TW200818996A - Inductively coupled plasma processing apparatus and plasma processing method - Google Patents

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200818996 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關對液晶顯示裝置（LCD)等之平面顯示 器（FPD )製造用的玻璃基板等的基板施行電漿處理的感 應耦合電漿處理裝置及電漿處理方法。 【先前技術】 • 有關液晶顯不裝置（L C D )等的製造工程，爲了對玻 璃基板施行特定處理’使用電漿蝕刻裝置和電漿化學蒸氣 沉積成膜裝置等的各種電漿處理裝置。此種電漿處理裝置 雖然以往多數使用電容耦合電漿處理裝置，但近來具有所 謂可得到高真空度且高密度電漿之優點的感應耦合電漿（ Inductively Coupled Plasma ： ICP )處理裝置深受注目。 感應耦合電漿處理裝置是屬於在收容被處理基板之處 理容器的介電質窗之外側配置高頻天線，對處理容器內供 • 給處理氣體，並且對該高頻天線供給高頻電力，藉此使處 理容器內產生感應耦合電漿，藉由該感應耦合電漿對被處 理基板施行特定的電漿處理。作爲感應耦合電漿處理裝置 的高頻天線，多數使用形成平面狀之所定圖案的平面天線 〇 在使用此種平面天線的感應耦合電漿處理裝置，雖是 在處理容器內的平面天線正下方的空間產生電漿’但此時 ，因具有高電漿密度區域與低電漿區域的分布’與在天線 正下方之各位置的電場強度成正比的情形’故平面天線的 -4 - 200818996 (2) 圖案形狀成爲決定電漿密度分佈的重要因素。 可是對應一台感應耦合電漿處理裝置的應用並不限於 一個，必需對應於複數的應用。此時’爲了於各項應用中 進行均勻的處理，必需改變電漿密度分佈’因此以高密度 ‘ 區域及低密度區域之位置不同的方式’準備複數個不同形 ^ 狀的天線，配合應用更換天線。 但配合複數個應用來準備複數個天線，更換每個不同 φ 的天線需要非常多的勞力，並且近來因LCD用的玻璃基 板顯著的大型化，故天線製造費用也變成高價位。而且， 像這樣即使準備複數個天線，在所賦予的應用中亦未必限 定最佳條件，就可藉由製造條件的調整得到對應。 對此，在專利文獻1中，揭示一種將螺旋天線分割爲 內側部分與外側部分之兩個部分，以流入各自獨立的高頻 電流之方式所形成的電漿處理裝置。若藉由此種構成，即 可藉由調整供給至內側部分的功率與供給至外側部分的功 • 率，來控制電漿密度分佈。 但在專利文獻1所記載的技術中，雖設有螺旋天線之 內側部分用的高頻電源與外側部分用的高頻電源之兩個高 頻電源，或必需設置電力分配電路，裝置變大，裝置成本 提高。而且此時，電損大、電力成本昇高，且難以進行高 精度的電漿密度分佈控制。 [專利文獻1]日本特許第3077009號公報（第5圖 、段落 0 0 2 6 〜0 0 2 8 ) -5- 200818996 (3) 【發明內容】 [發明欲解決之課題] 本發明爲有鑑於相關情形所完成的發明，其目的爲提 供一種不更換天線、不提高裝置成本及電力成本，且能進 行高精度之電漿密度分佈控制的感應耦合電漿處理裝置及 感應耦合電漿處理方法。 • [用以解決課題之手段] 爲解決上述課題，在本發明之第1觀點中，提供一種 感應耦合電漿處理裝置，其特徵爲：具備：收容被處理基 板並施行電漿處理的處理室；和在前述處理室內載置有被 處理基板的載置台；和對前述處理室內供給處理氣體的處 理氣體供給系統；和在前述處理室內進行排氣的排氣系統 ;和具有複數個天線部的高頻天線，該高頻天線是介設介 電質構件而配置在前述處理室之外部，且供給高頻電力， • 藉此在前述處理室內形成具有各自不同之電場強度分佈的 感應電場；和連接於包含前述各天線部的天線電路之中的 至少一個，來調節該連接的天線電路之阻抗的阻抗調節手 I 段’藉由前述阻抗調節手段所致之阻抗調節，來控制前述 複數個天線部的電流値，且控制形成在前述處理室內之感 應耦合電漿的電漿密度分佈。 在上述第1觀點中，前述阻抗調節手段，可爲具有可 變電容器者。並且，前述阻抗調節手段乃事先設定爲可對 每個應用得到最佳的電漿密度分佈之調節參數。 -6- 200818996 (4) 在本發明之第2觀點中，提供一種感應耦合電漿處理 裝置，其特徵爲：具備：收容被處理基板並施行電漿處理 的處理室；和在前述處理室內載置有被處理基板的載置台 和對前述處理室內供給處理氣體的處理氣體供給系統； 和在前述處理室內進行排氣的排氣系統；和介設介電質構 * 件而配置在前述處理室之上方，且供給高頻電力，藉此在 前述處理室內具有：主要在外側部分形成感應電場之外側 φ 天線部與主要在內側部分形成感應電場之內側天線部的高 頻天線；和連接在前述外側天線部與前述內側天線部之一 方的可變電容器，藉由調節前述可變電容器之電容，來調 整包含前述外側天線部的外側天線電路以及包含前述内側 天線部的內側天線電路之任一個的阻抗，以控制前述外側 天線部以及前述內側天線部的電流値，且控制形成在前述 處理室內之感應耦合電漿的電漿密度分佈。 在上述第2觀點中，可構成前述外側天線部係在對應 • 於前述處理室之外側部分的位置，緊密地配置天線用線’ 前述內側天線部係在對應於前述處理室之內側部分的位置 ，緊密地配置天線用線。並且，前述外側天線部以及前述 內側天線部，可爲具有複數個天線用線的多層天線。進而 ，更具有事先設定爲可對每個應用得到最佳的電漿密度分 佈之前述可變電容器的位置’在選擇特定應用之際’以事 先設定對應於該應用的前述可變電容器之位置的最佳値之 方式，來控制可變電容器之位置的控制手段。 在本發明之第3觀點中，提供一種感應耦合電漿處理 200818996 (5) 方法，其特徵爲：將基板載置在設於處理室之內部的載置 台，且具有複數個天線部的高頻天線，該高頻天線是介設 介電質構件而設置在處理室之外部，且供給高頻電力，藉 此在前述處理室內形成具有各自不同之電場強度分佈的感 應電場，對處理室內供給處理氣體，並且邊對前述高頻天 線供給高頻電力、邊調節包含前述各天線部的天線電路之 中的至少一個阻抗，來控制前述複數個天線部的電流値， φ 且控制形成在前述處理室內之感應耦合電漿的電漿密度分 佈。 在上述第3觀點中，以調整前述阻抗的天線電路，事 先求得可對每個應用得到最佳的電漿密度分佈之阻抗的調 節參數，在選擇特定應用之際，以事先求得對應於該應用 之前述調節參數的最佳値的方式，來進行電漿處理。 在本發明之第4觀點中，提供一種感應耦合電漿處理 方法，其特徵爲：將基板載置在設於處理室之內部的載置 # 台，介設介電質構件而設置在處理室之外部，且供給高頻 電力，藉此在前述處理室內具有：主要在外側部分形成感 應電場之外側天線部與主要在內側部分形成感應電場之內 側天線部的高頻天線，在包含前述外側天線部的外側天線 電路以及包含前述内側天線部的內側天線電路之任一個設 置可變電容器，對前述處理室內供給處理氣體，並且邊對 前述高頻天線供給高頻電力、邊調節前述可變電容器之電 容，藉此調節該天線電路的阻抗，來控制前述外側天線部 以及前述內側天線部的電流値，且控制形成在前述處理室 -8 - 200818996 (6) 內之感應耦合電漿的電漿密度分佈。 在上述第4觀點中，事先求得可對每個應用得到最佳 的電漿密度分佈之前述可變電容器的位置，在選擇胃 用之際，以事先求得對應於該應用的前述可變電容器之位 置的最佳値之方式，來調整可變電容器的位置，進行電_ . 處理。 在本發明之第5觀點中，提供一種電腦可讀取記憶媒 φ 體，屬於記憶著在電腦上動作的控制程式之電腦可讀取言己 憶媒體，其特徵爲：使前述控制程式，於實行時，以進行 上述第3或第4方法的方式，來控制感應耦合電漿處理裝 置° [發明效果] 若藉由本發明，因具有複數個天線部，該天線部形成 高頻天線具有各自不同之電場強度分佈的感應電場，在包 含各天線部的天線電路之中的至少一個，設置調節該所連 接的天線電路之阻抗的阻抗調節手段，藉由阻抗調節手段 所致之阻抗調節，來控制複數個天線部的電流値，且控制 形成在處理室內之感應耦合電漿的電漿密度分佈，故不需 要更換高頻天線，且不需要天線更換的勞力和對每個應用 準備天線的成本。並且，因只要藉由阻抗調節來進行複數 個天線部的電流控制，故不存在裝置變大、高成本，或電 力成本提高等之缺點，控制的精度也高。 -9 - 200818996 (7) 【實施方式】 [用以實施發明的最佳形態] 以下參照所附圖面針對本發明之實施形態做說明。第 1圖是表示有關本發明之一實施形態的感應耦合電漿處理 裝置之剖面圖，第2圖是表示運用於該感應耦合電漿處理 裝置的高頻天線之俯視圖。該裝置是運用於例如在FPD 用玻璃基板上形成薄膜電晶體時的金屬膜、ITO膜、氧化 φ 膜等的蝕刻、光阻膜的灰化處理。在此，FPD舉例有：液 晶顯示器（LCD )、發光二極體（LED )顯示器、電激發 光（Electro Luminescence : EL)顯示器、螢光顯示管（ Vacuum Fluorescent Display ·· VFD )、電漿顯示面板（ PDP )等。 該電漿處理裝置，係具有以導電性材料，例如：內壁 面被陽極氧化處理的鋁所形成的角筒形狀的氣密本體容器 1 °該本體容器1是可分解的被組裝，且藉由接地線1 a被 ^ 接地。本體容器1是藉由介電質壁2在上下區劃成天線室 3以及處理室4。因而，介電質壁2是構成處理室4的頂 . 壁。介電質壁2是以A1203等之陶瓷、石英等所構成。 • 在介電質壁2的下側部分，嵌入有處理氣體供給用的 淋浴頭框體11。淋浴頭框體11設成十字狀，成爲由下支 撐著介電質壁2的構造。再者，支撐上述介電質壁2的淋 浴頭框體11’是成爲藉由複數根懸桿（圖未表示），被 吊掛在本體容器1之頂部的狀態。 該淋浴頭框體1 1是以導電性材料，希望爲金屬，例 -10- 200818996 (8) 如不會產生污染物的方式，其內面被陽極氧化處理的鋁所 構成。在該淋浴頭框體11形成有水平延伸的氣體流路12 ，在該氣體流路12，連通有朝向下方延伸的複數個氣體 吐出孔12a。一方面，在介電質壁2的上面中央，是以連 通到該氣體流路12的方式，設有氣體供給管20a。氣體 供給管20a，是從本體容器1的頂部朝其外側貫通，且連 接到包含處理氣體供給源以及閥系統等的處理氣體供給系 φ 統20。因而，在電漿處理中，由處理氣體供給系統20所 供給的處理氣體，是經由氣體供給管20a供給到淋浴頭框 體1 1內’從其下面的氣體供給孔i 2a朝處理室4內吐出 〇 在本體容器1之天線室3的側壁3 a與處理室4的側 壁4a之間，設有朝內側突出的支撐架5，且在該支撐架5 之上載置著介電質壁2。 在天線室3內，是在介電質壁2之上，以面對於介電 Φ 質壁2的方式配設有高頻（RF)天線13。該高頻天線13 是藉由以絕緣材料所形成的間隔件1 7離開介電質壁2。 高頻天線1 3具有：在外側部分緊密配置天線用線的外側 天線部1 3 a、和在內側部分緊密配置天線用線的內側天線 部13b。該等外側天線部13a以及內側天線部13b，如第 2圖所示，構成螺旋狀的多層（四層）天線。再者，多層 天線的構成，可爲內側外側均爲兩層的構成，或者亦可爲 內側兩層、外側四層的構成。 外側天線部13a是以每90°錯開位置且整體爲略矩形 -11 -

200818996 Ο) 狀的方式來配置四個天線用線，其中央部爲空 爲朝各天線用線經由中央的四個端子22a供電 天線用線的外端部，爲了改變天線用線的電壓 設電容器1 8a而連接並接地到天線室3的側壁 介設電容器18a，直接的接地，進而也可在端 部分或天線用線的中途，例如彎曲部100a插J 而且，內側天線部1 3b是在外側天線部之 間，以每90°錯開位置且整體爲略矩形狀的方 個天線用線。並且成爲朝各天線用線經由中央 22b供電。進而，各天線用線的外端部，爲了 線的電壓分佈，故介設電容器1 8 b而連接並接 3的上壁。但亦可不介設電容器1 8b，直接的 也可在端子22b的一部分或天線用線的中途， l〇〇b插入電容器。然後，在內側天線部13b 天線用線與外側天線部1 3 a之最內側的天線用 較大的空間。 在天線室3的中央部附近設有：供電到 13a的四根第1供電構件16a以及供電到內價 、 的四根第2供電構件1 6b (在第1圖中均只圖 各弟1供電構件16a的下端連接在外側天線部 22a ’ 各第2供電構件1 6b的下端連接在內隹 的端子22b。在該等第1及第2供電構件162 介設整合器1 4而連接有局頻電源1 5。高頻調 合器14是連接到供電線1 9， 供電線1 9是 間。並且成 。而且，各 分佈，故介 。但亦可不 子22a的一 I電容器。 中央部的空 式來配置四 的四個端子 改變天線用 地到天線室 接地，進而 例如彎曲部 之最外側的 線之間形成 外側天線部 !1天線部1 3 b 1兩一根）， ;1 3 a的端子 [I]天線部1 3 b i及16b ，是 墜源15及整 在整合器14 -12- 200818996 (10) 的下流側分歧成供電線19a與19b，供電線19a 四根第1供電構件16a， 供電線19b被連接到 供電構件16b。在供電線19a介裝有可變電容器 ，藉由可變電容器21與外側天線部13a構成外 ' 路。一方面，內側天線電路只以內側天線部1 3b * 然後，調節可變電容器21之電容，藉此如後所 外側天線電路的阻抗，就能調整流到外側天線電 φ 天線電路之電流的大小關係。 電漿處理中，從高頻電源1 5朝高頻天線1 3 電場形成用的例如頻率爲13.56MHz的高頻電力 藉由供給高頻電力的高頻天線1 3，在處理室4 感應電場，藉由該感應電場，讓由淋浴頭框體1 的處理氣體電漿化。此時的電漿密度分佈是藉由 電容器21所致之外側天線部1 3 a與內側天線部 抗所控制。 • 在處理室4內之下方，以隔著介電質壁2並 線13對向的方式，設有用以載置LCD玻璃基板 台23。載置台23是以例如表面被陽極氧化處理 成。被載置在載置台23的LCD玻璃基板G，是 夾盤（圖未表示）被吸附保持。 載置台2 3是被收納在絕緣體框2 4內，進一 在中空的支柱2 5是邊維持氣密狀態邊貫通本體 底部，且被支撐於配置在本體容器1外的昇降機 表示），且在基板G之搬入/搬出時，藉由昇降 被連接到 四根第2 21。因而 側天線電 所構成。 述，控制 路與內側 供給感應 ，像這樣 內形成有 1所供給 控制可變 1 3 b之阻 與高頻天 G的載置 的鋁所構 藉由靜電 步被支撐 容器1的 構（圖未 機構朝上 -13- 200818996 (11) 下方向驅動載置台23。再者，在收納載置台23的絕緣體 框24與本體容器1的底部之間，配設有氣密包圍支柱25 的波紋管2 6，藉此即使載置台2 3上下動，亦可保證處理 容器4內的氣密性。而在處理室4的側壁4 a，設有用以 ~ 搬入/搬出基板G的搬入/搬出口 27a以及開關該出入口的 ' 閘閥27。 在載置台23，是藉由設置在中空支柱25內的供電線 φ 25a，且介設整合器28而連接有高頻電源29。該高頻電 源29是在電漿處理中，對載置台23施加偏壓用的高頻電 力，例如頻率爲6MHz的高頻電力。藉由該偏壓用的高頻 電力，產生在處理室4內的電漿中之離子，會有效被引入 到基板G。 進而，在載置台23內，爲了控制基板G的溫度，設 有以陶瓷加熱器等的加熱手段和冷媒流路等所形成的溫度 控制機構、和溫度感測器（均未圖示）。對該等機構或構 φ 件的配管和配線，均通過中空支柱25被導出到本體容器 1外。 在處理室4的底部，是介設排氣管31而連接有包含 真空泵等的排氣裝置30，處理室4是藉由該排氣裝置30 被排氣，電漿處理中，處理室4內設定維持在特定的真空 環境中（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（圖未表示），且設有用來供給以He氣體作爲一 定壓力之熱傳用氣體的He氣體流路4 1。像這樣對基板G -14- 200818996 (12) 的背面側供給熱傳達用氣體，藉此就能在真空下避 G的溫度上昇和溫度變化。 在He氣體流路41連接有He氣體管線42，% 氣體管線42連接有圖未表示的He源。在該He氣 42設有壓力控制閥44，在其下流側設有連繫到He 貯槽47的配管43。在He氣體管線42之配管43 部之下流側設有開關閥45，更在其下流側連接有 線48，在該打開管線48設有釋放閥49。在貯槽 以與設定壓力塡滿基板G之背面側的冷卻空間時 壓力之方式，對貯槽47的容量塡充最佳壓力的He 熱傳達用的He氣體就能快速的從該貯槽47供給到 間。再者，熱傳達用氣體並不限於He氣體，其他 可° 該電漿處理裝置的各構成部，是受到連接於由 形成的控制部5 0所控制的構成。而在控制部5 0連 工程管理者爲了管理電漿處理裝置，執行指示之輸 等的鍵盤、和以可視化來顯示電漿處理裝置之作業 顯示器等所形成的使用者介面51。更在控制部50 :爲了利用控制部5 0的控制來實現以電漿處理裝 行的各種處理的控制程度、和爲了配合處理條件在 理裝置的各構成部實行處理的程度亦即儲存配方的 52。配方可記憶在硬碟和半導體記憶體，也可以 CDROM、DVD等之可搬性的記憶媒體之狀態下， 記憶部5 2的特定位置。進而’也可爲由其他裝置 免基板 E該He 體管線 氣體之 的連接 打開管 47，是 同等的 氣體， 冷卻空 氣體亦 電腦所 接有： 入操作 狀況的 連接有 置所實 電漿處 記憶部 收容在 設定在 ，例如 -15- 200818996 (13) 經由專用線路而適當傳送配合。然後，配合需要，利用來 自使用者介面5 1的指示等，從記憶部52叫出任意的配方 而於控制部5 0實行，在控制部5 〇的控制下，在電漿處理 裝置進行所希望的處理。 其次’針對高頻天線1 3的阻抗控制做說明。第3圖 是表示高頻天線13之供電電路的圖。如該圖所示，來自 高頻電源1 5的高頻電力是經由整合器1 4供給到外側天線 φ 電路6 1 a與內側天線電路6 1 b。在此，因外側天線電路 6 1 a是以外側天線部1 3 a與可變電容器2 1所構成，故外 側天線電路61a的阻抗Ζ。"是藉由調節可變電容器21的 位置來改變其電容，就能令其改變。一方面，內側天線電 路61b只由內側天線部13b所形成，其阻抗Ζιη爲固定。 此時，外側天線電路61a的電流Uu t是對應於阻抗 的變化而改變。然後，內側天線電路61b的電流Iin是對 應於Z。^與Zin的比率而改變。於第4圖所示此時之IQut ^ 及的變化。如該圖所示，藉由可變電容器2 1的電容調 節而使Z。^改變，藉此就能自如的改變外側天線電路6 1 a . 的電流I〇ut與內側天線電路61b的電流Ιιη。因此，能控 . 制流到外側天線部1 3 a的電流與流到內側天線部1 3 b的電 流，藉此就能控制電漿密度分佈。 其次，針對使用如下所構成的感應耦合電漿飩刻裝置 ’對LCD玻璃基板G施行電漿蝕刻裝置時的處理動作做 說明。 首先，以打開閘閥27的狀態，藉由該等搬送機構（ -16- 200818996 (14) 圖未表示）將基板G搬入到處理室4內，載置在載置台 23的載置面之後，藉由靜電夾盤（圖未表示）將基板G 固定在載置台23上。其次，在處理室4內來自處理氣 體供給系統2 0的處理氣體，從淋浴頭框體1 1的氣體吐出 孔12a吐出到處理室4內，並且藉由排氣裝置30，經由 ' 排氣管3 1在處理室4內進行真空排氣，藉此將處理室內 例如維持在0.66〜26.6Pa左右的壓力環境。 φ 並且此時在基板G之背面側的冷卻空間，爲了避免 基板G的溫度上昇和溫度變化，經由He氣體管線42、 He氣體流路41，供給He氣體作爲熱傳達用氣體。此時 ，以往雖是從氣體鋼瓶直接對He氣體管線42供給He氣 體，利用壓力控制閥來控制壓力，但隨著基板大型化’氣 體管線的距離因裝置大型化變長，以氣體所塡滿的空間容 量增大，雖然由氣體供給完成調壓前的時間變長’但在此 ，是在壓力控制閥44的下流側設置He氣體的貯槽47， • 因於此事先塡充He氣體，故能以極短時間進行調壓。亦 即，在對基板G的背面供給熱傳達用氣體的He氣體之際 ，先從貯槽47供給He氣體，從來自習知氣體鋼瓶的管線 塡補不足份，藉此即可於瞬間得到接近設定壓力的壓力， 並因介設壓力控制閥所塡補的氣體量亦爲微量，故可於極 短時間內完成調壓。此時，塡充於貯槽47的氣體壓力， 是以與設定壓力塡滿冷卻空間時同等之方式，對貯槽47 的容量形成最佳的壓力爲佳。再者，使氣體塡充於貯槽 47的動作，是在不影響基板G之搬送時等、基板處理時 -17- 200818996 (15) 間之時進行爲佳。 其次，由高頻電源15將例如13.56MHz的高頻施加 於高頻天線1 3，藉此經由介電質壁2於處理室4內形成 均勻的感應電場。藉由如此所形成的感應電場，在處理室 ~ 4內讓處理氣體電漿化，產生高密度的感應耦合電漿。 ' 此時，高頻天線1 3，係如上所述，具有：在外側部 分緊密配置天線用線的外側天線部1 3 a、和在內側部分緊 φ 密配置天線用線的內側天線部1 3b的構造，在外側天線部 1 3 a連接可變電容器2 1，並因可進行外側天線電路6 1 a的 阻抗調節，故如第4圖模式所示，可自如地改變外側天線 電路61a的電流Uut與內側天線電路61b的電流Iin。因 此，調節可變電容器2 1的位置，藉此就能控制流到外側 天線部13a的電流與流電內側天線部13b的電流。感應耦 合電漿雖是在高頻天線13正下方的空間產生電漿，但由 於在此時之各位置的電漿密度，與在各位置的電場強度成 φ 正比，因此像這樣來控制流到外側天線部1 3 a的電流與流 到內側天線部1 3b的電流，藉此就能控制電漿密度分佈。 此時，對每個應用掌握最佳的電漿密度分佈，將可事 先得到該電漿密度分佈的可變電容器21的位置設定在記 憶部52，藉此就能利用控制部50選擇最適合每個應用的 可變·電容器21的位置來進行電漿處理。 如此一來因能藉由可變電容器21所致之阻抗控制來 控制電漿密度分佈，故不需要更換天線，且不需要天線更 換的勞力和對每個應用準備天線的成本。並且能藉由可變 -18- 200818996 (16) 電容器2 1的位置調節來進行極細的電流控制，就能控制 成配合應用得到最佳的電槳密度分佈。進而，不使用複數 個高頻電源，或分配高頻電力的功率，因只是藉由可變電 容器2 1來進行阻抗調整而進行外側天線部1 3 a與內側天 線部的電流控制，故並不存在裝置過大、高成本，或者電 力成本高等的缺點，控制精度亦比使用複數個高頻電源或 分配功率的情形還高。 其次，使用第1圖所示的裝置，測定實際改變可變電 容器21的位置之際的外側天線部13 a與內側天線部13 b 之電流値的變化。第5圖是表示此時可變電容器2 1的位 置與外側天線部1 3 a以及內側天線部1 3 b之電流値關係的 圖。在此，可變電容器21的位置0〜100%，相當於100 〜5 OOpF的電容變化。如第5圖所示，確認改變可變電容 器2 1的位置，藉此就能改變外側天線部1 3 a與內側天線 部13b的電流値。具體上，可變電容器21的位置達50% ，外側天線部1 3 a電流値比內側天線部1 3 b還大，在5 0 %大致相同，一旦超過50%相反地內側天線部13b電流 値比外側天線部1 3 a還大。 像這樣在藉由可變電容器21進行阻抗調節的各條件 中，掌握使用〇2氣體（灰化條件）產生電漿之際的電漿 發光狀態。其結果，在外側天線部1 3 a的電流値爲較大的 可變電容器21的位置爲30%時，外側發光強度較強，在 外側天線部13a與內側天線部13b的電流値爲同等的50 %時，外側與內側發光強度大致同等，在內側天線部1 3b -19- 200818996 (17) 的電流値爲較大的100%時，內側發光強度較強。亦即， 確認藉由可變電容器21所致之阻抗調節’就能控制外側 天線部1 3 a與內側天線部1 3的電流値’其電流値狀態與 電漿狀態一致。亦即，確認藉由可變電容器所致的阻抗控 _ 制，就能控制電漿狀態。 其次，可變電容器的位置爲2 0 %、5 0 %、1 0 0 %，於 第6圖表示測定有關各位置使用〇 2氣體（灰化條件）產 φ 生氣體之際的電子密度分佈之結果。如該圖所示’確認藉 由可變電容器2 1所致的阻抗控制，也能控制電子密度分 佈（電漿密度分佈）。 其次，針對使用組裝可變電容器2 1之第1圖所示的 裝置，改變可變電容器21的位置，對玻璃基板進行灰化 處理的結果做說明。在此，讓可變電容器2 1的位置在20 〜1 0 0 %的範圍做1 0段變化’針對玻璃基板的中心一處、 邊緣三處、中間位置一處之合計五處來測定灰化速率。再 φ. 者，灰化條件爲〇2氣體流量：750mL/min(sccm)、壓 力：2.67Pa(2 0mToi:r)、高頻功率·· 6kW。於第7圖表 示其結果。並於第8圖表示測定此時灰化率的部分。再者 ，邊緣的灰化率是表示三處的最大値與最小値。如第7圖 所示’根據本發明進行可變電容器所致之阻抗調節’並進 行外側部分與內側部分之電漿密度分佈的控制，藉此就能 進行灰化率之均勻性高的灰化處理。在此例的情形下’可 變電容器 21的位置爲3 6 %時，灰化率的平均値爲 2 6 0.7nm，誤差爲±6.2%，即可得到良好的均勻性。 -20- 200818996 (18) 同樣的，確認在使用氟系氣體之鎢等的高熔點金屬膜 的餓刻中，當可變電容器21的位置爲40%時，可得到良 好的均勻性。因此，在同一處理真空室，進行鎢等之高熔 點金屬膜的蝕刻處理之後，接連實施進行光阻之灰化處理 ' 等不同之應用的情況下，除了對應於各應用之氣體和壓力 等之習知處理條件的變更以外，選擇事先求得的每個應用 之最佳的可變電容器21的位置之後，進行各應用的處理 φ ，藉此連同一處理真空室的處理，都能得到具有良好均勻 性的製造特性。 再者，上述實施形態中，雖在100〜5 00pF的範圍使 用可變電容器，但接地於天線用線外端的電容器1 8a、 1 8b之値，或在天線用線中途插入電容器的情況下，藉由 選擇適合該電容器之値，就能變更對電漿密度分佈控制有 效的可變電容器之可變範圍，例如只要在 10〜2000pF之 範圍的一部分或全部的區域爲可變的電容器，就能充分的 ⑩ 應用。 再者，本發明並不限於上述實施形態，可爲各種變形 。例如，在上述實施形態中，雖爲表示將可變電容器連接 在外側天線部的範例，但並不限於此，如第9圖所示’也 可在內側天線部1 3b側設置可變電容器2 1 ’。此時，調節 可變電容器2 1’的位®就能改變其電容，藉此還可改變內 側天線電路61 b的阻抗Ζιη，藉此，可如第1 〇圖改變外側 天線電路61a的電流1。^與內側天線電路61b的電流Iin -21 - 200818996 (19) 並且高頻天線的構造並不限於上述構造，可採用具有 同樣功能的其他各種圖案者。並且在上述實施形態中，雖 是將高頻天線分爲：在外側形成電漿的外側天線部與在內 側形成電漿的內側天線部，但未必要分成外側與內側，可 ' 採用各種分法。進而，不限於分在形成電漿之位置不同的 _ 天線部之情形，也可爲分在電漿分佈特性不同的天線部。 另又在上述實施形態中，雖是針對將高頻天線分爲外側與 φ 內側之兩個的情形來表示，但也可分爲三個以上。例如， 可列舉分爲：外側部分、中央部分與該些的中間部分之三 個。 進而，雖爲了調整阻抗設置可變電容器，但也可爲可 變線圈等其他的阻抗調整手段。 另又，雖針對將本發明應用於灰化裝置的表形來表示 ，但並不限於灰化裝置，可應用在飩刻、CVD成膜等其 他的電漿處理裝置。另又，雖使用FPD基板作爲被處理 φ 基板，但本發明並不限於此，也可應用於處理半導體晶圓 等其他基板的情形。 【圖式簡單說明】 弟1圖是表不有關本發明之一*實施形態的感應親合電 漿處理裝置的剖面圖。 第2圖是表示應用於第1圖之感應耦合電漿處理裝置 之高頻天線的俯視圖。 第3圖是表示應用於第1圖之感應耦合電漿處理裝置 -22- 200818996 (20) 之高頻天線的供給電路之® ° 第4圖是表示隨著第3圖之供電電路的阻抗變化之外 側天線電路的電流以及內側天線電路的電流1^之變 化的圖。 第5圖是表示隨著第3圖之供電電路的阻抗變化之外 側天線電路的電流hut以及內側天線電路的電流Iin之變 化的圖。 φ 第6圖是表示使用第1圖所示的裝置，測定實際上改 變可變電容器之位置來產生電漿時的電子密度分佈之結果 的圖。 第7圖是表示使用第1的裝置，改變可變電容器之位 置時的玻璃基板之灰化率的結果之圖。 第8圖是表示隨著第7圖之供電電路的阻抗變化之外 側天線電路的電流I〇Ut以及內側天線電路的電流Iin之變 化的圖。 • 第9圖是表示高頻天線的供電電路的其他例的圖。 第10圖是表示隨著第9圖之供電電路的阻抗變化之 外側天線電路的電流I〇ut以及內側天線電路的電流Iin之 變化的圖。 【主要元件符號之說明】 1 :本體容器 2:介電質壁（介電質構件） 3 :天線室 -23- 200818996 (21) 4 _·處理室 1 3 :高頻天線 1 3 a :外側天線部 13b :內側天線部 _ 14 :整合器 1 5 :高頻電源 1 6 a、1 6 b :供電構件 φ 20 :處理氣體供給系統 21 :可變電容器 2 3 ·載置台 3 0 :排氣裝置 t 5 0 :控制部 5 1 :使用者介面 52 :記憶部 6 1 a :外側天線電路 _ 6 1 b :內側天線電路 G :基板 -24-

Claims (1)

1. 200818996 (1) 十、申請專利範圍 i 一種感應耦合電漿處理裝置，其特徵爲： 具備： 收容被處理基板並施行電漿處理的處理室；和 在前述處理室內載置有被處理基板的載置台；和 " 對前述處理室內供給處理氣體的處理氣體供給系統； 和 φ 在前述處理室內進行排氣的排氣系統；和 具有複數個天線部的高頻天線，該高頻天線是介設介 電質構件而配置在前述處理室之外部，且供給高頻電力， 藉此在前述處理室內形成具有各自不同之電場強度分佈的 感應電場；和 連接於包含前述各天線部的天線電路之中的至少一個 ’來調節該連接的天線電路之阻抗的阻抗調節手段， 藉由前述阻抗調節手段所致之阻抗調節，來控制前述 # 複數個天線部的電流値，且控制形成在前述處理室內之感 應耦合電漿的電漿密度分佈。 2·如申請專利範圍第1項所記載的感應耦合電漿處 理裝置，其中， 前述阻抗調節手段具有可變電容器。 3.如申請專利範圍第1或第2項所記載的感應耦合 電漿處理裝置，其中， 更具有事先設定爲可對每個應用得到最佳的電漿密度 分佈之前述阻抗調節手段的調節參數，在選擇特定應用之 -25- 200818996 (2) 際，以事先設定對應於該應用的前述阻抗調節手段之調節 參數的最佳値之方式，.來控制前述阻抗調節手段的控制手 段。 4. 一種感應耦合電漿處理裝置，其特徵爲： 具備'· * 收容被處理基板並施行電漿處理的處理室；和 在前述處理室內載置有被處理基板的載置台；和 φ 對前述處理室內供給處理氣體的處理氣體供給系統； 和 在前述處理室內進行排氣的排氣系統；和 介設介電質構件而配置在前述處理室之上方，且供給 高頻電力，藉此在前述處理室內具有：主要在外側部分形 成感應電場之外側天線部與主要在內側部分形成感應電場 之內側天線部的高頻天線；和 連接在前述外側天線部與前述內側天線部之一方的可 _ 變電容器， 藉由調節前述可變電容器之電容，來調整包含前述外 側天線部的外側天線電路以及包含前述内側天線部的內側 天線電路之任一個的阻抗，以控制前述外側天線部以及前 述內側天線部的電流値，且控制形成在前述處理室內之感 應耦合電漿的電漿密度分佈。 5 ·如申請專利範圍第4項所記載的感應耦合電漿處 理裝置，其中， 前述外側天線部係在對應於前述處理室之外側部分的 -26- 200818996 (3) 位置，緊密地配置天線用線，前述內側天線部係在對應於 前述處理室之內側部分的位置，緊密地配置天線用線。 6·如申請專利範圍第4或第5項所記載的感應耦合 電漿處理裝置，其中， 前述外側天線部及內側天線部，是具有複數個天線用 線的多層天線。 7·如申請專利範圍第4至第6項之任一項所記載的 φ 感應耦合電漿處理裝置，其中， 更具有事先設定爲可對每個應用得到最佳的電漿密度 分佈之前述可變電容器的位置，在選擇特定應用之際，以 事先設定對應於該應用的前述可變電容器之位置的最佳値 之方式，來控制可變電容器之位置的控制手段。 8. —種感應耦合電漿處理方法，其特徵爲： 將基板載置在設於處理室之內部的載置台，且將具有 複數個天線部的高頻天線，介設介電質構件而設置在處理 φ 室之外部，並供給高頻電力，藉此在前述處理室內形成具 有各自不同之電場強度分佈的感應電場，對處理室內供給 處理氣體，並且邊對前述高頻天線供給高頻電力、邊調節 包含前述各天線部的天線電路之中的至少一個阻抗，來控 制前述複數個天線部的電流値，且控制形成在前述處理室 內之感應耦合電漿的電漿密度分佈。 9. 如申請專利範圍第8項所記載的感應耦合電漿處 理方法，其中， 以調整前述阻抗的天線電路，事先求得可對每個應用 -27- 200818996 (4) 得到最佳的電漿密度分佈之阻抗的調節參數，在選擇特定 應用之際，以事先求得對應於該應用之前述調節參數的最 佳値的方式，來進行電漿處理。 10. —種感應耦合電漿處理方法，其特徵爲： * 將基板載置在設於處理室之內部的載置台，在處理室 ' 之外部介設介電質構件而設置高頻天線，且供給高頻電力 ，藉此在前述處理室內具有：主要在外側部分形成感應電 Φ 場之外側天線部與主要在內側部分形成感應電場之內側天 線部，在包含前述外側天線部的外側天線電路以及包含前 述内側天線部的內側天線電路之任一個設置可變電容器， 對前述處理室內供給處理氣體，並且邊對前述高頻天線供 給高頻電力、邊調節前述可變電容器之電容，藉此調節該 天線電路的阻抗，來控制前述外側天線部以及前述內側天 線部的電流値，且控制形成在前述處理室內之感應耦合電 漿的電漿密度分佈。 • 11.如申請專利範圍第1 〇項所記載置的感應耦合電 漿處理方法，其中， 事先求得可對每個應用得到最佳的電漿密度分佈之前 述可變電容器的位置，在選擇特定應用之際，以事先求得 對應於該應用的前述可變電容器之位置的最佳値之方式， 來調整可變電容器的位置，進行電漿處理。 12. —種電腦可讀取記憶媒體，屬於記憶著在電腦上 動作的控制程式之電腦可讀取記憶媒體，其特徵爲： 使前述控制程式，於實行時，以進行申請專利範圍第 -28- 200818996 (5) 8至第1 1項之任一項之方法的方式，來控制感應耦合電漿 處理裝置。

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