特許 5894785 誘導結合プラズマ用アンテナユニットおよび誘導結合プラズマ処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5894785

(24)【登録日】2016年3月4日

(45)【発行日】2016年3月30日

(54)【発明の名称】誘導結合プラズマ用アンテナユニットおよび誘導結合プラズマ処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20160317BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20160317BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20160317BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20160317BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/302 101C

   H05H1/46 L

   H01L21/205

   H01L21/31 C

【請求項の数】28

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2011-277162(P2011-277162)

(22)【出願日】2011年12月19日

(65)【公開番号】特開2013-128054(P2013-128054A)

(43)【公開日】2013年6月27日

【審査請求日】2014年9月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099944

【弁理士】

【氏名又は名称】高山 宏志

(72)【発明者】

【氏名】東条 利洋

【審査官】 正山 旭

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−１１５７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７７８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２８５５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５６３７９６１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３１１１８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０５Ｈ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板をプラズマ処理する誘導結合プラズマをプラズマ処理装置の処理室内に生成するための高周波アンテナを有する誘導結合プラズマ用アンテナユニットであって、
前記高周波アンテナは、
第１の高周波電力が供給されて誘導電界を形成する渦巻き状をなす第１のアンテナと、
前記第１の渦巻き状アンテナと同心状に設けられ、第２の高周波電力が供給されて誘導電界を形成する渦巻き状をなす第２のアンテナと、
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナとの間に配置され、電気的に接地された状態またはフローティング状態であり、かつ閉回路を構成し、前記第１のアンテナによって形成される磁場と前記第２のアンテナによって形成される磁場とを分離する、導電性材料で構成された分離部材と
を有することを特徴とする誘導結合プラズマ用アンテナユニット。

【請求項2】

前記第１および第２のアンテナの少なくとも一つは、複数のアンテナ線が渦巻き状に巻回されてなる多重アンテナを構成し、前記複数のアンテナ線が、周方向に所定角度ずつずらすようにして配置されていることを特徴とする請求項１に記載の誘導結合プラズマ用アンテナユニット。

【請求項3】

前記基板は矩形状をなし、前記第１および第２のアンテナは、矩形状の基板に対応する額縁状をなすことを特徴とする請求項２に記載の誘導結合プラズマ用アンテナユニット。

【請求項4】

前記第１および第２のアンテナの少なくとも一つは、基板の互いに異なる部分に対応する複数の領域を有し、これら複数の領域に独立して高周波電力が供給されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の誘導結合プラズマ用アンテナユニット。

【請求項5】

前記第１および第２のアンテナに給電するための高周波電源に接続された、整合器から前記第１および第２のアンテナに至る給電経路を有する給電部を有し、前記各アンテナと各給電部を含む第１および第２のアンテナ回路が形成され、前記第１および第２のアンテナ回路のうち少なくとも一つのインピーダンスを制御し、もって前記各アンテナの電流値を制御するインピーダンス制御手段とをさらに有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の誘導結合プラズマ用アンテナユニット。

【請求項6】

基板をプラズマ処理する誘導結合プラズマをプラズマ処理装置の処理室内に生成するための高周波アンテナを有する誘導結合プラズマ用アンテナユニットであって、
前記高周波アンテナは、
高周波電力が供給されて誘導電界を形成する渦巻き状をなす複数のアンテナと、
前記複数のアンテナのうち隣接するものの間に配置され、電気的に接地された状態またはフローティング状態であり、かつ閉回路を構成し、前記隣接するアンテナによってそれぞれ形成される磁場を分離する、導電性材料で構成された少なくとも一つの分離部材と
を有することを特徴とする誘導結合プラズマ用アンテナユニット。

【請求項7】

高周波電源から整合器を経て分岐され、各アンテナに電力を供給する給電路と、前記給電路を介して前記複数のアンテナへ流れる電流値を制御するインピーダンス制御手段とをさらに有することを特徴とする請求項６に記載の誘導結合プラズマ用アンテナユニット。

【請求項8】

前記複数のアンテナは同心状に配置され、前記分離部材はこれら複数のアンテナの間の少なくとも一つに配置されることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の誘導結合プラズマ用アンテナユニット。

【請求項9】

前記複数のアンテナは並列に配置され、前記分離部材は、前記複数のアンテナのうち隣接するものの間の少なくとも一つに配置されることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の誘導結合プラズマ用アンテナユニット。

【請求項10】

前記分離部材は連続した環状に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の誘導結合プラズマ用アンテナユニット。

【請求項11】

前記分離部材は、複数の部分に分割され、これら複数の部分のうち分離する効果を高めたい領域に対応する部分についてコンデンサを介して接地するようにしたことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の誘導結合プラズマ用アンテナユニット。

【請求項12】

前記分離部材は矩形状をなし、前記複数の部分として辺ごとに分割され、前記分離する効果を高めたい領域に対応する辺についてコンデンサを介して接地するようにしたことを特徴とする請求項１１に記載の誘導結合プラズマ用アンテナユニット。

【請求項13】

前記分離部材は、複数の部分を有し、これら複数の部分はそれぞれ接地され、これら複数の部分のうち一部を取り外して接地ラインを介して閉回路を形成することが可能に構成されていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の誘導結合プラズマ用アンテナユニット。

【請求項14】

前記分離部材は矩形状をなし、コーナー部分および辺中央部分に分割されており、これらが前記複数の部分となることを特徴とする請求項１３に記載の誘導結合プラズマ用アンテナユニット。

【請求項15】

基板を収容してプラズマ処理を施す処理室と、
前記処理室内で基板が載置される載置台と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室内に誘導結合プラズマを生成するための高周波アンテナを有するアンテナユニットと、
前記高周波アンテナに高周波電力を供給する高周波電力供給手段と
を具備し、
前記高周波アンテナは、
第１の高周波電力が供給されて誘導電界を形成する渦巻き状をなす第１のアンテナと、
前記第１の渦巻き状アンテナと同心状に設けられ、第２の高周波電力が供給されて誘導電界を形成する渦巻き状をなす第２のアンテナと、
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナとの間に配置され、電気的に接地された状態またはフローティング状態であり、かつ閉回路を構成し、前記第１のアンテナによって形成される磁場と前記第２のアンテナによって形成される磁場とを分離する、導電性材料で構成された分離部材と
を有することを特徴とする誘導結合プラズマ処理装置。

【請求項16】

前記第１および第２のアンテナの少なくとも一つは、複数のアンテナ線が渦巻き状に巻回されてなる多重アンテナを構成し、前記複数のアンテナ線が、周方向に所定角度ずつずらすようにして配置されていることを特徴とする請求項１５に記載の誘導結合プラズマ処理装置。

【請求項17】

前記基板は矩形状をなし、前記第１および第２のアンテナは、矩形状の基板に対応する額縁状をなすことを特徴とする請求項１６に記載の誘導結合プラズマ処理装置。

【請求項18】

前記第１および第２のアンテナの少なくとも一つは、基板の互いに異なる部分に対応する複数の領域を有し、これら複数の領域に独立して高周波電力が供給されることを特徴とする請求項１５から請求項１７のいずれか１項に記載の誘導結合プラズマ処理装置。

【請求項19】

前記高周波電力供給手段は一つの高周波電源および整合器を有し、前記アンテナユニットは、前記高周波電源に接続された、整合器から前記第１および第２のアンテナに至る給電経路を有する給電部を有し、前記各アンテナと各給電部を含む第１および第２のアンテナ回路が形成され、前記第１および第２のアンテナ回路のうち少なくとも一つのインピーダンスを調整し、もって前記各アンテナの電流値を制御するインピーダンス制御手段とをさらに有することを特徴とする請求項１５から請求項１８のいずれか１項に記載の誘導結合プラズマ処理装置。

【請求項20】

基板を収容してプラズマ処理を施す処理室と、
前記処理室内で基板が載置される載置台と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記処理室内を排気する排気系と、
前記処理室内に誘導結合プラズマを生成するための高周波アンテナを有するアンテナユニットと、
前記高周波アンテナに高周波電力を供給する高周波電力供給手段と
を具備し、
前記高周波アンテナは、
高周波電力が供給されて誘導電界を形成する渦巻き状をなす複数のアンテナと、
前記複数のアンテナのうち隣接するものの間に配置され、電気的に接地された状態またはフローティング状態であり、かつ閉回路を構成し、前記隣接するアンテナによってそれぞれ形成される磁場を分離する、導電性材料で構成された少なくとも一つの分離部材と
を有することを特徴とする誘導結合プラズマ処理装置。

【請求項21】

前記高周波電力供給手段は一つの高周波電源および整合器を有し、前記アンテナユニットは、前記高周波電源から前記整合器を経て分岐され、各アンテナに電力を供給する給電路と、前記給電路を介して前記複数のアンテナへ流れる電流値を制御するインピーダンス制御手段とをさらに有することを特徴とする請求項２０に記載の誘導結合プラズマ処理装置。

【請求項22】

前記複数のアンテナは同心状に配置され、前記分離部材はこれら複数のアンテナの間の少なくとも一つに配置されることを特徴とする請求項２０または請求項２１に記載の誘導結合プラズマ処理装置。

【請求項23】

前記複数のアンテナは並列に配置され、前記分離部材は、前記複数のアンテナのうち隣接するものの間の少なくとも一つに配置されることを特徴とする請求項２０または請求項２１に記載の誘導結合プラズマ処理装置。

【請求項24】

前記分離部材は連続した環状に形成されていることを特徴とする請求項１５から請求項２３のいずれか１項に記載の誘導結合プラズマ処理装置。

【請求項25】

前記分離部材は、複数の部分に分割され、これら複数の部分のうち分離する効果を高めたい領域に対応する部分についてコンデンサを介して接地するようにしたことを特徴とする請求項１５から請求項２３のいずれか１項に記載の誘導結合プラズマ処理装置。

【請求項26】

前記分離部材は矩形状をなし、前記複数の部分として辺ごとに分割され、前記分離する効果を高めたい領域に対応する辺についてコンデンサを介して接地するようにしたことを特徴とする請求項２５に記載の誘導結合プラズマ処理装置。

【請求項27】

前記分離部材は、複数の部分を有し、これら複数の部分はそれぞれ接地され、これら複数の部分のうち一部を取り外して接地ラインを介して閉回路を形成することが可能に構成されていることを特徴とする請求項１５から請求項２３のいずれか１項に記載の誘導結合プラズマ処理装置。

【請求項28】

前記分離部材は矩形状をなし、コーナー部分および辺中央部分に分割されており、これらが前記複数の部分となることを特徴とする請求項２７に記載の誘導結合プラズマ処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）製造用のガラス基板等の被処理基板に誘導結合プラズマ処理を施す際に用いられる誘導結合プラズマ用アンテナユニットおよびそれを用いた誘導結合プラズマ処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

液晶表示装置（ＬＣＤ）等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）製造工程においては、ガラス製の基板にプラズマエッチングや成膜処理等のプラズマ処理を行う工程が存在し、このようなプラズマ処理を行うためにプラズマエッチング装置やプラズマＣＶＤ装置等の種々のプラズマ処理装置が用いられる。プラズマ処理装置としては従来、容量結合プラズマ処理装置が多用されていたが、近時、高真空度で高密度のプラズマを得ることができるという大きな利点を有する誘導結合プラズマ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ：ＩＣＰ）処理装置が注目されている。

【0003】

誘導結合プラズマ処理装置は、被処理基板を収容する処理容器の天壁を構成する誘電体窓の上側に高周波アンテナを配置し、処理容器内に処理ガスを供給するとともにこの高周波アンテナに高周波電力を供給することにより、処理容器内に誘導結合プラズマを生じさせ、この誘導結合プラズマによって被処理基板に所定のプラズマ処理を施すものである。高周波アンテナとしては、渦巻き状をなす環状アンテナが多用されている。

【0004】

平面環状アンテナを用いた誘導結合プラズマ処理装置では、処理容器内の平面アンテナ直下の空間にプラズマが生成されるが、その際に、アンテナ直下の各位置での電界強度に応じて高プラズマ密度領域と低プラズマ密度領域の分布を持つことから、平面環状アンテナのパターン形状がプラズマ密度分布を決める重要なファクターとなっており、平面環状アンテナの疎密を調整することにより、誘導電界を均一化し、均一なプラズマを生成している。

【0005】

そのため、径方向に間隔をおいて内側部分と外側部分の２つの環状アンテナを有するアンテナユニットを設け、これらのインピーダンスを調整してこれら２つの環状アンテナ部の電流値を独立して制御し、それぞれの環状アンテナ部により発生するプラズマが拡散により形成する密度分布の重ね合わさり方を制御することにより、誘導結合プラズマの全体としての密度分布を制御する技術が提案されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００７−３１１１８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、このような内側部分と外側部分の２つの環状アンテナを有するアンテナユニットを用いた場合に、これらの間のアンテナの存在しない部分においてプラズマ処理レートが高くなる傾向が現れることがあり、これらアンテナ部の電流を制御しても改善できないことがある。

【0008】

このようなことは、特許文献１のような２つの環状アンテナを有するアンテナユニットに限らず、渦巻き状アンテナを隣接して配置した場合には、その間において生ずる場合がある。

【0009】

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、複数の渦巻き状をなすアンテナを隣接して設けた高周波アンテナを設けた場合に、良好なプラズマ制御性を確保することができる誘導結合プラズマ用アンテナユニットおよびそれを用いた誘導結合プラズマ処理装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、基板をプラズマ処理する誘導結合プラズマをプラズマ処理装置の処理室内に生成するための高周波アンテナを有する誘導結合プラズマ用アンテナユニットであって、前記高周波アンテナは、第１の高周波電力が供給されて誘導電界を形成する渦巻き状をなす第１のアンテナと、前記第１の渦巻き状アンテナと同心状に設けられ、第２の高周波電力が供給されて誘導電界を形成する渦巻き状をなす第２のアンテナと、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナとの間に配置され、電気的に接地された状態またはフローティング状態であり、かつ閉回路を構成し、前記第１のアンテナによって形成される磁場と前記第２のアンテナによって形成される磁場とを分離する、導電性材料で構成された分離部材とを有することを特徴とする誘導結合プラズマ用アンテナユニットを提供する。

【0011】

本発明の第２の観点では、基板をプラズマ処理する誘導結合プラズマをプラズマ処理装置の処理室内に生成するための高周波アンテナを有する誘導結合プラズマ用アンテナユニットであって、前記高周波アンテナは、高周波電力が供給されて誘導電界を形成する渦巻き状をなす複数のアンテナと、前記複数のアンテナのうち隣接するものの間に配置され、電気的に接地された状態またはフローティング状態であり、かつ閉回路を構成し、前記隣接するアンテナによってそれぞれ形成される磁場を分離する、導電性材料で構成された少なくとも一つの分離部材とを有することを特徴とする誘導結合プラズマ用アンテナユニットを提供する。

【0012】

本発明の第３の観点では、基板を収容してプラズマ処理を施す処理室と、前記処理室内で基板が載置される載置台と、前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、前記処理室内を排気する排気系と、前記処理室内に誘導結合プラズマを生成するための高周波アンテナを有するアンテナユニットと、前記高周波アンテナに高周波電力を供給する高周波電力供給手段とを具備し、前記高周波アンテナは、第１の高周波電力が供給されて誘導電界を形成する渦巻き状をなす第１のアンテナと、前記第１の渦巻き状アンテナと同心状に設けられ、第２の高周波電力が供給されて誘導電界を形成する渦巻き状をなす第２のアンテナと、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナとの間に配置され、電気的に接地された状態またはフローティング状態であり、かつ閉回路を構成し、前記第１のアンテナによって形成される磁場と前記第２のアンテナによって形成される磁場とを分離する、導電材料で構成された分離部材とを有することを特徴とする誘導結合プラズマ処理装置を提供する。

【0013】

本発明の第４の観点では、基板を収容してプラズマ処理を施す処理室と、前記処理室内で基板が載置される載置台と、前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、前記処理室内を排気する排気系と、前記処理室内に誘導結合プラズマを生成するための高周波アンテナを有するアンテナユニットと、前記高周波アンテナに高周波電力を供給する高周波電力供給手段とを具備し、前記高周波アンテナは、高周波電力が供給されて誘導電界を形成する渦巻き状をなす複数のアンテナと、前記複数のアンテナのうち隣接するものの間に配置され、電気的に接地された状態またはフローティング状態であり、かつ閉回路を構成し、前記隣接するアンテナによってそれぞれ形成される磁場を分離する、導電性材料で構成された少なくとも一つの分離部材とを有することを特徴とする誘導結合プラズマ処理装置を提供する。

【0014】

上記第１の観点および第３の観点において、前記第１および第２のアンテナの少なくとも一つは、複数のアンテナ線が渦巻き状に巻回されてなる多重アンテナを構成し、前記複数のアンテナ線が、周方向に所定角度ずつずらすようにして配置されている構成とすることができる。この場合に、前記基板は矩形状をなし、前記第１および第２のアンテナは、矩形状の基板に対応する額縁状をなすようにすることが好ましい。

【0015】

前記第１および第２のアンテナの少なくとも一つは、基板の互いに異なる部分に対応する複数の領域を有し、これら複数の領域に独立して高周波電力が供給される構成とすることもできる。

【0016】

高周波電源に接続された、整合器から前記第１および第２のアンテナに至る給電経路を有する給電部を有し、前記各アンテナと各給電部を含む第１および第２のアンテナ回路が形成され、前記第１および第２のアンテナ回路のうち少なくとも一つのインピーダンスを制御し、もって前記各アンテナの電流値を制御するインピーダンス制御手段とをさらに有することが好ましい。

【0017】

上記第２の観点および第４の観点において、高周波電源から整合器を経て分岐され、各アンテナに電力を供給する給電路と、前記給電路を介して前記複数のアンテナへ流れる電流値を制御するインピーダンス制御手段とをさらに有する構成とすることができる。

【0018】

前記複数のアンテナは同心状に配置され、前記分離部材はこれら複数のアンテナの間の少なくとも一つに配置されてもよいし、前記複数のアンテナは並列に配置され、前記複数のアンテナのうち隣接するものの間の少なくとも一つに配置されてもよい。

【0019】

上記第１の観点から第４の観点において、前記分離部材は連続した環状に形成されたものとすることができる。

【0020】

また、前記分離部材は、複数の部分に分割され、これら複数の部分のうち分離する効果を高めたい領域に対応する部分についてコンデンサを介して接地するようにすることができる。具体例としては、前記分離部材は矩形状をなし、前記複数の部分として辺ごとに分割され、前記分離する効果を高めたい領域に対応する辺についてコンデンサを介して接地するようにすることを挙げることができる。

【0021】

さらに、前記分離部材は、複数の部分を有し、これら複数の部分はそれぞれ接地され、これら複数の部分のうち一部を取り外して接地ラインを介して閉回路を形成することが可能に構成することができる。具体例としては、前記分離部材は矩形状をなし、コーナー部分および辺中央部分に分割されており、これらが前記複数の部分となるものを挙げることができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、高周波電力が供給されて誘導電界を形成する渦巻き状をなす第１および第２のアンテナ間に、分離部材を配置する。分離部材は、電気的に接地された状態またはフローティング状態であり、かつ閉回路を構成し、第１のアンテナによって形成される磁場と第２のアンテナによって形成される磁場とが重なり合って生じる両者で共有する磁場を打ち消し合う磁場を生じて、第１および第２のアンテナの磁場を分離するので、処理室内の分離部材の直下に誘導電界が形成されない部分ができる。このため、誘電体壁の直下部分に、第１のアンテナおよび第２のアンテナによりそれぞれ形成される誘導電界を分離して、これらの独立制御性を高めることができ、良好なプラズマの制御性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の一実施形態に係る誘導結合プラズマ処理装置を示す断面図である。

【図2】図１の誘導結合プラズマ処理装置に用いられる誘導結合プラズマ用アンテナユニットの高周波アンテナの一例を示す平面図である。

【図3】図１の誘導結合プラズマ処理装置に用いられる高周波アンテナの給電回路を示す図である。

【図4】従来の２つの環状アンテナを同心状に配置した高周波アンテナを用いてＯ_２アッシングを行った場合のアッシングレートの面内分布の例を示す図である。

【図5】（ａ）従来の２つの環状アンテナを同心状に配置した高周波アンテナに電流を流したときの磁場と誘導電界とプラズマの状態と、（ｂ）本実施形態の２つの環状アンテナの間に分離部材を設けた高周波アンテナに電流を流したときの磁場と誘導電界とプラズマの状態とを比較して説明するための模式図である。

【図6】本実施形態の高周波アンテナを用いてＯ_２アッシングを行った場合のアッシングレートの面内分布の例を示す図である。

【図7】高周波アンテナに用いる他のアンテナ例を示す平面図である。

【図8】図７の高周波アンテナのアンテナ部に用いられる第１部分を示す平面図である。

【図9】図７の高周波アンテナのアンテナ部に用いられる第２部分を示す平面図である。

【図10】高周波アンテナに用いるアンテナのさらに他の例を示す平面図である。

【図11】高周波アンテナの他の例である三環状アンテナを示す平面図である。

【図12】図１１の高周波アンテナにおいて、局部的に電界が強くなった例を説明するための平面図である。

【図13】図１２の局部的に電界が強くなった部分を解消するための分離部材の接地ラインへのコンデンサ挿入位置を説明するための斜視図である。

【図14】分離部材を分割して接地可能にし、部分的に取り外し可能にした例を説明するための平面図である。

【図15】アンテナを並列に配置した高周波アンテナへ分離部材を適用した例を示す平面図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0024】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態に係る誘導結合プラズマ処理装置を示す断面図、図２はこの誘導結合プラズマ処理装置に用いられるアンテナユニットを示す平面図である。この装置は、例えばＦＰＤ用ガラス基板上に薄膜トランジスターを形成する際のメタル膜、ＩＴＯ膜、酸化膜等のエッチングや、レジスト膜のアッシング処理に用いられる。ＦＰＤとしては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネセンス（Electro Luminescence；ＥＬ）ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等が例示される。

【0025】

このプラズマ処理装置は、導電性材料、例えば、内壁面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなる角筒形状の気密な本体容器１を有する。この本体容器１は分解可能に組み立てられており、接地線１ａにより電気的に接地されている。本体容器１は、誘電体壁２により上下にアンテナ室３および処理室４に区画されている。したがって、誘電体壁２は処理室４の天井壁を構成している。誘電体壁２は、Ａｌ₂Ｏ₃等のセラミックス、石英等で構成されている。

【0026】

誘電体壁２の下側部分には、処理ガス供給用のシャワー筐体１１が嵌め込まれている。シャワー筐体１１は例えば十字状に設けられており、誘電体壁２を下から支持する梁としての機能を有する。なお、上記誘電体壁２を支持するシャワー筐体１１は、複数本のサスペンダ（図示せず）により本体容器１の天井に吊された状態となっている。

【0027】

このシャワー筐体１１は導電性材料、望ましくは金属、例えば汚染物が発生しないようにその内面または外面が陽極酸化処理されたアルミニウムで構成されている。このシャワー筐体１１は電気的に接地されている。

【0028】

このシャワー筐体１１には水平に伸びるガス流路１２が形成されており、このガス流路１２には、下方に向かって延びる複数のガス吐出孔１２ａが連通している。一方、誘電体壁２の上面中央には、このガス流路１２に連通するようにガス供給管２０ａが設けられている。ガス供給管２０ａは、本体容器１の天井からその外側へ貫通し、処理ガス供給源およびバルブシステム等を含む処理ガス供給系２０に接続されている。したがって、プラズマ処理においては、処理ガス供給系２０から供給された処理ガスがガス供給管２０ａを介してシャワー筐体１１内に供給され、その下面のガス吐出孔１２ａから処理室４内へ吐出される。

【0029】

本体容器１におけるアンテナ室３の側壁３ａと処理室４の側壁４ａとの間には内側に突出する支持棚５が設けられており、この支持棚５の上に誘電体壁２が載置される。

【0030】

アンテナ室３内には、高周波（ＲＦ）アンテナ１３を含むアンテナユニット５０が配設されている。高周波アンテナ１３は整合器１４を介して高周波電源１５に接続されている。また、高周波アンテナ１３は絶縁部材からなるスペーサ１７により誘電体壁２から離間している。そして、高周波アンテナ１３に、高周波電源１５から例えば周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波電力が供給されることにより、処理室４内に誘導電界が形成され、この誘導電界によりシャワー筐体１１から供給された処理ガスがプラズマ化される。なお、アンテナユニット５０については後述する。

【0031】

処理室４内の下方には、誘電体壁２を挟んで高周波アンテナ１３と対向するように、矩形状のＦＰＤ用ガラス基板（以下単に基板と記す）Ｇを載置するための載置台２３が設けられている。載置台２３は、導電性材料、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムで構成されている。載置台２３に載置された基板Ｇは、静電チャック（図示せず）により吸着保持される。

【0032】

載置台２３は絶縁体枠２４内に収納され、さらに、中空の支柱２５に支持される。支柱２５は本体容器１の底部を気密状態を維持しつつ貫通し、本体容器１外に配設された昇降機構（図示せず）に支持され、基板Ｇの搬入出時に昇降機構により載置台２３が上下方向に駆動される。なお、載置台２３を収納する絶縁体枠２４と本体容器１の底部との間には、支柱２５を気密に包囲するベローズ２６が配設されており、これにより、載置台２３の上下動によっても処理容器４内の気密性が保証される。また処理室４の側壁４ａには、基板Ｇを搬入出するための搬入出口２７ａおよびそれを開閉するゲートバルブ２７が設けられている。

【0033】

載置台２３には、中空の支柱２５内に設けられた給電線２５ａにより、整合器２８を介して高周波電源２９が接続されている。この高周波電源２９は、プラズマ処理中に、バイアス用の高周波電力、例えば周波数が６ＭＨｚの高周波電力を載置台２３に印加する。このバイアス用の高周波電力により、処理室４内に生成されたプラズマ中のイオンが効果的に基板Ｇに引き込まれ、セルフバイアスが形成される。

【0034】

さらに、載置台２３内には、基板Ｇの温度を制御するため、セラミックヒータ等の加熱手段や冷媒流路等からなる温度制御機構と、温度センサーとが設けられている（いずれも図示せず）。これらの機構や部材に対する配管や配線は、いずれも中空の支柱２５を通して本体容器１外に導出される。

【0035】

処理室４の底部には、排気管３１を介して真空ポンプ等を含む排気装置３０が接続される。この排気装置３０により、処理室４が排気され、プラズマ処理中、処理室４内が所定の真空雰囲気（例えば１．３３Ｐａ）に設定、維持される。

【0036】

載置台２３に載置された基板Ｇの裏面側には冷却空間（図示せず）が形成されており、一定の圧力の熱伝達用ガスとしてＨｅガスを供給するためのＨｅガス流路４１が設けられている。このように基板Ｇの裏面側に熱伝達用ガスを供給することにより、真空下において基板Ｇの温度上昇や温度変化を回避することができるようになっている。

【0037】

このプラズマ処理装置の各構成部は、マイクロプロセッサ（コンピュータ）からなる制御部１００に接続されて制御される構成となっている。また、制御部１００には、オペレータによるプラズマ処理装置を管理するためのコマンド入力等の入力操作を行うキーボードや、プラズマ処理装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース１０１が接続されている。さらに、制御部１００には、プラズマ処理装置で実行される各種処理を制御部１００の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じてプラズマ処理装置の各構成部に処理を実行させるためのプログラムすなわち処理レシピが格納された記憶部１０２が接続されている。処理レシピは記憶部１０２の中の記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、コンピュータに内蔵されたハードディスクや半導体メモリであってもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース１０１からの指示等にて任意の処理レシピを記憶部１０２から呼び出して制御部１００に実行させることで、制御部１００の制御下で、プラズマ処理装置での所望の処理が行われる。

【0038】

次に、上記アンテナユニット５０について詳細に説明する。
アンテナユニット５０は、上述したように高周波アンテナ１３を有しており、さらに、整合器１４を経た高周波電力を高周波アンテナ１３に給電する給電部５１を有する。

【0039】

図２に示すように、高周波アンテナ１３は、平面形状をなし輪郭が矩形状（長方形状）をなしており、その配置領域が矩形基板Ｇに対応している。

【0040】

高周波アンテナ１３は、外側部分を構成する第１のアンテナ１３ａと、内側部分を構成する第２のアンテナ１３ｂと、これらの間に設けられた分離部材１８とを有している。第１アンテナ１３ａおよび第２アンテナ１３ｂは、いずれも輪郭が矩形状をなす平面型のものである。そして、これら第１のアンテナ１３ａおよび第２のアンテナ１３ｂは同心状に配置されている。

【0041】

外側部分を構成する第１のアンテナ１３ａは、図２に示すように導電性材料、例えば銅などからなる４本のアンテナ線６１，６２，６３，６４を巻回して全体が渦巻状となるようにした多重（四重）アンテナを構成している。具体的には、アンテナ線６１，６２，６３，６４は９０°ずつ位置をずらして巻回され、アンテナ線の配置領域が略額縁状をなし、プラズマが弱くなる傾向にある角部の巻数を辺の中央部の巻数よりも多くなるようにしている。図示の例では角部の巻数が３、辺の中央部の巻数が２となっている。

【0042】

内側部分を構成する第２のアンテナ１３ｂは、図２に示すように導電性材料、例えば銅などからなる４本のアンテナ線７１，７２，７３，７４を巻回して全体が渦巻状となるようにした多重（四重）アンテナを構成している。具体的には、アンテナ線７１，７２，７３，７４は９０°ずつ位置をずらして巻回され、アンテナ線の配置領域が略額縁状をなし、プラズマが弱くなる傾向にある角部の巻数を辺の中央部の巻数よりも多くなるようにしている。図示の例では角部の巻数が３、辺の中央部の巻数が２となっている。

【0043】

第１のアンテナ１３ａのアンテナ線６１，６２，６３，６４へは、中央の４つの端子２２ａおよび給電線６９を介して給電されるようになっている。また、第２のアンテナ１３ｂのアンテナ線７１，７２，７３，７４へは、中央に配置された４つの端子２２ｂおよび給電線７９を介して給電されるようになっている。

【0044】

分離部材１８は、導電性材料、例えば銅などからなり、第１のアンテナ１３ａと第２のアンテナ１３ｂとの間の空間に、閉回路を構成するように配置されている。分離部材１８は電気的に接地されていてもフローティング状態であってもよい。接地する場合には、梁として機能するシャワー筐体１１やアンテナ室３の天井から吊すためのサスペンダ等を介して、または分離部材１８から本体容器１の天井へ接地ラインを設けて接地することができる。この分離部材１８は、第１のアンテナ１３ａに電流が流れることにより生じる磁場と、第２のアンテナ１３ｂに電流が流れることにより生じる磁場とを分離する機能を有する。

【0045】

アンテナ室３の中央部付近には、第１のアンテナ１３ａに給電する４本の第１の給電部材１６ａおよび第２のアンテナ１３ｂに給電する４本の第の２給電部材１６ｂ（図１ではいずれも１本のみ図示）が設けられており、各第１給電部材１６ａの下端は第１のアンテナ１３ａの端子２２ａに接続され、各第２給電部材１６ｂの下端は第２のアンテナ１３ｂの端子２２ｂに接続されている。４本の第１の給電部材１６ａは、給電線１９ａに接続されており、また４本の第２の給電部材１６ｂは、給電線１９ｂに接続されていて、これら給電線１９ａ，１９ｂは整合器１４から延びる給電線１９から分岐している。給電線１９，１９ａ，１９ｂ、給電部材１６ａ，１６ｂ、端子２２ａ，２２ｂ、給電線６９、７９は、アンテナユニット５０の給電部５１を構成している。

【0046】

給電線１９ａには可変コンデンサ２１が介装され、給電線１９ｂには可変コンデンサが介装されていない。そして、可変コンデンサ２１と第１のアンテナ１３ａによって外側アンテナ回路が構成され、第２のアンテナ１３ｂによって内側アンテナ回路が構成される。

【0047】

後述するように、可変コンデンサ２１の容量を調節することにより、外側アンテナ回路のインピーダンスが制御され、これにより外側アンテナ回路および内側アンテナ回路に流れる電流の大小関係を調整することができる。可変コンデンサ２１は外側アンテナ回路の電流制御部として機能する。

【0048】

高周波アンテナ１３のインピーダンス制御について図３を参照して説明する。図３は、高周波アンテナ１３の給電回路を示す図である。この図に示すように、高周波電源１５からの高周波電力は整合器１４を経て外側アンテナ回路９１ａと内側アンテナ回路９１ｂに供給される。ここで、外側アンテナ回路９１ａは、第１のアンテナ１３ａと可変コンデンサ２１で構成されているから、外側アンテナ回路９１ａのインピーダンスＺ_ｏｕｔは、可変コンデンサ２１のポジションを調節してその容量を変化させることにより変化させることができる。一方、内側アンテナ回路９１ｂは第２のアンテナ１３ｂのみからなり、そのインピーダンスＺ_ｉｎは固定である。このとき、外側アンテナ回路９１ａの電流Ｉ_ｏｕｔはインピーダンスＺ_ｏｕｔの変化に対応して変化させることができる。そして、内側アンテナ回路９１ｂの電流Ｉ_ｉｎはＺ_ｏｕｔとＺ_ｉｎの比率に応じて変化する。このように第１のアンテナ１３ａに流れる電流と第２のアンテナ１３ｂに流れる電流を制御することによってプラズマ密度分布を制御することができる。なお、内側アンテナ回路９１ｂにコンデンサを設けて電流の制御性をより高めるようにしてもよい。

【0049】

次に、以上のように構成される誘導結合プラズマ処理装置を用いて基板Ｇに対してプラズマ処理、例えばプラズマエッチング処理またはプラズマアッシング処理を施す際の処理動作について説明する。

【0050】

まず、ゲートバルブ２７を開にした状態で搬入出口２７ａから搬送機構（図示せず）により基板Ｇを処理室４内に搬入し、載置台２３の載置面に載置した後、静電チャック（図示せず）により基板Ｇを載置台２３上に固定する。次に、処理室４内に処理ガス供給系２０から供給される処理ガスをシャワー筐体１１のガス吐出孔１２ａから処理室４内に吐出させるとともに、排気装置３０により排気管３１を介して処理室４内を真空排気することにより、処理室内を例えば０．６６〜２６．６Ｐａ程度の圧力雰囲気に維持する。

【0051】

また、このとき基板Ｇの裏面側の冷却空間には、基板Ｇの温度上昇や温度変化を回避するために、Ｈｅガス流路４１を介して、熱伝達用ガスとしてＨｅガスを供給する。

【0052】

次いで、高周波電源１５から例えば１３．５６ＭＨｚの高周波を高周波アンテナ１３に印加し、これにより誘電体壁２を介して処理室４内に均一な誘導電界を形成する。このようにして形成された誘導電界により、処理室４内で処理ガスがプラズマ化し、高密度の誘導結合プラズマが生成される。このプラズマにより、基板Ｇに対してプラズマ処理としてプラズマエッチング処理またはプラズマアッシング処理が行われる。

【0053】

この場合に、高周波アンテナ１３は、上述のように、外側部分を構成する第１のアンテナ１３ａと、内側部分を構成する第２のアンテナ１３ｂとが同心的に間隔をおいて配置されて構成されているので、プラズマ密度の不均一が生じ難くなる。

【0054】

また、高周波アンテナ１３は、外側部分を構成する第１のアンテナ１３ａに可変コンデンサ２１を接続して、外側アンテナ回路９１ａのインピーダンス調整を可能にしたので、外側アンテナ回路９１ａの電流Ｉ_ｏｕｔと内側アンテナ回路９１ｂの電流Ｉ_ｉｎとを自在に変化させることができる。すなわち、可変コンデンサ２１のポジションを調節することにより、第１のアンテナ１３ａに流れる電流と、第２のアンテナ１３ｂに流れる電流とを制御することができる。誘導結合プラズマは、高周波アンテナ１３直下の空間でプラズマを生成させるが、その際の各位置でのプラズマ密度は、各位置での電界強度に対応するため、このように第１のアンテナ１３ａに流れる電流と第２のアンテナ１３ｂに流れる電流とを制御して電界強度分布を制御することによりプラズマ密度分布を制御することが可能となる。

【0055】

種々あるプロセスによっては、必ずしも均一な密度分布を有するプラズマがそのプロセスに最適であるとは限らないため、プロセスに応じて最適なプラズマ密度分布を把握し、予めそのプラズマ密度分布が得られる可変コンデンサ２１のポジションを記憶部１０２に設定しておくことにより、制御部１００によりプロセスごとに最適な可変コンデンサ２１のポジションを選択してプラズマ処理を行えるようにすることができる。

【0056】

しかし、このような外側部分の第１のアンテナ１３ａと内側部分の第２のアンテナ１３ｂのみを有する高周波アンテナの場合、条件によっては第１のアンテナ１３ａと第２のアンテナ１３ｂの間のアンテナの存在しない部分でエッチング（アッシング）レートが速い傾向となってしまい、この傾向を是正すべく、これらアンテナの電流を制御しても、この傾向を解消できない場合がある。図４は、Ｏ_２アッシングを行った際のアッシングレートの面内分布を示すものであり、アッシングレートの平均値を１．００としたものであるが、アンテナ間の部分のアッシングレートが平均値である１．００より高くなっておりアッシングレートの均一性が悪いことがわかる。

【0057】

これは以下のようなことが原因であると考えられる。
外側部分と内側部分に環状アンテナを配置した高周波アンテナにおいては、通常、同方向に電流を流しているが、その場合には、図５（ａ）に示すように、アンテナ線に流れる電流によって生じる磁場が各アンテナ部で同方向であり、これらの磁場の重ね合わせにより、第１のアンテナ１３ａと第２のアンテナ１３ｂの間、即ちアンテナの存在しない部分において、第１のアンテナ１３ａと第２のアンテナ１３ｂで共有する磁場が生じる。この共有する磁場により、処理室４内における誘電体壁２の直下部分には、第１のアンテナ１３ａから第２のアンテナ１３ｂにかけて分離されずに連続した誘導電界が生成されるため、アンテナの電流を制御しても電界の制御性が悪くなってしまう。そして、この連続した誘導電界により連続したプラズマが形成されるため、プラズマ密度分布の制御性が悪くなる。

【0058】

これに対して本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、第１のアンテナ１３ａと第２のアンテナ１３ｂとの間に分離部材１８を設ける。分離部材１８は導電性であり、閉回路を構成するため、第１のアンテナ１３ａおよび第２のアンテナ１３ｂの磁場により分離部材１８にはこれらアンテナとは逆向きに起電力が発生する。このため第１のアンテナ１３ａおよび第２のアンテナ１３ｂが共有する磁場と分離部材１８の磁場が打ち消し合い、第１のアンテナ１３ａの磁場と第２のアンテナ１３ｂの磁場とが分離され、処理室４内の分離部材１８の直下に誘導電界が形成されない部分ができる。このため、処理室４内における誘電体壁２の直下部分に、第１のアンテナ１３ａおよび第２のアンテナ１３ｂによりそれぞれ形成される誘導電界を分離して、これらの独立制御性を高めることができる。このため、各種プロセスに応じてプラズマ密度分布を制御することができる。

【0059】

なお、図５において、アンテナ線の×は電界が紙面に垂直に表から裏へ向かう方向であることを示し、●は電界が紙面に垂直に裏から表へ向かう方向であることを示している。

【0060】

このように分離部材１８を設けた高周波アンテナ１３を用いて、Ｏ_２アッシングを行った際のアッシングレートの面内分布を図６に示す。この図に示すように、分離部材１８を設けることにより、第１のアンテナ１３ａと第２のアンテナ１３ｂの間のアッシングレートを低下させることができており、プラズマ密度分布を制御できていることがわかる。

【0061】

なお、第１のアンテナ１３ａおよび第２のアンテナ１３ｂについて、４本のアンテナ線を９０°ずつずらして巻回して全体が渦巻状になるようにした四重アンテナとしたが、アンテナ線の数は４本に限るものではなく、任意の数の多重アンテナであってよく、また、ずらす角度も９０°に限るものではない。

【0062】

次に、アンテナの構造の他の例について説明する。
上記例では、各アンテナを環状に構成して一体的に高周波電力が供給されるようにしたが、各アンテナをそれぞれ基板の互いに異なる部分に対応する複数の領域を有するものとし、これら複数の領域に独立して高周波電力が供給されるようにしてもよい。これにより、よりきめの細かいプラズマ分布制御を行うことができる。例えば、矩形基板に対応する矩形状平面を構成し、複数のアンテナ線を渦巻状に巻回してなる第１部分および第２部分を有し、第１部分は複数のアンテナ線が、矩形状平面の４つの角部を形成するとともに、矩形状平面とは異なる位置において４つの角部を結合するように設けられ、第２部分は複数のアンテナ線が、矩形状平面の４つの辺の中央部を形成するとともに、矩形状平面とは異なる位置において４つの辺の中央部を結合するように設けられて、第１部分と第２部分にそれぞれ独立して高周波電力が供給されるようにすることができる。

【0063】

具体的な構成を図７〜９を参照して説明する。
例えば、外側部分を構成する第１のアンテナ１３ａが、図７に示すように、プラズマ生成に寄与する誘導電界を形成する誘電体壁２に面した部分が全体として矩形基板Ｇに対応する矩形状（額縁状）平面を構成し、かつ、複数のアンテナ線を渦巻状に巻回してなる第１部分１１３ａと第２部分１１３ｂとを有している。第１部分１１３ａのアンテナ線は、矩形状平面の４つの角部を形成し、矩形状平面とは異なる位置において、４つの角部を結合するように設けられている。また、第２部分１１３ｂのアンテナ線は、矩形状平面の４つの辺の中央部を形成するとともに、矩形状平面とは異なる位置において、これら４つの辺の中央部を結合するように設けられている。第１部分１１３ａへの給電は、４つの端子１２２ａおよび給電線１６９を介して行われ、第２部分１１３ｂへの給電は、４つの端子１２２ｂおよび給電線１７９を介して行われ、これら端子１２２ａ、１２２ｂにはそれぞれ独立して高周波電力が供給される。

【0064】

図８に示すように、第１部分１１３ａは、４本のアンテナ線１６１，１６２，１６３，１６４を９０°ずつ位置をずらして巻回した四重アンテナを構成し、誘電体壁２に面した矩形状平面の４つの角部を形成する部分は平面部１６１ａ、１６２ａ、１６３ａ、１６４ａとなっており、これら平面部１６１ａ、１６２ａ、１６３ａ、１６４ａの間の部分は、矩形状平面とは異なる位置になるように上方のプラズマの生成に寄与しない位置に退避した状態の立体部１６１ｂ、１６２ｂ、１６３ｂ、１６４ｂとなっている。図９に示すように、第２部分１１３ｂも、４本のアンテナ線１７１，１７２，１７３，１７４を９０°ずつ位置をずらして巻回した四重アンテナを構成し、誘電体壁２に面した上記矩形状平面の４つの辺の中央部を形成する部分は平面部１７１ａ、１７２ａ、１７３ａ、１７４ａとなっており、これら平面部１７１ａ、１７２ａ、１７３ａ、１７４ａの間の部分は、矩形状平面とは異なる位置になるように上方のプラズマの生成に寄与しない位置に退避した状態の立体部１７１ｂ、１７２ｂ、１７３ｂ、１７４ｂとなっている。

【0065】

このような構成により、上記実施形態と同様の４本のアンテナ線を一定の方向に巻回した比較的簡易な多重アンテナの構成をとりながら、角部と辺中央部との独立したプラズマ分布制御を実現することができる。

【0066】

また、以上の例では、各アンテナ部を複数のアンテナ線を巻回した多重アンテナで構成したが、図１０に示すように１本のアンテナ線１８１を渦巻き状に巻回したものであってもよい。

【0067】

次に、高周波アンテナの構造の他の例について説明する。
上記例では、第１のアンテナ１３ａと第２のアンテナ１３ｂとの２つの環状アンテナを同心状に設けて高周波アンテナを構成した場合を示したが、３つ以上の環状アンテナを同心状に配置した構造であってもよい。

【0068】

図１１は３つの環状アンテナを配置した三環状の高周波アンテナを示す。ここでは、高周波アンテナ２１３として、最も外側に配置された第１のアンテナ２１３ａ、中間に配置された第２のアンテナ２１３ｂ、最も内側に配置された第３のアンテナ２１３ｃを同心状に設け、第１のアンテナ２１３ａと第２のアンテナ２１３ｂとの間に第１の分離部材１８ａを設け、第２のアンテナ２１３ｂと第３のアンテナ２１３ｃとの間に第２の分離部材１８ｂを配置している。なお、図１１では第１のアンテナ２１３ａ、第２のアンテナ２１３ｂ、第３のアンテナ２１３ｃの詳細な構造の記載は省略しているが、図２に示す第１および第２のアンテナ１３ａ、１３ｂの構造、図７〜９に示す第１のアンテナ１３ａの構造、図１０に示すアンテナ１８１の構造を採ることが可能である。

【0069】

このように３つ以上の環状アンテナを同心状に設けた場合においても、各アンテナ間に分離部材を設けることにより、各アンテナの磁場を分離することができ、各アンテナの電界の独立性御性を高めることができる。

【0070】

この場合に、３つ以上の環状アンテナの間の複数の領域の全てに分離部材を設ける必要はなく、少なくとも一つに分離部材を設ければよい。

【0071】

３以上の環状アンテナを設けた場合に、上記２つの環状アンテナを設けた高周波アンテナの場合と同様、一つの高周波電源から分岐して各環状アンテナに高周波電力を供給するようにし、環状アンテナへの給電線に可変コンデンサを設けることにより各アンテナの電流を制御することができる。そして、少なくとも一つのアンテナへの給電線に可変コンデンサを設けることにより、電流制御を行うことができる。上記２つの環状アンテナを設けた高周波アンテナの場合と同等の電流制御を行う場合には、環状アンテナの数をｎとするとｎ−１の環状アンテナの給電線にコンデンサを設ければよい。

【0072】

次に、分離部材の効果を制御する方法について説明する。
電界強度が局部的に高い場合、分離部材を複数の分割部に分割し、その電界強度が局部的に高い部分に対応する分割部についてコンデンサを介して接地することにより、その部分において磁場を打ち消す効果を高めるように制御することができる。

【0073】

具体例を示すと、図１２に示すように、図１１の三環状の高周波アンテナ２１３において、第１のアンテナ２１３ａと第２のアンテナ２１３ｂとの間の長辺センター部分である領域Ａで電界が強すぎる場合、例えば以下に説明する図１３に示すような箇所にコンデンサを配置することにより、その部分の電界を弱めることができる。

【0074】

図１３は、最外側の第１のアンテナ２１３ａ、中間の第２のアンテナ２１３ｂ、最内側の第３のアンテナ２１３ｃを同心状に設け、第１のアンテナ２１３ａと第２のアンテナ２１３ｂとの間、および第２のアンテナ２１３ｂと第３のアンテナ２１３ｃとの間に分離部材１８ａおよび１８ｂを配置した三環状アンテナにおいて、誘電体壁を支持する梁２１１を天井から吊すためのサスペンダ２１４を第１の分離部材１８ａの長辺の中央および短辺の中央に対応する部分に設け、これらサスペンダ２１４に第１の分離部材１８ａを接続するとともに、第１の分離部材１８ａの角部には、天井と長辺側端部を繋ぐ接地ライン２１５ａおよび天井と短辺側端部を繋ぐ接地ライン２１５ｂを設けた構造である。すなわち、第１の分離部材１８ａはそれぞれ別個に接地可能な複数の分割部に分割されている。

【0075】

そして、図１３（ａ）では、第１のアンテナ２１３ａと第２のアンテナ２１３ｂとの間の第１の分離部材１８ａの長辺中央部分が梁２１１のサスペンダ２１４に接続する接続部分Ｂにコンデンサを設け、コンデンサおよびサスペンダ２１４を介して接地することにより、第１の分離部材１８ａの長辺対応部分のみアンテナ間で共有する磁場を打ち消す効果を高めて、部分Ａの電界のみを弱めることができる。また、図１３（ｂ）では、接地ライン２１５ａの途中の部分Ｃにコンデンサを設け、第１の分離部材１８ａの長辺がコンデンサを介して接地されるようにしており、これによっても第１の分離部材１８ａの長辺対応部分のみアンテナ間で共有する磁場を打ち消す効果を高めて、部分Ａの電界のみを弱めることができる。

【0076】

また、分離部材を接地する場合には、接地ラインを介して閉回路が形成されていればよいため、誘電体壁を支持する梁等を利用して接地を工夫することにより、分離部材は必ずしも環状に設ける必要はなく、複数の分割部に分割して、機能させたくない部分に対応する分割部を部分的に取り外すことも可能である。その例を図１４に示す。

【0077】

図１４は、誘電体壁を８分割するプラズマ処理装置に用いられる高周波アンテナを示す平面図である。図１４に示すように、誘電体壁を支持する支持部材３１０は、外側のフレーム（図示せず）と、８つに分割された誘電体壁の分割する部分を支持するための梁３１１とを有している。一方、高周波アンテナ３１３は、最も外側に配置された第１のアンテナ３１３ａ、中間に配置された第２のアンテナ３１３ｂ、最も内側に配置された第３のアンテナ３１３ｃを同心状に設けられた三環状アンテナであり、第１のアンテナ３１３ａと第２のアンテナ３１３ｂとの間に第１の分離部材１８ａを設け、第２のアンテナ３１３ｂと第３のアンテナ３１３ｃとの間に第２の分離部材１８ｂを配置している。第１の分離部材１８ａと第２の分離部材１８ｂは、梁３１１を介して接地可能となっている。第１の分離部材１８ａは梁３１１によって、４つのコーナー部分１１８ａと、４つの辺中央部分１１８ｂに分割されており、それぞれが梁３１１に接続されており、梁３１１を介して接地されている。このため、４つのコーナー部分１１８ａおよび４つの辺中央部分１１８ｂの一部、例えば第１の分離部材１８ａのコーナー部分１１８ａを取り外しても、中央部分１１８ｂは梁３１１を介して接地されているので、接地ラインを介して閉回路を構成することができ、コーナー部分へ分離部材の効果が及ばないようにすることができる。

【0078】

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、誘導電界を形成するための複数のアンテナを同心状に設けた例を示したが、これに限らず、図１５に示すように、たとえば複数の渦巻きアンテナ４１３を並列に配置し、これらの間に分離部材４１８を設けた構造であってもよい。この場合でも、分離部材４１８により２つのアンテナ４１３が共有する磁場を分離して電界分布の制御性を高める効果を発揮することができる。このとき、隣接する渦巻きアンテナ４１３の間の部分の全てに分離部材を配置してもよいが、これらのうち、分離部材の効果を発揮させたい部分のみに分離部材を配置してもよく、隣接する渦巻きアンテナ４１３の間の少なくとも一つに分離部材を配置すればよい。

【0079】

また、各アンテナの形態は必ずしも同一でなくてもよい。例えば、一部のアンテナが図２に示す多重アンテナであり、他が図７〜９に示す多重アンテナであってもよく、多重アンテナと一本のアンテナを渦巻きにしたものとを混在させてもよい。

【0080】

さらに、上記実施形態では、インピーダンスを調整するために可変コンデンサを用いたが、可変コイル等の他のインピーダンス調整手段であってもよい。

【0081】

さらに、上記実施形態では、一つの高周波電源から各アンテナに高周波電力を分配して供給したが、アンテナ毎に高周波電源を設けてもよい。

【0082】

さらにまた、上記実施形態では処理室の天井部を誘電体壁で構成し、アンテナが処理室の外である天井部の誘電体壁の上面に配置された構成について説明したが、アンテナとプラズマ生成領域との間を誘電体壁で隔絶することが可能であればアンテナが処理室内に配置される構造であってもよい。

【0083】

さらにまた、上記実施形態では本発明をエッチング処理またはアッシング処理に適用した場合について示したが、ＣＶＤ成膜等の他のプラズマ処理装置に適用することができる。さらにまた、基板としてＦＰＤ用の矩形基板を用いた例を示したが、太陽電池等の他の矩形基板を処理する場合にも適用可能であるし、矩形に限らず例えば半導体ウエハ等の円形の基板にも適用可能である。

【符号の説明】

【0084】

１；本体容器
２；誘電体壁（誘電体部材）
３；アンテナ室
４；処理室
１３；高周波アンテナ
１３ａ；第１のアンテナ
１３ｂ；第２のアンテナ
１４；整合器
１５；高周波電源
１６ａ，１６ｂ；給電部材
１８，１８ａ，１８ｂ；分離部材
１９，１９ａ，１９ｂ；給電線
２０；処理ガス供給系
２１；可変コンデンサ
２２ａ，２２ｂ；端子
２３；載置台
３０；排気装置
５０；アンテナユニット
５１；給電部
６１，６２，６３，６４，７１，７２，７３，７４；アンテナ線
９１ａ；外側アンテナ回路
９１ｂ；内側アンテナ回路
１００；制御部
１０１；ユーザーインターフェース
１０２；記憶部
Ｇ；基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】