 但是，一臺感應耦合等離子體處理裝置應該對應的應用不只限定一個，有必要對 應多個應用。在此種情況下，為了在每個應用中進行均一處理，有必要改變等離子體密度分 布，因此，以使高密度區域和低密度區域的位置不同的方式，準備多個不同形狀的天線，對 應應用，交換天線。 但是，對應多個應用，準備多個天線，並對應不同應用進行交換需要非常多的勞
力，另外，近期，LCD用的玻璃基板顯著大型化，因此天線的製造費用也較高。 另外，即使這樣地準備多個天線，在設定的應用中也未必限定為最適條件，不得不
通過工序條件的調整進行對應。 與此對應，在專利文獻1中公開了一種把螺旋形天線分成內側部分和外側部分2 部分，並使各自獨立的高頻電流流動的等離子體處理裝置。根據該構成，通過調整供給內側 部分的功率和供給外側部分的功率，能夠控制等離子體密度分布。 但是，專利文獻1記載的技術中，需要設計螺旋形天線的內側部分用的高頻電源 和外側部分用的高頻電源2個高頻電源，或者需要設計電力分配電路，裝置規模變大，裝置 成本高。另外，在該情況下，電力損耗大，電力成本高，並且難於進行高精度的等離子體密度 分布控制。 因此，在專利文獻2中記載了一種感應耦合等離子體處理裝置，該裝置配置了高頻天線，該高頻天線具有主要在處理室內的外側部分形成感應電場的外側天線部和主要
在內側部分形成感應電場的內側天線部，外側天線部和內側天線部中的一個連接可變電容
器，通過調節該可變電容器的容量，控制外側天線部和內側天線部的電流值，控制在處理室
內形成的感應耦合等離子體的等離子體電子密度分布。[專利文獻l]日本專利第3077009號公報[專利文獻2]日本特開2007-311182號公報

發明內容
利用專利文獻2中記載的感應耦合等離子體處理裝置，通過控制外側天線部和內 側天線部的電流值，不交換天線，能夠控制在處理室內形成的感應耦合等離子體的等離子 體電子密度分布。 但是，在專利文獻2中，雖然能夠控制等離子體電子密度分布，但是功率效率與例 如專利文獻1記載的感應耦合等離子體大體相同，沒有改變。因此，在要得到更高密度的等 離子體的情況下，按照現有技術，必須加大供給外側天線部和內側天線部的高頻電力的電 本發明是借鑑上述情況完成的發明，其目的在於提供功率更良好的感應耦合等離 子體處理裝置，等離子體處理方法和存儲有使該等離子體處理方法在感應耦合等離子體處 理裝置中實施的程序的計算機能夠讀取的存儲介質。 為了解決上述問題，本發明的第一方面涉及的感應耦合等離子體處理裝置具有 處理室，容納被處理基板並實施等離子體處理；載置臺，在所述處理室內載置被處理基板; 處理氣體供給系統，向所述處理室內供給處理氣體；排氣系統，對所述處理室內進行排氣; 天線電路，通過電介質部件配置在所述處理室的外部，供給高頻電力，由此在所述處理室內 形成感應電場；和並聯電路，與所述天線電路並聯連接，該感應耦合等離子體處理裝置構成 為使所述天線電路的阻抗和所述並聯電路的阻抗成為反相位，在所述處理室內生成感應耦 合等離子體。 另外，本發明的第二方面涉及的等離子體處理方法使用感應耦合等離子體處理裝 置，該裝置具有處理室，容納被處理基板並實施等離子體處理；載置臺，在所述處理室內 載置被處理基板；處理氣體供給系統，向所述處理室內供給處理氣體；排氣系統，對所述處 理室內進行氣體；天線電路，通過電介質部件配置在所述處理室的外部，供給高頻電力，由 此在所述處理室內形成感應電場；和並聯電路，與所述天線電路並聯連接，該等離子體處理 方法使所述天線電路的阻抗和所述並聯電路的阻抗成為反相位，在所述處理室內生成感應 耦合等離子體。 另外，本發明的第三方面涉及的存儲介質存儲有在計算機上運行的控制程序，並 可以由計算機讀取，所述控制程序在執行時，控制感應耦合等離子體處理裝置，使其進行上 述第二方面涉及的等離子體處理方法。
發明效果 根據本發明，可以提供功率效率更良好的感應耦合等離子體處理裝置，等離子體 處理方法和存儲有使該等離子體處理方法在感應耦合等離子體處理裝置中實施的程序的 計算機能夠讀取的存儲介質。


圖1為表示本發明的第一實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置的截面圖。
圖2為表示第一實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置中使用的高頻天線 的平面圖。 圖3為表示第一實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置所具有的向高頻天
線饋電的饋電電路的一個例子的圖。 圖4為表示饋電電路的一個電路例的電路圖。 圖5為表示阻抗的電容器C的容量依存性的圖。 圖6為表示外側電流和內側電流的電容器C的容量依存性的圖。 圖7為表示外側電流和內側電流的電容器C的容量依存性(絕對值表示)的圖。 圖8為表示第一實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置所具有的高頻天線
中流動的電流的圖。 圖9為表示參考例涉及的感應耦合等離子體處理裝置所具有的高頻天線中流動 的電流的圖。 圖10為表示在處理室內載置的被處理基板上的等離子體電子密度的分布圖。
圖11為表示饋電電路的另一個電路例的電路圖。
圖12為表示阻抗的電容器C的容量依存性的圖。 圖13 :圖13A至圖13D為表示高頻天線13的第一電路例至第四電路例的電路圖。
圖14為表示外側電流及內側電流的方向與外側磁場及內側磁場的關係的立體 圖。 圖15為表示外側電流及內側電流的方向與外側磁場及內側磁場的關係的立體 圖。 圖16為表示第二實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置中使用的向高頻天 線饋電的饋電電路的一個例子的電路圖。 圖17為概略地表示第二實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置中使用的高 頻天線的一個例子的立體圖。 圖18為表示第二實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置所具有的高頻天線 中流動的電流的圖。 圖19為表示圖16所示的向高頻天線饋電的饋電電路的一個電路例子的電路圖。 圖20為表示圖19所示的並聯可變電容器的VC位置和阻抗的關係圖。 圖21為表示圖19所示的並聯可變電容器的VC位置和匹配用可變電容器中流動
的電流、調諧用可變電容器中流動的電流、並聯可變電容器中流動的電流、以及終端電容器
中流動的電流的關係圖。 圖22為表示在處理室內載置的被處理基板上的等離子體電子密度的分布圖。
圖23為表示利用第二實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置的灰化速率的 圖。 圖24為說明第三實施方式的電路圖。 圖25為表示第三實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置中使用的向高頻天
6線饋電的饋電電路的一個例子的電路圖。 圖26為表示在處理室內載置的被處理基板上的等離子體電子密度的分布圖。
圖27為表示利用第三實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置的灰化速率的 圖。 符號說明 1 :主體容器；2:電介質壁(電介質部件)；3 :天線室；4 :處理室；13 :高頻天線； 13a :外側天線電路；13b :內側天線電路；14 :匹配器；15 :高頻電源；16a、16b :饋電部件； 20 :處理氣體供給系統；C :電容器；VC、 VCa、 VCb :可變電容器；23 :載置臺；30 :排氣裝置； 50 :控制部；51 :用戶界面；52 :存儲部；61a :外側天線電路；61b :內側天線電路；G :基板； 70 :並聯可變電容器；80 :匹配用可變電抗元件；81 :調諧用可變電抗元件(XTme)
具體實施例方式以下，參照

本發明的實施方式。
(第一實施方式) 圖1為表示本發明的第一實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置的截面圖。 圖2為表示該感應耦合等離子體處理裝置中使用的高頻天線的平面圖。該裝置例如用於在 FPD用玻璃基板上形成薄膜電晶體時的金屬膜、IT0膜、氧化膜等的蝕刻和抗蝕劑膜的灰化 處理。在此，作為FPD，可以例示液晶顯示裝置(LCD)、電致發光(ElectroLuminescence ;EL) 顯示器、等離子體顯示板(PDP)等。 該等離子體處理裝置具有由導電性材料、例如內壁面被陽極氧化處理的鋁構成的 角筒形狀的氣密主體容器l。該主體容器l為能夠分解地組裝，通過接地線la接地。主體 容器1通過電介質壁2被上下區分為天線室3和處理室4。因此，電介質壁2構成處理室4 的頂壁。電介質壁2由A1203等陶瓷、石英等構成。 在電介質壁2的下側部分嵌入有處理氣體供給用的噴淋筐體11。噴淋筐體11設 計成十字狀，成為從下支承電介質壁2的結構。並且，支承上述電介質壁2的噴淋筐體11 成為通過多條吊杆(未圖示)吊在主體容器1的頂棚上的狀態。 該噴淋筐體11由導電性材料、優選金屬，例如以不產生汙染物的其內部被陽極氧 化處理的鋁構成。該噴淋筐體11形成有水平延伸的氣體流路12，該氣體流路12與向下方 延伸的多個氣體噴出孔12a連通。另一方面，在電介質壁2的上面中央，以與該氣體流路12 連通的方式設置氣體供給管20a。氣體供給管20a從主體容器1的頂棚貫通到其外側，與包 括處理氣體供給源和閥系統等的處理氣體供給系統20連接。因此，在等離子體處理中，從 處理氣體供給系統20供給處理氣體通過氣體供給管20a被供給至噴淋筐體11內，從其下 面的氣體噴出孔12a向處理室4內噴出。 在主體容器1中的天線室3的側壁3a和處理室4的側壁4a之間設置有向內側突 出的支承棚5，在該支承棚5上載置有電介質壁2。 在天線室3內，以在電介質壁2上、面向電介質壁2的方式配設有高頻(RF)天線 13。該高頻天線13通過由絕緣部件構成的隔板17與電介質壁2隔離。高頻天線13具有在 外側部分緊密地配置有天線的外側天線部13a和在內側部分緊密地配置有天線的內側天 線部13b。這些外側天線部13a和內側天線部13b如圖2所示構成螺旋狀的多重(四重)天線。並且，多重天線的結構可以為內側外側全都為二重的結構、或者內側二重外側四重的 結構。 外側天線部13a以各錯開90°的位置並整體為大致矩形的方式配置有4根天線， 其中央部成為空間。另外，通過中央的4個端子22a向各天線饋電。另外，為了改變天線的 電壓分布，各天線的外端部通過電容器18a連接在天線室3的側壁並接地。其中，也可以 不通過電容器18a而直接接地，另外也可以在端子22a的一部分、天線的途中，例如彎曲部 100a中插入電容器。 另外，內側天線部13b以各錯開90°的位置並整體為大致矩形的方式在外側天線 部13a的中央部的空間配置有4根天線。另外，通過中央的4個端子22b向各天線饋電。並 且，為了改變天線的電壓分布，各天線的外端部通過電容器18b連接在天線室3的上壁並接 地。但是，也可以不通過電容器18b而直接接地，另外也可以在端子22b的一部分、天線的 途中，例如彎曲部100b中插入電容器。而且，在內側天線部13b的最外側的天線和外側天 線部13a的最內側的天線之間形成有較大的空間。 在天線室3的中央部附近設置有向外側天線部13a饋電的4個第一饋電部件16a 和向內側天線部13b饋電的4個第二饋電部件16b(圖l僅圖示各一個)，各第一饋電部件 16a的下端與外側天線部13a的端子22a連接，各第二饋電部件16b的下端與內側天線部 13b的端子22b連接。這些第一和第二饋電部件16a和16b通過匹配器14與高頻電源15 連接。高頻電源15和匹配器14與饋電線19連接，饋電線19在匹配器14的下遊側分支成 饋電線19a和19b，饋電線19a與4個第一饋電部件16a連接，饋電線19b與4個第二饋電 部件16b連接。在饋電線19a安裝有可變電容器VC。因此，通過該可變電容器VC和外側天 線部13a構成外側天線電路。 一方面，內側天線電路只在內側天線部13b中構成。因此，通 過調節可變電容器VC的容量，如下所述，能夠控制外側天線電路的阻抗，調整在外側天線 電路和內側天線電路中流動的電流的大小關係。 等離子體處理中，從高頻電源15向高頻天線13供給感應電場形成用的例如頻率 為13. 56MHz的高頻電力，這樣，通過被供給高頻電力的高頻天線13，在處理室4內形成感應 電場，通過該感應電場從噴淋筐體11供給的處理氣體被等離子體化。利用可變電容器VC 控制外側天線部13a和內側天線部13b的阻抗，由此控制此時的等離子體的密度分布。
在處理室4內的下方，以夾持電介質壁2並與高頻天線13相對的方式，設置有用 於載置LCD玻璃基板G的載置臺23。載置臺23由導電性材料，例如表面被陽極氧化處理的 鋁構成。在載置臺23上載置的LCD玻璃基板G通過靜電卡盤(未圖示)被吸附保持。
載置臺23被收容在絕緣體框24內，並且被中空的支柱25支承。支柱25維持氣
密狀態並貫通主體容器l的底部，被主體容器l外配設的升降機構(未圖示)支承，在基板 G搬出搬入時通過升降機構，載置臺23在上下方向被驅動。並且，在容納載置臺23的絕緣 體框24和主體容器1的底部之間，配設氣密地包圍支柱25的波紋管26，由此，即使通過載 置臺23的上下移動，也能夠保證處理容器4內的氣密性。另外，在處理室4的側壁4a設置 有用於搬入搬出基板G的搬入搬出口 27a和開閉其的閥門27。 利用在中空的支柱25內設置的饋電線25a，載置臺23通過匹配器28與高頻電源 29連接。在等離子體處理中，該高頻電源29向載置臺23施加偏壓用的高頻電力，例如頻率 為6MHz的高頻電力。通過該偏壓用的高頻電力，在處理室4內生成的等離子體中的離子高效地被引入基板G。 並且，在載置臺23內，為了控制基板G的溫度，設置有由陶瓷加熱器等加熱單元和 冷卻流路等構成的溫度控制機構以及溫度傳感器(全部未圖示)。與這些機構或部件相對 應的配管和配線全部通過中空的支柱25導出到主體容器1外。 處理室4的底部通過排氣管31與包括真空泵等的排氣裝置30連接，通過該排氣 裝置30，對處理室4進行排氣，在等離子體處理中，處理室4內被設定並維持在規定的真空 氣氛(例如1. 33Pa)。 在載置臺23上載置的基板G的背面側形成有冷卻空間(未圖示)，並設置有用於 供給作為一定壓力的熱傳遞用氣體的He氣的He氣流路41。如此，通過向基板G的背面側 供給熱傳遞用氣體，能夠避免真空下基板G的溫度上升和溫度變化。 He氣流路41與He氣管線42連接，該He氣管線42與未圖示的He源連接。在該 He氣管線42設置有壓力控制閥44，在其下遊側設置有連接在He氣罐47上的配管43。在 He氣管線42的配管43連接部的下遊側設置有開閉閥45，並且在該下遊側連接有開放管線 48，在該開放管線48設置有安全閥49。以成為與在設定壓力下充滿基板G的背面側的冷卻 空間時同等的壓力的方式，向罐47充填與罐47的容量對應的最適壓力的He氣，能夠從該 罐47迅速地向冷卻空間供給熱傳遞用的He氣。並且，熱傳遞用氣體不限於He氣，也可以 是其它氣體。 該等離子體處理裝置的各構成部構成為與由計算機構成的控制部50連接並被控 制。另外，控制部50連接著由為了管理等離子體處理裝置工程管理者進行指令的輸入操作 等的鍵盤和可視化顯示等離子體處理裝置的工作狀況的顯示器等構成的用戶界面51。另 外，控制部50還連接著存儲有用於通過控制部50的控制實現在等離子體處理裝置上執行 的各種處理的控制程序和用於與處理條件對應在等離子體處理裝置的各構成部上實施處 理的程序即方案的存儲部52。方案可以存儲在硬碟或半導體存儲器中，也可以以容納在 CD-ROM、 DVD等可移動的存儲介質中的狀態存放在存儲部52的規定位置。另外，還可以由 其他裝置，例如通過專用電路適當傳送方案。而且，可以根據需要，利用用戶界面51的指示 等，從存儲部52調出任意的方案，在控制部50上執行，在控制部件50的控制下，在等離子 體處理裝置中進行期望的處理。 圖3為表示第一實施方式涉及的等離子體處理裝置所具有的向高頻天線饋電的 饋電電路的一個例子的圖。 如圖3所示，經過匹配器14向高頻天線13供給來自高頻電源15的高頻電力。高 頻天線13包括具有互相併聯連接的天線電路的並聯天線部。本例的並聯天線部具有外側 天線電路13a和與該外側天線電路13a並聯連接的內側天線電路13b。 並且，在本例中，外側天線電路13a的阻抗和內側天線電路13b的阻抗以相互為反 相位的方式設定。例如，在本例中，將外側天線電路13a的阻抗設定為電容性，將內側天線 電路13b的阻抗設定為電感性。當然，這些也可以反過來設定，可以將外側天線電路13a的 阻抗設定為電感性，將內側天線電路13b的阻抗設定為電容性。 為了使外側天線電路13a的阻抗和內側天線電路13b的阻抗以相互為反相位的方 式設定，例如，可以改變與外側天線電路13a連接的容量和與內側天線電路13b連接的容 量。圖4表示這樣的電路的一個例子。
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在圖4所示的一個例子中，外側天線電路13a和內側天線電路13b雙方具有線圈 La和Lb。並且，外側天線電路13a比內側天線電路13b還多連接一個電容器C。圖5表示 阻抗的電容器C的容量依存性。 如圖5所示，即使使電容器C變化，內側天線電路13b的阻抗也不變化。在本例中， 內側天線電路13b的阻抗還為電感性。 相對於此，使電容器C變化時，外側天線電路13a的阻抗也變化。具體的說，在電 容器C的容量變大的情況下，外側天線電路13a的阻抗表示與內側天線電路13b —樣的電 感性(內側和外側的阻抗為同相位)，減小電容器C的值過程中，以阻抗為"0"的點A為界， 外側天線電路13a的阻抗從電感性變為電容性(內側和外側的阻抗為反相位)。
如此，外側天線電路13a的阻抗和內側天線電路13b的阻抗為反相位，在外側天線 電路13a中流動的電流(外側電流I out)和在內側天線電路13b中流動的電流(內側電 流I in)為反相位。圖6表示外側電流I out和內側電流I in的電容器C的容量依存性。
如圖6所示，減小電容器C的容量過程中，外側電流I out表現增高的傾向，內側 電流I in表現減低的傾向。內側電流I in也如圖5所示以阻抗為"0"的點A、即外側天線 電路13a的阻抗和內側天線電路13b的阻抗為反相位的點為界，極性相反。S卩，外側電流I out的相位和內側電流I in的相位相互為反相位。 外側天線電路13a的阻抗和內側天線電路13b的阻抗為反相位後，向著並聯諧振 點B，外側電流I out的量急劇增大。電容器C再變小，超過並聯諧振點B後，外側電流I out的極性變成相反後，其量急劇減少。 內側電流I in表示與外側電流I out完全相反的狀態，外側天線電路13a的阻抗 和內側天線電路13b的阻抗成為反相位後，向著並聯諧振點B，與外側電流I out為相反極 性，其量急劇增大。電容器C再變小，超過並聯諧振點B後，內側電流I in的極性為相反 後，其量急劇減少。另夕卜，在圖7、圖6表示外側電流I out的絕對值和內側電流I in的絕 對值。 所謂外側電流I out的相位和內側電流I in的相位成為反相位，如圖8A和圖8B 所示，是指外側電流I out的流向和內側電流I in的流向相反，在互相併聯連接的外側天 線電路13a和內側天線電路13b之間產生循環電流。此狀態在圖5表示的內側和外側的阻 抗為反相位的區域、以及在圖6表示的內側和外側的電流為反相位的區域中發生。
附帶說明一下，在外側電流I out的相位和內側電流I in的相位為同相位的情況 下，如圖9A和圖9B所示，外側電流I out的流向和內側電流I in的流向相同，不產生循環 電流。如圖9A和圖9B所示的狀態在圖5所示的內側和外側的阻抗為同相位的區域、以及 在圖6所示的內側和外側的電流為同相位的區域中發生。 如此，第一實施方式涉及的等離子體處理裝置，在處理室4內生成感應耦合等離
子體時，以並聯連接的天線電路之中的一個天線電路的阻抗和另一個天線電路的阻抗為反
相位，在處理室4內生成感應耦合等離子體。在本例中，內側天線電路13b的阻抗為電感性，
外側天線電路13a的阻抗為電容性，在處理室4內生成感應耦合等離子體。 下面說明外側電流I out的相位和內側電流I in的相位為反相位的情況的優點。 圖10為表示在處理室內載置的被處理基板上的等離子體電子密度的分布圖。 圖10用黑圓點(均一位置)、黑四角(內密位置)、黑三角(外密位置)表示外側電流I out的相位和內側電流I in的相位為反相位的情況的等離子體電子密度的分布。另 外，在圖10中，作為參考例，用白圓點(均一位置)表示外側電流I out的相位和內側電流 I in的相位為同相位的情況的等離子體電子密度的分布。 如圖10所示，得到如下的結果，在外側電流I out的相位和內側電流I in的相位 為反相位的情況下，與同相位的情況相比，等離子體電子密度提高。 總之，使高頻天線13為包括具有相互並聯連接的天線電路的並聯天線部的高頻 天線，並且，在並聯連接的天線電路之中的一個天線電路的阻抗和另一個天線電路的阻抗 為反相位，在並聯連接的天線電路中產生循環電流的狀態下，在處理室內生成感應耦合等 離子體。因此，在不產生循環電流的情況下，即，與一個天線電路的阻抗和另一個天線電路 的阻抗為同相位的情況相比，功率效率更高，能夠得到更高密度的等離子體電子。所以，利 用第一實施方式涉及的等離子體處理裝置，即使高頻電力的電量不上升，也能夠得到更高 密度的等離子體。 另外，如圖IO所示，利用第1實施方式涉及的等離子體處理裝置，能夠控制等離子 體電子密度的分布。 例如，如圖10中的黑四角所示，在被處理基板內側(中心附近)想使等離子體電 子密度高的情況(內密)下，內側電流I in和外側電流I out相互為反相位，並且，在內側 電流I in的絕對值比外側電流I out的絕對值大的狀態(I in > I out)下，在處理室內 可以生成感應耦合等離子體。 例如，在圖5中，在內側和外側的阻抗為反相位的區域，並且，在電容器C變小通過 並聯諧振點B後的區域內能夠觀察到"I in>I out"的狀態。區域為內側天線電路13b 的阻抗(內側Z)比外側天線電路13a的阻抗(外側Z)小的區域。 如圖10中的黑三角所示，相對地，在被處理基板外側(邊緣附近)想使等離子體 電子密度提高的情況(外密)下，內側電流I in和外側電流I out相互為反相位，並且，在 外側電流I out的絕對值比內側電流I in的絕對值大的狀態(I out > I in)下，在處理 室內可以生成感應耦合等離子體。 例如，在圖5中，在內側和外側的阻抗為反相位的區域內，並且，在電容器C變小到 達並聯諧振點B的區域內能夠觀察到"I out>I in"的狀態。該區域為外側天線電路13a 的阻抗(外側Z)比內側天線電路13b的阻抗(內側Z)小的區域。 另外，如圖10中的黑圓點所示，從被處理基板內側(中心附近)到被處理基板外 側(邊緣附近)想使等離子體電子密度均勻的情況(均勻)下，內側電流I in和外側電流 I out相互為反相位，並且，在外側電流I out的絕對值與內側電流I in的絕對值大致相等 的狀態(I OUt NHn)下，在處理室內可以生成感應耦合等離子體。 例如，在圖5中，在內側和外側的阻抗為反相位的區域，並且，在並聯諧振點B的附
近，例如，在參照符號c所示的區域內能夠觀察到"lout^Iin"的狀態。另外，該區域c中，
外側天線電路13a的阻抗(外側Z)和內側天線電路13b的阻抗(內側Z)大致相等。
由此，利用第一實施方式涉及的等離子體處理裝置，在內側和外側的阻抗為反相 位的區域內，通過控制外側天線電路13a的阻抗和內側天線電路13b的阻抗，能夠控制處理 室內的等離子體電子密度的分布。 並且，例如如圖ll所示，假設電容器C是可變電容器VC，那麼即使不交換高頻天線13，在一個感應耦合等離子體處理裝置中，也能夠分別內密、外密、均一地控制等離子體 電子密度的分布。 另外，在處理時，以得到對應每個應用最適合的等離子體密度分布的方式，預先設 定阻抗調節單元，例如調節可變電容器VC的容量的調節參數，選擇規定的應用時，與該應 用相對應，以成為預先設定調節參數的最適合的值的方式，能夠進一步設定控制可變電容 器VC的容量的控制單元。 另外，在處理為例如為CVD的成膜處理的情況下，為了使成膜的膜的膜厚變得均 勻，可以在成膜處理中掃描可變電容器VC的容量，例如，從內密到外密，還有從外密到均 勻，這樣掃描控制可變電容器VC的容量。 另外，並聯諧振點B及其附近的區域的阻抗非常高。因此，使用匹配器14進行阻 抗匹配是困難的。 因此，不使用外側天線電路13a和內側天線電路13b並聯諧振的並聯諧振點B，可 以在處理室內生成感應耦合等離子體。 並且，除了不使用並聯諧振點B，還不使用並聯諧振點B的附近區域，可以在處理 室內生成感應耦合等離子體。 如圖12所示，並聯諧振點B的附近區域的一個例子是從並聯諧振點B到電容性區 域中的高頻天線13的阻抗(天線合計圖中白四角)的最大值D1的區域，以及從並聯諧振 點B到電感性區域中的高頻天線13的阻抗的最大值D2的區域。從電容性區域中的最大值 Dl到電感性區域中的最大值D2的區間D為高頻天線13的阻抗非常高的區間。
因此，例如在控制可變電容器VC的容量的情況下，為了使高頻天線13的阻抗(天 線合計)在區間D的範圍內，不控制可變電容器VC的容量。 另外，例如在掃描控制可變電容器VC的容量的情況下，在掃描中跳過區間D。
這樣，在包括並聯諧振點B的附近區域D內，不生成感應耦合等離子體，或者不進 行處理，由此使用匹配器14能夠容易地進行阻抗匹配，能夠進行功率效率更高的處理。
另外，在包括並聯諧振點B的附近區域D內，不生成感應耦合等離子體，或者不進 行處理是不限於可變電容器VC的，也適用於使用容量固定的電容器C的情況。總之，在使 用容量固定的電容器C的情況下，可以以高頻天線13的阻抗(天線合計)不在上述區域D 的範圍內的方式設定電容器C的值。 下面說明使用上述這樣構成的感應耦合等離子體蝕刻裝置，對LCD玻璃基板G實 施等離子體蝕刻處理時的處理操作。 首先，在打開閘閥27的狀態下，從這裡，通過搬送機構(未圖示)將基板G搬入處 理室4內，在載置臺23的載置面上載置後，通過靜電卡盤(未圖示)將基板G固定在載置 臺23上。接著，在處理室4內，將來自處理氣體供給系統20的處理氣體從噴淋筐體11的 氣體噴出孔12a向處理室4內噴出，同時利用排氣裝置30，通過排氣管31對處理室4內進 行真空排氣，將處理室內維持在例如0. 66 26. 6Pa左右的壓力氣氛。
另外，此時在基板G的背面側的冷卻空間中，為了避免基板G的溫度上升和溫度變 化，通過He氣管線42和He氣流路41，供給作為熱傳遞用氣體的He氣。在此情況下，現有 技術從儲氣罐直接向He氣管線42供給He氣，通過壓力控制閥控制壓力，但隨著基板的大 型化，裝置也大型化，因此氣體管線的距離延長，增大了充滿氣體的空間容量，從氣體供給到調壓結束的時間變長，而本發明在壓力控制閥44的下流側設置了He氣罐47，在其中預先 填充He氣，由此能夠在極短時間內進行調壓。即，在向基板G的背面供給作為熱傳遞用氣 體的He氣體時，首先，從罐47供給He氣體，通過從現有的儲氣罐的管線填補不足部分，能 夠瞬間得到接近設定壓力的壓力，另外通過壓力控制閥填補的氣體量也是微量的，因此能 夠在極短時間內完成調壓。在此情況下，以向罐47填充的氣體的壓力與在設定壓力下充滿 冷卻空間時的壓力相等的方式，優選與罐47的容量對應，選擇最適的壓力。另外，向罐47 填充氣體的操作，優選在基板G的搬送時等、對基板處理時間沒有影響的時候進行。
接著，從高頻電源15向高頻天線13施加例如13. 56MHz的高頻，由此通過電介質 壁2在處理室4內形成均勻的感應電場。通過這樣形成的感應電場，在處理室4內使處理 氣體等離子化，生成高密度的感應耦合等離子體。 在此情況下，如上所述，高頻天線13為具有在外側部分緊密配置天線的外側天線 電路13a和在內側部分緊密配置天線的內側天線電路13b的結構，在外側天線電路13a中， 例如圖l所示，連接可變電容器VC，能夠調節外側天線電路13a的阻抗。按照上述調節可變 電容器VC。 在此情況下，掌握對應每個應用的最適的等離子體密度分布，通過在存儲部52中 預先設定能夠得到等離子體密度分布的可變電容器VC的位置，利用控制部50能夠選擇對 應每個應用的最適的可變電容器VC的位置而進行等離子體處理。 這樣，利用可變電容器VC進行阻抗控制，能夠控制等離子體密度分布，由此沒有
必要交換天線，天線交換的勞力和準備對應每個應用的天線的成本就不需要了。 另外，通過可變電容器VC的位置調節，進行細微的電流控制，同時使外側天線電
路13a的阻抗和內側天線電路13b的阻抗相互成為反相位。由此，能夠得到對應應用的最
適等離子體電子密度分布，並且與使外側天線電路13a的阻抗和內側天線電路13b的阻抗
為同相位的情況比較，能夠使等離子體電子成為更高密度。 進一步，使用多個高頻電源，不分配高頻電力的功率，只通過可變電容器VC進行 阻抗調整，從而進行外側天線電路13a和內側天線電路13b的電流控制以及相位控制，由此 不存在裝置變大、成本變高，電力成本高等不良情況，控制的精度也能夠比使用多個高頻電 源並分配功率的情況高。 下面說明幾個高頻天線13的電路例。 圖13A至圖13D為表示高頻天線13的第1電路例至第4電路例的電路圖。
如圖13A所示，第1電路例涉及的高頻天線13-1，在互相併聯連接的外側天線電 路13a和內側天線電路13b的雙方中，在匹配器14和平面線圈La及Lb的一端之間，連接 可變電容器VCa和VCb。平面線圈La和Lb的另一端共通連接，連接在共通接地點GND上。
在第1電路例中，調節可變電容器VCa和VCb的容量，外側天線電路13a的阻抗和 內側天線電路13b的阻抗相互為反相位。由此能夠提高功率效率。 另外，能夠調節可變電容器VCa和VCb，由此與應用對應，使可變電容器VCa和VCb 的容量為最適值，例如內密、外密、均勻，以成為最適等離子體電子密度分布的方式，能夠控 制良好的功率效率。並且，在處理例如為CVD的成膜處理的情況下，在成膜處理中可變電容 器VCa或VCb，例如，在成膜處理中掃描在外側天線電路13a中設置的可變電容器VCa的容 量，以使成膜的膜的膜厚變得均勻的方式，在成膜處理中能夠在內密、外密、均勻之間掃描控制等離子體電子密度分布。在此情況下，通過預先使外側天線電路13a的阻抗和內側天 線電路13b的阻抗相互為反相位，能夠功率效率良好地在內密、外密、均勻之間掃描控制等 離子體電子密度分布。 如圖13B所示，第2電路例涉及的高頻天線13-2，與第1電路例涉及的高頻天線 13-1相比，有如下不同在共通接地點GND和平面線圈La及Lb的另一端之間連接可變電 容器VCa或VCb，將平面線圈La和Lb的一端共通連接在匹配器14上。
在第2電路例中，調節可變電容器VCa和VCb的容量，外側天線電路13a的阻抗和 內側天線電路13b的阻抗相互為反相位。 在這樣的第2電路例中也能夠得到與第1電路例同樣的優點。 如圖13C所示，第3電路例涉及的高頻天線13-3，與第1電路例涉及的高頻天線
13-1相比，只在外側天線電路13a上設置了可變電容器VCa。第3電路例為與圖ll所示的
高頻天線相同的電路。 在第3電路例中，調節可變電容器VCa的容量，由此使外側天線電路13a的阻抗和 內側天線電路13b的阻抗相互為反相位。 在這樣的第3電路例中也能夠得到與第1和第2電路例同樣的優點。
如圖13D所示，第4電路例涉及的高頻天線13-4，與第3電路例涉及的高頻天線 13-3相比，有如下不同在共通接地點GND和平面線圈La的另一端之間連接可變電容器 VCa，將平面線圈La和平面線圈Lb的一端共通連接在匹配器14上。 在第4電路例中，調節可變電容器VCa的容量，由此使外側天線電路13a的阻抗和 內側天線電路13b的阻抗相互為反相位。 在這樣的第4電路例中也能夠得到與第1至第3電路例同樣的優點。 另外，在第l至第4電路例中，在外側天線電路13a和/或內側天線電路13b設置
的電容器是能夠調節容量的可變電容器，也可以是容量固定的電容器。此情況下的電容器
的容量可以以外側天線電路13a的阻抗和內側天線電路13b的阻抗相互為反相位的方式進
行設定。 如此，在使用容量固定的電容器的情況下，與外側天線電路13a的阻抗和內側天
線電路13b的阻抗不是反相位的高頻天線相比，能夠提高在處理室內生成的等離子體電子
密度，能夠得到具有功率效率更好的高頻天線的感應耦合等離子體處理裝置。 另外，如上述說明，本發明的第一實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置，其
外側天線電路13a的阻抗和內側天線電路13b的阻抗為反相位。因此，在生成感應耦合等
離子體期間，在外側天線電路13a中流動的電流相位和在內側天線電路13b中流動的電流
相位相互為反相位。 電流的相位相互為反相位時，在外側天線電路13a和內側天線電路13b雙方中使 用平面線圈La、Lb的情況下，如圖14所示，流過平面線圈La的外側電流I out的流向和流 過平面線圈Lb的內側電流I in的流向相反。因此，利用外側電流I out產生的外側磁場 的方向和利用內側電流I in產生的內側磁場的方向為相反方向，外側磁場和內側磁場相互 抵消，導入處理室內的磁場減弱。 如此，為了防止外側磁場和內側磁場的抵消，如圖15所示，優選外側天線電路13a 的平面線圈La和內側天線電路13b的平面線圈Lb相互反繞線。平面線圈La和Lb相互反
14繞線時，電路上外側電流I out的流向和內側電流I in的流向相反，但是外表上能夠使外 側電流I out的流向和內側電流I in的流向相同。因此，外側磁場的方向和內側磁場的方 向相同，能夠防止外側磁場和內側磁場的抵消。
(第二實施方式) 第一實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置的結構為，在相互並聯連接的外
側天線電路13a和內側天線電路13b中，一個天線電路的阻抗和另一個天線電路的阻抗為
反相位，在並聯連接的二個天線電路中生成循環電流。即，是與電感性的內側天線電路13b
對應，連接作為並聯電路的電容性的外側天線電路13a的結構，至少二個天線電路是必要
的。但是，天線電路為一個的情況下，在天線電路中也能夠生成循環電流。 圖16為表示本發明的第二實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置中使用的
向高頻天線饋電的饋電電路的一個例子的電路圖。 如圖16所示，第二實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置與第一實施方式 涉及的感應耦合等離子體處理裝置不同之處在於，在相對於一個電感性天線電路為並聯連 接的電路中不具有天線。高頻天線13由在匹配器14和接地點之間連接的天線電路13c和 與天線電路13c並聯連接的並聯可變電容器70構成。 圖17為概略地表示第二實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置中使用的高 頻天線的一個例子的立體圖。 第二實施方式沒有第一實施方式的外側天線電路13a和內側天線電路13b，因此 可以只由一個天線電路13c構成。因此，高頻天線13如圖17所示，例如能夠由一個平面線 圈Lc構成。作為平面線圈Lc的一個例子，圖17表示由一個導電部件構成的例子，平面線 圈Lc也可以由分支的多個導電部件構成。 根據第二實施方式，例如以並聯可變電容器70的阻抗與天線電路13c的阻抗為反 相位的方式，調節並聯可變電容器70的容量。由此，如圖18A或圖18B所示，可以使在天線 電路13c中流動的天線電流Ia的流向和在並聯可變電容器70中流動的電容器電流Ic的 流向相反，能夠生成與第一實施方式相同的循環電流。因此，能夠得到與第一實施方式相同 的優點。 圖19A為表示在匹配器14中使用倒L型匹配電路的情況下的基本結構的圖，圖 19B為表示使用倒L型匹配電路時的圖16所示的向高頻天線饋電的饋電電路的一個電路例 的電路圖。 如圖19A所示，倒L型匹配電路由一端連接在高頻電源、另一端與負荷連接的匹配 用可變電抗元件(XMat。h)80和一端連接在匹配用可變電抗元件(XMateh)80與高頻電源15的 相互連接點上、另一端接地的調諧用可變電抗元件(&_)81構成。這裡，所謂電抗元件是線 圈或電容器、或者它們的複合的元件。 在圖19B中，圖19A中的負荷13成為高頻天線，該高頻天線由天線電路13c和一 個的電極連接在匹配用可變電抗元件(XMateh)80與線圈Lc的一端的相互連接點上、另一個 電極接地的並聯可變電容器70構成。該天線電路13c包括一端連接在匹配用可變電抗元 件(XMateh)80上的線圈Lc和一個電極連接在線圈Lc的另一端、另一個電極接地的終端電容 器C。 圖20表示圖19所示的並聯可變電容器70的VC位置和阻抗的關係，同樣地圖21表示並聯可變電容器70的VC位置與匹配用可變電抗元件(XMat。h)80中流動的電流(Match 電流)、調諧用可變電抗元件(XTUJ81中流動的電流(Tune電流)、並聯可變電容器70中流 動的電流(並聯VC電流)、以及終端電容器C中流動的電流(終端C電流)之間的關係。
如圖20所示，可知在圖19所示的一個電路例中，可變電容器70的VC位置約為 60%時，引起並聯諧振。另外，如圖21所示，在並聯諧振點和並聯諧振點附近，匹配用可變 電抗元件(XMat。h)80中流動的電流(Match電流)和調諧用可變電抗元件(XTUJ81中流動的 電流(Tune電流)大致為零。 圖22表示在第二實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置的處理室內載置的 被處理基板上的等離子體電子密度分布，圖23表示利用第二實施方式涉及的感應耦合等 離子體處理裝置的灰化速率。圖22和圖23都表示了作為參考例不具有並聯可變電容器70 的類型的感應耦合等離子體處理裝置的情況。 如圖22所示，根據第二實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置，在使高頻電 力RF相同的情況下，與參考例涉及的感應耦合等離子體處理裝置相比，能夠得到更高的等 離子體電子密度。 另外，如圖23所示，根據第二實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置，在使 高頻電流RF相同的情況下，與參考例涉及的感應耦合等離子體處理裝置相比，灰化速率和 灰化的面內均勻性都提高。 這樣，在高頻電流RF相同的情況下，得到更高的等離子體電子密度，是指第二實 施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置與參考例相比能量效率提高。能量效率提高，例 如能夠得到下述優點。 目前，為了處理的效率化等，基板例如FPD用的玻璃基板顯著大型化，因此生產出 一片超過lm的基板。因此，用於對玻璃基板實施處理的感應耦合等離子體處理裝置也大型 化，隔開天線室和處理室的電介質壁也大型化。如果電介質壁大型化，就要具有經得起處理 室的內外壓力差或自重等的足夠強度，其厚度不得不加厚，但是如果電介質壁加厚，高頻天 線就會遠離處理室，影響能量效率。 相對於此，例如，在特開2001-28299號公報中公開如下使構成噴淋頭的金屬制 噴淋筐體保持支承梁的功能，利用該支承梁支承電介質壁，防止電介質壁的彎曲，由此使電 介質壁變薄，提高能量效率，以及使噴淋筐體和高頻天線正交，極力防止由支承梁妨礙來自 高頻天線的感應電場，防止能量效率的下降。 但是，感應耦合等離子體處理裝置進一步大型化時，如上述特開2001-28299號公 報中記載的技術，由支承梁支承電介質壁，由此使電介質壁變薄也存在限制，需要進一步提 高能量效率。 相對這樣的事實，第二實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置，如圖22所示 地提高能量效率，因此對於感應耦合等離子體處理裝置的進一步大型化也是有利的。
另外，在第二實施方式中，如第一實施方式中的說明，不使用並聯諧振的並聯諧振 點，或者除了不使用並聯諧振點以外還不使用並聯諧振點的附近區域，可以在處理室內生 成感應耦合等離子體。關於並聯諧振點的附近區域的定義，如第一實施方式中的說明。
(第三實施方式) 參考圖21的說明，在上述第二實施方式中，在並聯諧振點和並聯諧振點附近，倒L型匹配電路的調諧用可變電抗元件(XTUJ81中流動的電流(Tune電流)大約為零。因此， 在利用並聯諧振點和並聯諧振點附近，使感應耦合等離子體處理裝置工作的情況下，如圖 24A所示，不需要調諧用可變電抗元件(XTm》81 。 在此，不包括調諧用可變電抗元件(XTUJ81的圖24A的電路，在將線圈Lc和終端 電容器C的一部分考慮成負荷時，如圖24B所示，與使用將並聯可變電容器70作為調諧用 可變電抗元件(XTm》81的T型匹配電路的情況的基本構成圖相同。 T型匹配電路由一端連接在高頻電源上的匹配用可變電抗元件(X^。h)80和一 端連接在匹配用可變電抗元件(XMateh)80的另一端、其另一端接地的調諧用可變電抗元件 (XTune)81構成。 圖25為表示第三實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置中使用的向高頻天 線饋電的饋電電路的一個例子的電路圖。 如圖25所示，第三實施方式涉及的饋電電路與第二實施方式涉及的饋電電路不 同的之處在於，將匹配器14從倒L型匹配電路交換到T型匹配電路中，並且，在使感應耦合 等離子體處理裝置工作時，以在調諧用可變電抗元件(XTm》81和天線電路13c之間流通循 環電流的方式，進行阻抗匹配。 高頻天線13由天線電路13c構成，該天線電路13c包括一端連接在匹配用可變電 抗元件(XM^h)80和調諧用可變電抗元件(XTUJ81的相互連接點上的線圈Lc，和一個電極 連接在線圈Lc的另一端、另一個電極接地的終端電容器C。 在進行等離子體處理時，以在調諧用可變電抗元件(XTUJ81和天線電路13c之間 產生循環電流的方式工作。具體的一個例子為，以調諧用可變電抗元件(XTm》81的阻抗和 天線電路13c的阻抗為反相位的方式，調節調諧用可變電抗元件(XTUJ81。
圖26表示在第三實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置的處理室內載置的 被處理基板上的等離子體電子密度的分布，圖27表示利用第三實施方式涉及的感應耦合 等離子體處理裝置的灰化速率。圖26和圖27都表示了作為參考例不具有並聯可變電容器 70的類型的感應耦合等離子體處理裝置和第二實施方式的情況。 如圖26所示，第三實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置中，在使高頻電力 RF相同的情況下，與參考例涉及的感應耦合等離子體處理裝置相比，能夠得到更高並且與 第二實施方式同等以上的等離子體電子密度。 另外，如圖27所示，根據第三實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置，在使 高頻電力RF相同的情況下，與參考例涉及的感應耦合等離子體處理裝置相比，灰化速率和 灰化的面內均勻性都提高。並且，灰化速率能夠得到與第二實施方式大致相等的速率，另 外，面內均勻性能夠得到與第二實施方式同等以上的均勻性。 另外，在第三實施方式中，如第一實施方式中的說明，不使用並聯諧振的並聯諧振 點，或者除不使用並聯諧振點之外還不使用並聯諧振點的附近區域，可以在處理室內生成 感應耦合等離子體。關於並聯諧振點的附近區域的定義，如第一實施方式中的說明。
上面，根據本發明的實施方式涉及的感應耦合等離子體處理裝置，能夠提供功率 效率更好的感應耦合等離子體處理裝置和感應耦合等離子體處理方法。
另外，本發明不限於上述實施方式，可以有各種變形。 例如，高頻天線的結構不限於上述結構，如果是具有同樣功能的結構，就能夠採用各種結構。 另外，在上述實施方式中，高頻天線區分為在外側形成等離子體的外側天線部件 和在內側形成等離子體的內側天線部件，但是不需要一定分成外側和內側，可以採用各種 區分方式。 另外，不限於劃分成形成等離子體的位置不同的天線部的情況，可以劃分成等離 子體分布特性不同的天線部。 另外，上述實施方式表示將高頻天線劃分成外側和內側兩部分的情況，但也可以 劃分三部分以上。例如，能夠舉出劃分外側部分和中央部分以及它們的中間部分的三部分。
另外，作為用於調節阻抗的單元，設置了電容器和可變電容器，但可以使用線圈、 可變線圈等其他阻抗調節單元。 另外，上述實施系統例示作為感應耦合等離子體處理裝置的一個例子的灰化裝
置，但不限於灰化裝置，能夠適用於蝕刻和CVD成膜等的其他等離子體處理裝置。 另外，使用FPD基板作為被處理基板，但本發明不限於此，能夠適用於處理半導體
晶片等其他基板的情況。
權利要求
一種感應耦合等離子體處理裝置，其特徵在於，具有處理室，容納被處理基板並實施等離子體處理；載置臺，在所述處理室內載置被處理基板；處理氣體供給系統，向所述處理室內供給處理氣體；排氣系統，對所述處理室內進行排氣；天線電路，通過電介質部件配置在所述處理室的外部，被供給高頻電力，由此在所述處理室內形成感應電場；和並聯電路，與所述天線電路並聯連接，該感應耦合等離子體處理裝置構成為使所述天線電路的阻抗和所述並聯電路的阻抗成為反相位，在所述處理室內生成感應耦合等離子體。
2. 如權利要求1所述的感應耦合等離子體處理裝置，其特徵在於所述並聯電路含有可變電容器。
3. 如權利要求2所述的感應耦合等離子體處理裝置，其特徵在於所述可變電容器是匹配電路的一部分。
4. 如權利要求1所述的感應耦合等離子體處理裝置，其特徵在於所述並聯電路含有與所述天線電路不同的另一個天線電路。
5. 如權利要求4所述的感應耦合等離子體處理裝置，其特徵在於所述天線電路和所述另 一個天線電路包括平面線圈，所述天線電路中含有的平面線圈在內側具有空間，構成在所述處理室內的外側部分形成感應電場的外側天線，所述另一個天線電路中含有的平面線圈配置在所述天線電路中含有的平面線圈的內側的空間，構成在所述處理室內的內側部分形成感應電場的內側天線。
6. 如權利要求5所述的感應耦合等離子體處理裝置，其特徵在於在所述天線電路中含有的平面線圈和在所述另一個天線電路中含有的平面線圈為相互反繞線。
7. 如權利要求4 6中任一項所述的感應耦合等離子體處理裝置，其特徵在於還具有阻抗調節單元，其與所述天線電路和所述另一個天線電路中的至少一個連接，調節連接的電路的阻抗，通過所述阻抗調節單元調節阻抗，控制所述天線電路和所述另一個天線電路中的至少一個電路的電流值，控制在所述處理室內形成的感應耦合等離子體的等離子體電子密度分布。
8. 如權利要求7所述的感應耦合等離子體處理裝置，其特徵在於所述阻抗調節單元包括可變電容器。
9. 如權利要求1 6中任一項所述的感應耦合等離子體處理裝置，其特徵在於不使用所述天線電路和所述並聯電路並聯諧振的並聯諧振點，在所述處理室內生成所述電感偶合等離子體。
10. 如權利要求9所述的感應耦合等離子體處理裝置，其特徵在於進一步不使用所述並聯諧振點的附近區域，在所述處理室內生成感應耦合等離子體。
11. 如權利要求IO所述的感應耦合等離子體處理裝置，其特徵在於所述附近區域包括從所述並列諧振點到電容性區域中的所述高頻天線的阻抗的最大值的區域；和從所述並聯諧振點到電感性區域中的所述高頻天線的阻抗的最大值的區域。
12. —種感應耦合等離子體處理方法，其特徵在於使用感應耦合等離子體處理裝置，該裝置具有處理室，容納被處理基板並實施等離子體處理；載置臺，在所述處理室內載置被處理基板；處理氣體供給系統，向所述處理室內供給處理氣體；排氣系統，對所述處理室內進行排氣；天線電路，通過電介質部件配置在所述處理室的外部，被供給高頻電力，由此在所述處理室內形成感應電場；禾口並聯電路，與所述天線電路並聯連接，該等離子體處理方法使所述天線電路的阻抗和所述並聯電路的阻抗成為反相位，在所述處理室內生成感應耦合等離子體。
13. 如權利要求12中所述的等離子體處理方法，其特徵在於不使用所述天線電路和所述並聯電路並聯諧振的並聯諧振點，在所述處理室內生成所述感應耦合等離子體。
14. 如權利要求13所述的等離子體處理方法，其特徵在於進一步不使用所述並聯諧振點的附近區域，在所述處理室內生成感應耦合等離子體。
15. 如權利要求14所述的等離子體處理方法，其特徵在於所述附近區域包括從所述並列諧振點到電容性區域中的所述高頻天線的阻抗的最大值的區域；和從所述並聯諧振點到電感性區域中的所述高頻天線的阻抗的最大值的區域。
16. 如權利要求12 15中任一項所述的等離子體處理方法，其特徵在於所述感應耦合等離子體處理裝置還具有阻抗調節單元，該阻抗調節單元與所述天線電路和所述並聯電路中的至少一個連接，調節連接的電路的阻抗，通過所述阻抗調節單元調節阻抗，控制所述天線電路和所述另一個天線電路中的至少一個電路的電流值，控制在所述處理室內形成的感應耦合等離子體的等離子體電子密度分
全文摘要
本發明供給一種功率效率更良好的感應耦合等離子體處理裝置。該處理裝置具有處理室，容納被處理基板並實施等離子體處理；載置臺，在處理室內載置被處理基板；處理氣體供給系統，向處理室內供給被處理氣體；排氣系統，對處理室內的氣體進行排氣；天線電路(13b)，通過電介質部件配置在處理室的外部，供給高頻電力，由此在上述處理室內形成感應電場；和並聯電路(天線電路(13a))，與天線電路(13b)並聯連接，使天線電路(13a)的阻抗和天線電路(13b)的阻抗成為反相位，在處理室內生成感應耦合等離子體。
文檔編號C23C16/505GK101730375SQ200910207040
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月27日 優先權日2008年10月27日
發明者佐佐木和男, 佐藤亮, 齊藤均 申請人:東京毅力科創株式會社