特許 6851188 プラズマ処理装置及びシャワーヘッド

(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】6851188

(24)【登録日】2021年3月11日

(45)【発行日】2021年3月31日

(54)【発明の名称】プラズマ処理装置及びシャワーヘッド

(51)【国際特許分類】

   H05H 1/46 20060101AFI20210322BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20210322BHJP

   C23C 16/507 20060101ALI20210322BHJP

   C23C 16/455 20060101ALI20210322BHJP

【ＦＩ】

   H05H1/46 L

   H01L21/302 101C

   C23C16/507

   C23C16/455

【請求項の数】11

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-230545(P2016-230545)

(22)【出願日】2016年11月28日

(65)【公開番号】特開2018-88336(P2018-88336A)

(43)【公開日】2018年6月7日

【審査請求日】2019年9月17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】100125254

【弁理士】

【氏名又は名称】別役 重尚

(74)【代理人】

【識別番号】100118278

【弁理士】

【氏名又は名称】村松 聡

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 和男

(72)【発明者】

【氏名】藤井 祐希

【審査官】 藤本 加代子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２２７４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０２２３４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１７７４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１０５６６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２３９４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０２２８０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２６７０５１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｈ １／００−１／５４

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｃ２３Ｃ １６／５０７

Ｃ２３Ｃ １６／４５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

平面視矩形の基板を収容する処理室と、誘導結合プラズマを生成するための高周波アンテナと、前記処理室の金属窓として機能する平面視矩形のシャワーヘッドとを備え、前記シャワーヘッドは、前記シャワーヘッドの中央から外周へ向かう方向を径方向とし、且つ前記シャワーヘッドの外周を辿る方向を周方向としたとき、前記径方向及び前記周方向に関し、絶縁部材を介して複数の分割シャワーヘッドに分割され、各前記分割シャワーヘッドは個別に処理ガスを前記処理室の内部へ導入可能に構成されるプラズマ処理装置において、
前記複数の分割シャワーヘッドは複数の分割シャワーヘッド群に仕分けされ、
前記複数の分割シャワーヘッド群は、前記シャワーヘッドの角部に位置する前記分割シャワーヘッドを含む第１の分割シャワーヘッド群と、前記シャワーヘッドの外周に位置して前記第１の分割シャワーヘッド群の各前記分割シャワーヘッドに挟まれる前記分割シャワーヘッドを含む第２の分割シャワーヘッド群と、前記シャワーヘッドの中央に存在する前記分割シャワーヘッドを含む第３の分割シャワーヘッド群と、前記第３の分割シャワーヘッド群及び前記第１の分割シャワーヘッド群又は前記第２の分割シャワーヘッド群に挟まれる前記分割シャワーヘッドを含む第４の分割シャワーヘッド群とを含み、
前記複数の分割シャワーヘッド群の各々へ供給される前記処理ガスの流量は個別に制御されることを特徴とするプラズマ処理装置。

【請求項2】

前記第２の分割シャワーヘッド群の各前記分割シャワーヘッドは、前記シャワーヘッドの長辺に沿う前記分割シャワーヘッドを含む第５の分割シャワーヘッド群と、前記シャワーヘッドの短辺に沿う前記分割シャワーヘッドを含む第６の分割シャワーヘッド群とに仕分けられ、
前記第５の分割シャワーヘッド群及び前記第６の分割シャワーヘッド群の各々へ供給される前記処理ガスの流量は個別に制御されることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。

【請求項3】

前記複数の分割シャワーヘッド群の各々を構成する各前記分割シャワーヘッドには、各前記分割シャワーヘッド群に対応する各流量比率制御器から分岐するガス流路が接続され、
前記複数の分割シャワーヘッド群の各々において、前記流量比率制御器から各前記分割シャワーヘッドまでの前記ガス流路の長さは統一されることを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマ処理装置。

【請求項4】

前記複数の分割シャワーヘッド群の各々に対応して前記高周波アンテナが配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。

【請求項5】

平面視矩形の基板を収容する処理室の金属窓として機能する平面視矩形のシャワーヘッドであって、前記シャワーヘッドの中央から外周へ向かう方向を径方向とし、且つ前記シャワーヘッドの外周を辿る方向を周方向としたとき、前記径方向及び前記周方向に関し、絶縁部材を介して複数の分割シャワーヘッドに分割され、各前記分割シャワーヘッドは個別に処理ガスを前記処理室の内部へ導入可能に構成されるシャワーヘッドにおいて、
前記複数の分割シャワーヘッドは複数の分割シャワーヘッド群に仕分けされ、
前記複数の分割シャワーヘッド群は、前記シャワーヘッドの角部に位置する前記分割シャワーヘッドを含む第１の分割シャワーヘッド群と、前記シャワーヘッドの外周に位置して前記第１の分割シャワーヘッド群の各前記分割シャワーヘッドに挟まれる前記分割シャワーヘッドを含む第２の分割シャワーヘッド群と、前記シャワーヘッドの中央に存在する前記分割シャワーヘッドを含む第３の分割シャワーヘッド群と、前記第３の分割シャワーヘッド群及び前記第１の分割シャワーヘッド群又は前記第２の分割シャワーヘッド群に挟まれる前記分割シャワーヘッドを含む第４の分割シャワーヘッド群とを含み、
前記複数の分割シャワーヘッド群の各々へ供給される前記処理ガスの流量は個別に制御されることを特徴とするシャワーヘッド。

【請求項6】

平面視矩形の基板を収容する処理室と、誘導結合プラズマを生成するための高周波アンテナと、前記処理室の金属窓として機能する平面視矩形のシャワーヘッドとを備え、前記シャワーヘッドは、前記シャワーヘッドの中央から外周へ向かう方向を径方向とし、且つ前記シャワーヘッドの外周を辿る方向を周方向としたとき、前記径方向及び前記周方向に関し、絶縁部材を介して複数の分割シャワーヘッドに分割され、各前記分割シャワーヘッドは個別に処理ガスを前記処理室の内部へ導入可能に構成されるプラズマ処理装置において、
前記複数の分割シャワーヘッドは複数の分割シャワーヘッド群に仕分けされ、
前記複数の分割シャワーヘッド群は、前記シャワーヘッドの角部に位置する前記分割シャワーヘッドを含む第１の分割シャワーヘッド群と、前記シャワーヘッドの外周に位置して前記第１の分割シャワーヘッド群の各前記分割シャワーヘッドに挟まれる前記分割シャワーヘッドを含む第２の分割シャワーヘッド群と、前記シャワーヘッドの中央に存在する前記分割シャワーヘッドを含む第３の分割シャワーヘッド群と、前記第３の分割シャワーヘッド群及び前記第１の分割シャワーヘッド群又は前記第２の分割シャワーヘッド群に挟まれる前記分割シャワーヘッドを含む第４の分割シャワーヘッド群とを含み、
前記複数の分割シャワーヘッド群の各々へ供給される前記処理ガスの流量は個別に制御され、
前記高周波アンテナは前記複数の分割シャワーヘッド群の各々に対応するように配置され、前記複数の分割シャワーヘッド群の各々が前記処理室の内部に形成する誘導電界は個別に制御され、
前記複数の分割シャワーヘッド群の各々へ供給される前記処理ガスの流量、及び前記複数の分割シャワーヘッド群の各々が前記処理室の内部に形成する誘導電界は互いに独立して制御されることを特徴とするプラズマ処理装置。

【請求項7】

平面視矩形の基板を収容する処理室の金属窓として機能する平面視矩形のシャワーヘッドであって、前記シャワーヘッドの中央から外周へ向かう方向を径方向とし、且つ前記シャワーヘッドの外周を辿る方向を周方向としたとき、前記径方向及び前記周方向に関し、絶縁部材を介して複数の分割シャワーヘッドに分割され、各前記分割シャワーヘッドは個別に処理ガスを前記処理室の内部へ導入可能に構成されるシャワーヘッドにおいて、
前記複数の分割シャワーヘッドは複数の分割シャワーヘッド群に仕分けされ、
前記複数の分割シャワーヘッド群は、前記シャワーヘッドの角部に位置する前記分割シャワーヘッドを含む第１の分割シャワーヘッド群と、前記シャワーヘッドの外周に位置して前記第１の分割シャワーヘッド群の各前記分割シャワーヘッドに挟まれる前記分割シャワーヘッドを含む第２の分割シャワーヘッド群と、前記シャワーヘッドの中央に存在する前記分割シャワーヘッドを含む第３の分割シャワーヘッド群と、前記第３の分割シャワーヘッド群及び前記第１の分割シャワーヘッド群又は前記第２の分割シャワーヘッド群に挟まれる前記分割シャワーヘッドを含む第４の分割シャワーヘッド群とを含み、
前記複数の分割シャワーヘッド群の各々へ供給される前記処理ガスの流量は個別に制御され、
高周波アンテナが前記複数の分割シャワーヘッド群の各々に対応するように配置され、前記複数の分割シャワーヘッド群の各々が前記処理室の内部に形成する誘導電界は個別に制御され、
前記複数の分割シャワーヘッド群の各々へ供給される前記処理ガスの流量、及び前記複数の分割シャワーヘッド群の各々が前記処理室の内部に形成する誘導電界は互いに独立して制御されることを特徴とするシャワーヘッド。

【請求項8】

前記シャワーヘッドは、前記第１の分割シャワーヘッド群及び前記第２の分割シャワーヘッド群を取り囲む複数の他の分割シャワーヘッドをさらに備え、
前記複数の他の分割シャワーヘッドは複数の他の分割シャワーヘッド群に仕分けされ、 前記複数の他の分割シャワーヘッド群は、前記シャワーヘッドの角部に位置する前記他の分割シャワーヘッドを含む第７の分割シャワーヘッド群と、前記第７の分割シャワーヘッド群の各前記他の分割シャワーヘッドに挟まれる前記他の分割シャワーヘッドを含む第８の分割シャワーヘッド群とを含み、
前記第１の分割シャワーヘッド群は、前記第７の分割シャワーヘッド群及び前記第４の分割シャワーヘッド群に挟まれる前記分割シャワーヘッドからなり、前記第２の分割シャワーヘッド群は、前記第８の分割シャワーヘッド群及び前記第４の分割シャワーヘッド群に挟まれる前記分割シャワーヘッドからなり、
前記第７の分割シャワーヘッド群及び前記第８の分割シャワーヘッド群の各々へ供給される前記処理ガスの流量は個別に制御されることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。

【請求項9】

前記第１の分割シャワーヘッド群及び前記第２の分割シャワーヘッド群を取り囲む複数の他の分割シャワーヘッドをさらに備え、
前記複数の他の分割シャワーヘッドは複数の他の分割シャワーヘッド群に仕分けされ、 前記複数の他の分割シャワーヘッド群は、前記シャワーヘッドの角部に位置する前記他の分割シャワーヘッドを含む第７の分割シャワーヘッド群と、前記第７の分割シャワーヘッド群の各前記他の分割シャワーヘッドに挟まれる前記他の分割シャワーヘッドを含む第８の分割シャワーヘッド群とを含み、
前記第１の分割シャワーヘッド群は、前記第７の分割シャワーヘッド群及び前記第４の分割シャワーヘッド群に挟まれる前記分割シャワーヘッドからなり、前記第２の分割シャワーヘッド群は、前記第８の分割シャワーヘッド群及び前記第４の分割シャワーヘッド群に挟まれる前記分割シャワーヘッドからなり、
前記第７の分割シャワーヘッド群及び前記第８の分割シャワーヘッド群の各々へ供給される前記処理ガスの流量は個別に制御されることを特徴とする請求項５記載のシャワーヘッド。

【請求項10】

前記シャワーヘッドは、前記第１の分割シャワーヘッド群及び前記第２の分割シャワーヘッド群を取り囲む複数の他の分割シャワーヘッドをさらに備え、
前記複数の他の分割シャワーヘッドは複数の他の分割シャワーヘッド群に仕分けされ、 前記複数の他の分割シャワーヘッド群は、前記シャワーヘッドの角部に位置する前記他の分割シャワーヘッドを含む第７の分割シャワーヘッド群と、前記第７の分割シャワーヘッド群の各前記他の分割シャワーヘッドに挟まれる前記他の分割シャワーヘッドを含む第８の分割シャワーヘッド群とを含み、
前記第１の分割シャワーヘッド群は、前記第７の分割シャワーヘッド群及び前記第４の分割シャワーヘッド群に挟まれる前記分割シャワーヘッドからなり、前記第２の分割シャワーヘッド群は、前記第８の分割シャワーヘッド群及び前記第４の分割シャワーヘッド群に挟まれる前記分割シャワーヘッドからなり、
前記第７の分割シャワーヘッド群及び前記第８の分割シャワーヘッド群の各々へ供給される前記処理ガスの流量は個別に制御され、
前記高周波アンテナは前記第７の分割シャワーヘッド群及び前記第８の分割シャワーヘッド群の各々に対応するように配置され、前記第７の分割シャワーヘッド群及び前記第８の分割シャワーヘッド群の各々が前記処理室の内部に形成する誘導電界は個別に制御され、
前記第７の分割シャワーヘッド群及び前記第８の分割シャワーヘッド群の各々へ供給される前記処理ガスの流量、及び前記第７の分割シャワーヘッド群及び前記第８の分割シャワーヘッド群の各々が前記処理室の内部に形成する誘導電界は互いに独立して制御されることを特徴とする請求項６記載のプラズマ処理装置。

【請求項11】

前記第１の分割シャワーヘッド群及び前記第２の分割シャワーヘッド群を取り囲む複数の他の分割シャワーヘッドをさらに備え、
前記複数の他の分割シャワーヘッドは複数の他の分割シャワーヘッド群に仕分けされ、 前記複数の他の分割シャワーヘッド群は、前記シャワーヘッドの角部に位置する前記他の分割シャワーヘッドを含む第７の分割シャワーヘッド群と、前記第７の分割シャワーヘッド群の各前記他の分割シャワーヘッドに挟まれる前記他の分割シャワーヘッドを含む第８の分割シャワーヘッド群とを含み、
前記第１の分割シャワーヘッド群は、前記第７の分割シャワーヘッド群及び前記第４の分割シャワーヘッド群に挟まれる前記分割シャワーヘッドからなり、前記第２の分割シャワーヘッド群は、前記第８の分割シャワーヘッド群及び前記第４の分割シャワーヘッド群に挟まれる前記分割シャワーヘッドからなり、
前記第７の分割シャワーヘッド群及び前記第８の分割シャワーヘッド群の各々へ供給される前記処理ガスの流量は個別に制御され、
前記高周波アンテナは前記第７の分割シャワーヘッド群及び前記第８の分割シャワーヘッド群の各々に対応するように配置され、前記第７の分割シャワーヘッド群及び前記第８の分割シャワーヘッド群の各々が前記処理室の内部に形成する誘導電界は個別に制御され、
前記第７の分割シャワーヘッド群及び前記第８の分割シャワーヘッド群の各々へ供給される前記処理ガスの流量、及び前記第７の分割シャワーヘッド群及び前記第８の分割シャワーヘッド群の各々が前記処理室の内部に形成する誘導電界は互いに独立して制御されることを特徴とする請求項７記載のシャワーヘッド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の分割シャワーヘッドを有するプラズマ処理装置及びシャワーヘッド 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）製造工程では、平面視矩形のガラス基板にエッチング処理や成膜処理等のプラズマ処理を施す。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、高真空度で高密度のプラズマを得ることができる誘導結合プラズマ（Inductively Coupled Plasma：ＩＣＰ）処理装置が好適に用いられる。

【0003】

従来の誘導結合プラズマ処理装置では、高周波アンテナと処理室の間にガラス基板に対応した平面視矩形の誘電体窓が配置され、高周波電力が供給された高周波アンテナからの磁界に誘電体窓を透過させ、処理室の内部において処理ガスから誘導結合プラズマを生成する。ところで、近年、ＦＰＤの世代が進み、ガラス基板が大型化し、例えば、約２８００ｍｍ×約３０００ｍｍのガラス基板へプラズマ処理が施される。これに伴い、誘電体窓も大型化しているが、誘電体窓を構成する石英等の誘電体材料は脆いために大型化には不向きである。

【0004】

そこで、誘電体窓の代わりに、延性材料である金属からなる平面視矩形の金属窓を処理室の天井部として用い、金属窓を仕切りとしての絶縁部材で分割し、分割された金属窓の各部においてループ電流を誘起させて処理室の内部に誘導電界を形成し、該誘導電界によってプラズマを生じさせる誘導結合プラズマ処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−２２７４２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、ガラス基板の大型化に対応して処理室も大型化すると、様々な要因により、ガラス基板へ均一なプラズマ処理を施すことが困難になる。

【0007】

本発明の目的は、基板へ均一なプラズマ処理を施すことができるプラズマ処理装置及びシャワーヘッドを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明のプラズマ処理装置は、平面視矩形の基板を収容する処理室と、誘導結合プラズマを生成するための高周波アンテナと、前記処理室の金属窓として機能する平面視矩形のシャワーヘッドとを備え、前記シャワーヘッドは、前記シャワーヘッドの中央から外周へ向かう方向を径方向とし、且つ前記シャワーヘッドの外周を辿る方向を周方向としたとき、前記径方向及び前記周方向に関し、絶縁部材を介して複数の分割シャワーヘッドに分割され、各前記分割シャワーヘッドは個別に処理ガスを前記処理室の内部へ導入可能に構成されるプラズマ処理装置において、前記複数の分割シャワーヘッドは複数の分割シャワーヘッド群に仕分けされ、前記複数の分割シャワーヘッド群は、前記シャワーヘッドの角部に位置する前記分割シャワーヘッドを含む第１の分割シャワーヘッド群と、前記シャワーヘッドの外周に位置して前記第１の分割シャワーヘッド群の各前記分割シャワーヘッドに挟まれる前記分割シャワーヘッドを含む第２の分割シャワーヘッド群と、前記シャワーヘッドの中央に存在する前記分割シャワーヘッドを含む第３の分割シャワーヘッド群と、前記第３の分割シャワーヘッド群及び前記第１の分割シャワーヘッド群又は前記第２の分割シャワーヘッド群に挟まれる前記分割シャワーヘッドを含む第４の分割シャワーヘッド群とを含み、前記複数の分割シャワーヘッド群の各々へ供給される前記処理ガスの流量は個別に制御されることを特徴とする。

【0009】

上記目的を達成するために、本発明のシャワーヘッドは、平面視矩形の基板を収容する処理室の金属窓として機能する平面視矩形のシャワーヘッドであって、前記シャワーヘッドの中央から外周へ向かう方向を径方向とし、且つ前記シャワーヘッドの外周を辿る方向を周方向としたとき、前記径方向及び前記周方向に関し、絶縁部材を介して複数の分割シャワーヘッドに分割され、各前記分割シャワーヘッドは個別に処理ガスを前記処理室の内部へ導入可能に構成されるシャワーヘッドにおいて、前記複数の分割シャワーヘッドは複数の分割シャワーヘッド群に仕分けされ、前記複数の分割シャワーヘッド群は、前記シャワーヘッドの角部に位置する前記分割シャワーヘッドを含む第１の分割シャワーヘッド群と、前記シャワーヘッドの外周に位置して前記第１の分割シャワーヘッド群の各前記分割シャワーヘッドに挟まれる前記分割シャワーヘッドを含む第２の分割シャワーヘッド群と、前記シャワーヘッドの中央に存在する前記分割シャワーヘッドを含む第３の分割シャワーヘッド群と、前記第３の分割シャワーヘッド群及び前記第１の分割シャワーヘッド群又は前記第２の分割シャワーヘッド群に挟まれる前記分割シャワーヘッドを含む第４の分割シャワーヘッド群とを含み、前記複数の分割シャワーヘッド群の各々へ供給される前記処理ガスの流量は個別に制御されることを特徴とする。

【0010】

上記目的を達成するために、本発明のプラズマ処理装置は、平面視矩形の基板を収容する処理室と、誘導結合プラズマを生成するための高周波アンテナと、前記処理室の金属窓として機能する平面視矩形のシャワーヘッドとを備え、前記シャワーヘッドは、前記シャワーヘッドの中央から外周へ向かう方向を径方向とし、且つ前記シャワーヘッドの外周を辿る方向を周方向としたとき、前記径方向及び前記周方向に関し、絶縁部材を介して複数の分割シャワーヘッドに分割され、各前記分割シャワーヘッドは個別に処理ガスを前記処理室の内部へ導入可能に構成されるプラズマ処理装置において、前記複数の分割シャワーヘッドは複数の分割シャワーヘッド群に仕分けされ、前記複数の分割シャワーヘッド群は、前記シャワーヘッドの角部に位置する前記分割シャワーヘッドを含む第１の分割シャワーヘッド群と、前記シャワーヘッドの外周に位置して前記第１の分割シャワーヘッド群の各前記分割シャワーヘッドに挟まれる前記分割シャワーヘッドを含む第２の分割シャワーヘッド群と、前記シャワーヘッドの中央に存在する前記分割シャワーヘッドを含む第３の分割シャワーヘッド群と、前記第３の分割シャワーヘッド群及び前記第１の分割シャワーヘッド群又は前記第２の分割シャワーヘッド群に挟まれる前記分割シャワーヘッドを含む第４の分割シャワーヘッド群とを含み、前記複数の分割シャワーヘッド群の各々へ供給される前記処理ガスの流量は個別に制御され、前記高周波アンテナは前記複数の分割シャワーヘッド群の各々に対応するように配置され、前記複数の分割シャワーヘッド群の各々が前記処理室の内部に形成する誘導電界は個別に制御され、前記複数の分割シャワーヘッド群の各々へ供給される前記処理ガスの流量、及び前記複数の分割シャワーヘッド群の各々が前記処理室の内部に形成する誘導電界は互いに独立して制御されることを特徴とする。

【0011】

上記目的を達成するために、本発明のシャワーヘッドは、平面視矩形の基板を収容する処理室の金属窓として機能する平面視矩形のシャワーヘッドであって、前記シャワーヘッドの中央から外周へ向かう方向を径方向とし、且つ前記シャワーヘッドの外周を辿る方向を周方向としたとき、前記径方向及び前記周方向に関し、絶縁部材を介して複数の分割シャワーヘッドに分割され、各前記分割シャワーヘッドは個別に処理ガスを前記処理室の内部へ導入可能に構成されるシャワーヘッドにおいて、前記複数の分割シャワーヘッドは複数の分割シャワーヘッド群に仕分けされ、前記複数の分割シャワーヘッド群は、前記シャワーヘッドの角部に位置する前記分割シャワーヘッドを含む第１の分割シャワーヘッド群と、前記シャワーヘッドの外周に位置して前記第１の分割シャワーヘッド群の各前記分割シャワーヘッドに挟まれる前記分割シャワーヘッドを含む第２の分割シャワーヘッド群と、前記シャワーヘッドの中央に存在する前記分割シャワーヘッドを含む第３の分割シャワーヘッド群と、前記第３の分割シャワーヘッド群及び前記第１の分割シャワーヘッド群又は前記第２の分割シャワーヘッド群に挟まれる前記分割シャワーヘッドを含む第４の分割シャワーヘッド群とを含み、前記複数の分割シャワーヘッド群の各々へ供給される前記処理ガスの流量は個別に制御され、高周波アンテナが前記複数の分割シャワーヘッド群の各々に対応するように配置され、前記複数の分割シャワーヘッド群の各々が前記処理室の内部に形成する誘導電界は個別に制御され、前記複数の分割シャワーヘッド群の各々へ供給される前記処理ガスの流量、及び前記複数の分割シャワーヘッド群の各々が前記処理室の内部に形成する誘導電界は互いに独立して制御されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、複数の分割シャワーヘッド群の各々へ供給される処理ガスの流量は個別に制御されるので、各分割シャワーヘッド群から処理室へ導入される処理ガスの流量を個別に制御することができる。これにより、処理室の内部の処理ガスの分布を任意に調整することができる。また、金属窓として機能する複数の分割シャワーヘッド群の各々へ個別にループ電流を誘起させて処理室の内部に誘導電界を形成することにより、処理室の内部の誘導電界の分布を任意に調整することができる。すなわち、処理室の内部において、処理ガスの分布と誘導電界の分布を独立して制御できるので、様々な状況に対応するために各所においてエッチングレートを個別に制御することができ、もって、基板へ均一なプラズマ処理を施すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係るプラズマ処理装置としての誘導結合プラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図2】図１における高周波アンテナの構成を概略的に示す平面図である。

【図3】図１におけるシャワーヘッドの分割形態を説明するための模式的な平面図である。

【図4】図１の誘導結合プラズマ処理装置における各分割シャワーヘッドへの処理ガスの供給形態を説明するための模式図である。

【図5】本発明の第２の実施の形態に係るプラズマ処理装置としての誘導結合プラズマ処理装置におけるシャワーヘッドの分割形態を説明するための模式的な平面図である。

【図6】本発明の第３の実施の形態に係るプラズマ処理装置としての誘導結合プラズマ処理装置におけるシャワーヘッドの分割形態を説明するための模式的な平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0015】

まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。

【0016】

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るプラズマ処理装置としての誘導結合プラズマ処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

【0017】

図１に示す誘導結合プラズマ処理装置１０は、平面視矩形の基板、例えば、ＦＰＤ用ガラス基板上に薄膜トランジスタを形成する際のメタル膜、ＩＴＯ膜、酸化膜等のエッチング処理や、レジスト膜のアッシング処理等のプラズマ処理を行う。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）等が該当する。

【0018】

誘導結合プラズマ処理装置１０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処理容器１１を備える。処理容器１１は分解可能に構成され、接地線１２によって電気的に接地されている。処理容器１１は、該処理容器１１と絶縁されて形成された平面視矩形のシャワーヘッド１３により、図中上下方向に関してアンテナ室１４及び処理室１５に区画されている。シャワーヘッド１３は金属窓として機能し、処理室１５の天壁を構成する。金属窓となるシャワーヘッド１３は、例えば、非磁性体で導電性の金属、例えば、アルミニウム又はアルミニウムを含む合金で構成される。また、シャワーヘッド１３の耐プラズマ性を向上させるために、シャワーヘッド１３の処理室１５側の表面に誘電体膜や誘電体カバーを設けてもよい。誘電体膜としては陽極酸化膜又は溶射セラミックス膜が該当する。また、誘電体カバーとしては石英又はセラミックスからなるカバーが該当する。

【0019】

アンテナ室１４の側壁１４ａ及び処理室１５の側壁１５ａとの間には、処理容器１１の内側に突出する支持棚１６が配置されている。支持棚１６は導電性材料、例えば、アルミニウム等の金属で構成される。シャワーヘッド１３は後述するように絶縁部材１８を介して複数、例えば、２４個の分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｘに分割される。シャワーヘッド１３は、絶縁部材１８を介して支持棚１６に支持される。分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｘの各々には、混合ガスからなる処理ガスを供給するガスボックス１９からガス供給管２０を介して処理ガスが供給され、各分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｘはそれぞれに形成されたガス吐出孔２１から処理ガスを処理室１５の内部（処理空間Ｓ）へ導入する。すなわち、各分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｘは個別に処理ガスを処理空間Ｓへ導入する。なお、各分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｘへの処理ガスの供給形態の詳細については後述する。

【0020】

シャワーヘッド１３の上のアンテナ室１４内には、シャワーヘッド１３に面するように高周波アンテナ２２が配置されている。高周波アンテナ２２は絶縁部材からなるスペーサ（図示せず）によってシャワーヘッド１３から離間して配置され、後述する第１の分割シャワーヘッド群〜第４の分割シャワーヘッド群の各々に対応するように配置されている。高周波アンテナ２２は、例えば、図２に示すように、平面視において渦巻き状に形成され、導電性材料、例えば、銅等からなる略Ｌ字状の４本のアンテナ線２２ａ〜２２ｄを９０°毎に回転角度をずらしながら巻回して全体が渦巻状を呈するように構成した多重（四重）アンテナからなり、各アンテナ線２２ａ〜２２ｄの配置領域が略額縁状をなしている。なお、高周波アンテナ２２の形態は図２に示す例に限られず、一本又は複数のアンテナ線を環状にした環状アンテナであってもよい。

【0021】

高周波アンテナ２２には、給電線２４及び整合器２５を介して第１の高周波電源２６が接続されている。プラズマ処理の間、第１の高周波電源２６から給電線２４を介して、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電力が高周波アンテナ２２に供給されることにより、金属窓として機能するシャワーヘッド１３に誘起されるループ電流を介して処理室１５の処理空間Ｓに誘導電界が形成され、シャワーヘッド１３から処理空間Ｓへ導入された処理ガスが、形成された誘導電界によって励起され、処理室１５の処理空間Ｓにプラズマが生成される。

【0022】

処理室１５の底壁には、シャワーヘッド１３を挟んで高周波アンテナ２２と対向するように、ＦＰＤ用ガラス基板（以下、単に「基板」という。）Ｇを載置するための載置台２７が絶縁部材２８を介して固定されている。載置台２７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、載置台２７に載置された基板Ｇは、静電チャック（図示せず）によって載置台２７へ吸着保持される。載置台２７の上部周縁部には絶縁性のシールドリング２９が配置され、載置台２７の側面は絶縁リング３０によって覆われる。載置台２７には基板Ｇの搬出入のための複数のリフターピン３１が、処理室１５の底壁及び絶縁部材２８を介して挿通されている。各リフターピン３１は、処理容器１１の外部に配置された昇降機構（図示せず）によって昇降駆動し、基板Ｇの搬出入を行う。また、処理容器１１の外部の下方には、整合器３２及び第２の高周波電源３３が配置され、載置台２７には給電線３４により、整合器３２を介して第２の高周波電源３３が接続されている。第２の高周波電源３３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３．２ＭＨｚの高周波電力を載置台２７に供給する。このバイアス用の高周波電力によって生成されたセルフバイアスにより、処理室１５の内部に生成されたプラズマ中のイオンが効果的に基板Ｇに引き込まれる。

【0023】

さらに、載置台２７内には、基板Ｇの温度を制御するため、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、温度センサーとが配置されている（いずれも図示しない）。これらの機構や部材に対する配管や配線は、いずれも処理容器１１の底面及び絶縁部材２８に配置された開口部３５を通して処理容器１１の外部に導出される。

【0024】

処理室１５の側壁１５ａには、基板Ｇを搬出入するための搬出入口３６及び該搬出入口３６を開閉するゲートバルブ３７が配置されている。また、処理室１５の底壁には、排気管３８を介して真空ポンプ等を含む排気装置３９が接続されている。排気装置３９によって処理室１５の内部が排気され、プラズマ処理中、処理室１５の内部が所定の真空雰囲気（例えば１．３３Ｐａ）に設定、維持される。また、載置台２７に載置された基板Ｇの裏面側には極薄の冷却空間（図示しない）が形成され、冷却空間には一定の圧力の熱伝達用ガスとしてヘリウムガスがヘリウムガス流路４０から供給される。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のプラズマ処理による温度上昇や温度変化を抑制することができる。

【0025】

誘導結合プラズマ処理装置１０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４１に接続されて制御される。また、制御部４１には、オペレータによる誘導結合プラズマ処理装置１０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、誘導結合プラズマ処理装置１０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４２が接続されている。さらに、制御部４１には、誘導結合プラズマ処理装置１０で実行される各種処理を制御部４１の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて誘導結合プラズマ処理装置１０の各構成部に処理を実行させるためのプログラム、即ち、処理レシピが格納された記憶部４３が接続されている。特に、処理レシピは記憶部４３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、ＣＤ−ＲＯＭ、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４２からの指示等にて任意の処理レシピを記憶部４３から呼び出して制御部４１に実行させることにより、制御部４１の制御下で誘導結合プラズマ処理装置１０による所望の処理が行われる。

【0026】

ところで、誘導結合プラズマは、高周波アンテナに高周波電流が流れることにより、その周囲に磁界が発生し、当該磁界によって誘起される誘導電界を利用して高周波放電を起こし、当該高周波放電によって処理ガスを励起させて生じさせるプラズマである。ここで、処理室の天壁として金属窓を用いると、高周波アンテナからの磁界が金属窓を透過しないため、金属窓の裏面側、すなわち、処理室の内部に磁界が到達せず、当該内部においてプラズマが生じない。

【0027】

本実施の形態では、これに対応して、金属窓として機能するシャワーヘッド１３を絶縁部材１８で分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｘに分割することにより、各分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｘにおいてループ電流を誘起させて処理室１５の処理空間Ｓに誘導電界を形成し、該誘導電界によって処理空間Ｓに導入された処理ガスを励起させてプラズマを生じさせる。

【0028】

図３は、図１におけるシャワーヘッドの分割形態を説明するための模式的な平面図である。

【0029】

図３において、シャワーヘッド１３の中央から外周へ向かう方向を径方向とし、且つシャワーヘッド１３の外周を辿る方向を周方向としたとき、シャワーヘッド１３は、径方向及び周方向に関し、絶縁部材１８を介して複数の分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｘに分割される。具体的には、シャワーヘッド１３は径方向に関して３分割され、さらに、径方向に３分割されたシャワーヘッド１３は、中央から外周へ向かうにつれて周方向に関し、４分割、８分割及び１２分割される。すなわち、本実施の形態では、シャワーヘッド１３が２４個の分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｘに分割される。

【0030】

また、各分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｘは４つの分割シャワーヘッド群に仕分けされる。なお、図３では、同じ分割シャワーヘッド群に含まれる分割シャワーヘッドには同じハッチングを記している。具体的に、各分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｘは、シャワーヘッド１３の角部に位置する８つの分割シャワーヘッド１３ｏ，１３ｐ，１３ｒ，１３ｓ，１３ｕ，１３ｖ，１３ｘ及び１３ｍからなる第１の分割シャワーヘッド群と、シャワーヘッド１３の外周に位置して第１の分割シャワーヘッド群の各分割シャワーヘッドに挟まれる４つの分割シャワーヘッド１３ｎ，１３ｑ，１３ｔ，１３ｗからなる第２の分割シャワーヘッド群と、シャワーヘッド１３の中央付近に存在する４つの分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｄからなる第３の分割シャワーヘッド群と、第３の分割シャワーヘッド群及び第１の分割シャワーヘッド群又は第２の分割シャワーヘッド群に挟まれる８つの分割シャワーヘッド１３ｅ〜１３ｌからなる第４の分割シャワーヘッド群とに仕分けされる。なお、上述したように、高周波アンテナ２２が第１の分割シャワーヘッド群〜第４の分割シャワーヘッド群の各々に対応するように配置されている。

【0031】

図４は、図１の誘導結合プラズマ処理装置における各分割シャワーヘッドへの処理ガスの供給形態を説明するための模式図である。

【0032】

図４において、誘導結合プラズマ処理装置１０では、ガスボックス１９からのガス供給管２０が第１の分割シャワーヘッド群〜第４の分割シャワーヘッド群に対応して４つのガス供給支管４４〜４７に分岐され、ガス供給支管４４は第１の分割シャワーヘッド群へ処理ガスを供給し、ガス供給支管４５は第２の分割シャワーヘッド群へ処理ガスを供給し、ガス供給支管４６は第３の分割シャワーヘッド群へ処理ガスを供給し、ガス供給支管４７は第４の分割シャワーヘッド群へ処理ガスを供給する。

【0033】

誘導結合プラズマ処理装置１０では、各ガス供給支管４４〜４７に対応して４つの流量比率制御器（Flow Ratio Controller：ＦＲＣ）４８〜５１が配置され、各ＦＲＣ４８〜５１は、対応する各ガス供給支管４４〜４７を流れる処理ガスの流量を個別に制御する。これにより、第１の分割シャワーヘッド群〜第４の分割シャワーヘッド群から処理空間Ｓへ導入される処理ガスの流量を個別に制御することができる。

【0034】

また、各ガス供給支管４４〜４７が各ＦＲＣ４８〜５１の下流において分岐され、各分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｘへ個別に処理ガスが供給される。例えば、図４に示すように、ガス供給支管４５は４つの分岐管４５ａ〜４５ｄ（ガス流路）に分岐され、分岐管４５ａ〜４５ｄの各々は第２の分割シャワーヘッド群の分割シャワーヘッド１３ｎ，１３ｑ，１３ｔ，１３ｗの各々へ接続される。ガス供給支管４５においてＦＲＣ４９から各分岐管４５ａ〜４５ｄを経て各分割シャワーヘッド１３ｎ，１３ｑ，１３ｔ，１３ｗまで至るガス流路の長さは統一され、各分岐管４５ａ〜４５ｄの断面積も統一される。したがって、ＦＲＣ４９から各分割シャワーヘッド１３ｎ，１３ｑ，１３ｔ，１３ｗまで至るガス流路のコンダクタンスは同じとなり、各分割シャワーヘッド１３ｎ，１３ｑ，１３ｔ，１３ｗへ処理ガスが均等に配分される。その結果、各分割シャワーヘッド１３ｎ，１３ｑ，１３ｔ，１３ｗから同一量の処理ガスが処理空間Ｓへ導入される。

【0035】

また、ガス供給支管４４は８つの分岐管４４ａ〜４４ｈに分岐され、分岐管４４ａ〜４４ｈの各々は第１の分割シャワーヘッド群の分割シャワーヘッド１３ｏ，１３ｐ，１３ｒ，１３ｓ，１３ｕ，１３ｖ，１３ｘ及び１３ｍの各々へ接続される。ガス供給支管４４においても各分岐管４４ａ〜４４ｈの長さは統一され、各分岐管４４ａ〜４４ｈの断面積も統一される。したがって、各分割シャワーヘッド１３ｏ，１３ｐ，１３ｒ，１３ｓ，１３ｕ，１３ｖ，１３ｘ及び１３ｍからも同一量の処理ガスが処理空間Ｓへ導入される。

【0036】

さらに、ガス供給支管４６は４つの分岐管４６ａ〜４６ｄに分岐され、分岐管４６ａ〜４６ｄの各々は第３の分割シャワーヘッド群の分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｄの各々へ接続される。ガス供給支管４６においても各分岐管４６ａ〜４６ｄの長さは統一され、各分岐管４６ａ〜４６ｄの断面積も統一される。したがって、各分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｄからも同一量の処理ガスが処理空間Ｓへ導入される。

【0037】

また、ガス供給支管４７は８つの分岐管４７ａ〜４７ｈに分岐され、分岐管４７ａ〜４７ｈの各々は第４の分割シャワーヘッド群の分割シャワーヘッド１３ｅ〜１３ｌの各々へ接続される。ガス供給支管４７においても各分岐管４７ａ〜４７ｈの長さは統一され、各分岐管４７ａ〜４７ｈの断面積も統一される。したがって、各分割シャワーヘッド１３ｅ〜１３ｌからも同一量の処理ガスが処理空間Ｓへ導入される。

【0038】

なお、誘導結合プラズマ処理装置１０では、高周波アンテナ２２が第１の分割シャワーヘッド群〜第４の分割シャワーヘッド群の各々に対応するように配置されていることから、処理空間Ｓにおける第１の分割シャワーヘッド群〜第４の分割シャワーヘッド群に対向する部分に導入された処理ガスの流量に応じて第１の分割シャワーヘッド群〜第４の分割シャワーヘッド群に対向する部分の誘導電界の強度を高周波アンテナ２２によって制御してもよい。

【0039】

誘導結合プラズマ処理装置１０によれば、第１の分割シャワーヘッド群〜第４の分割シャワーヘッド群へ供給される処理ガスの流量は個別に制御されるので、第１の分割シャワーヘッド群〜第４の分割シャワーヘッド群から処理空間Ｓへ導入される処理ガスの流量を個別に制御することができる。これにより、処理空間Ｓの処理ガスの分布を任意に調整することができる。また、金属窓として機能する第１の分割シャワーヘッド群〜第４の分割シャワーヘッド群の各々へ個別にループ電流を誘起させて処理空間Ｓに誘導電界を形成することにより、処理空間Ｓの誘導電界の分布を任意に調整することができる。すなわち、処理空間Ｓにおいて、処理ガスの分布と誘導電界の分布を独立して制御できるので、様々な状況に対応するために各所においてエッチングレートを個別に制御することができ、もって、基板Ｇへ均一なプラズマ処理を施すことができる。

【0040】

具体的に、誘導結合プラズマ処理装置１０では、例えば、基板Ｇに成膜されたアルミ（Ａｌ）膜をエッチングする際、処理ガスとして塩素ガスを各分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｘから処理空間Ｓへ導入し、高周波アンテナ２２によって処理空間Ｓに誘導電界を形成し、塩素ガスを励起して誘導結合プラズマを生じさせる。この場合、生成されたプラズマが側壁１５ａに触れて失活するので、シャワーヘッド１３の角部に位置する分割シャワーヘッド１３ｏ，１３ｐ，１３ｒ，１３ｓ，１３ｕ，１３ｖ，１３ｘ及び１３ｍからなる第１の分割シャワーヘッド群と、シャワーヘッド１３の外周に位置する分割シャワーヘッド１３ｎ，１３ｑ，１３ｔ，１３ｗからなる第２の分割シャワーヘッド群とに誘起されるループ電流を、シャワーヘッド１３の中央付近に存在する分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｄからなる第３の分割シャワーヘッド群と、第３の分割シャワーヘッド群及び第１の分割シャワーヘッド群又は第２の分割シャワーヘッド群に挟まれる分割シャワーヘッド１３ｅ〜１３ｌからなる第４の分割シャワーヘッド群とに誘起されるループ電流よりも増大させて側壁１５ａ近傍に形成される誘導電界を強くする。これにより、側壁１５ａ近傍において生成されるプラズマを増大させ、側壁１５ａに触れて失活したプラズマを補い、処理空間Ｓにおいて誘導結合プラズマの均一な分布を実現する（より好ましくは、誘起されるループ電流の量が第３の分割シャワーヘッド群＜第４の分割シャワーヘッド群＜第２の分割シャワーヘッド群＜第１の分割シャワーヘッド群となるように調整する。）。また、基板Ｇの周縁部では未反応の塩素ガスが多く存在するが、エッチング対象であるアルミ膜はケミカル反応性が高いため、ローディング効果により、基板Ｇの周縁部におけるエッチングレートが高くなる。このローディング効果を抑制するために、シャワーヘッド１３の角部に位置する第１の分割シャワーヘッド群とシャワーヘッド１３の外周に位置する第２の分割シャワーヘッド群に供給される塩素ガスの量を、シャワーヘッド１３の中央付近に存在する第３の分割シャワーヘッド群と、第３の分割シャワーヘッド群及び第１の分割シャワーヘッド群又は第２の分割シャワーヘッド群に挟まれる第４の分割シャワーヘッド群に供給される塩素ガスの量よりも減少させる。（より好ましくは、供給される塩素ガスの量が第３の分割シャワーヘッド群＝第４の分割シャワーヘッド群＞第２の分割シャワーヘッド群＞第１の分割シャワーヘッド群となるように調整する。）。

【0041】

また、誘導結合プラズマ処理装置１０において、基板Ｇに成膜された酸化シリコン（ＳｉＯ_２）膜をエッチングする際、処理ガスとして四フッ化炭素（ＣＦ_４）と酸素（Ｏ_２）の混合ガスを各分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｘから処理空間Ｓへ導入し、高周波アンテナ２２によって処理空間Ｓに誘導電界を形成し、処理ガスを励起して誘導結合プラズマを生じさせる場合もある。この場合、エッチング対象である酸化シリコン膜は、シリコン原子と酸素原子の結合が強く、処理ガスとのケミカル反応性が低いため、ローディング効果が作用し難い。したがって、ローディング効果を抑制するために処理空間Ｓにおいて処理ガスを偏在させる必要が無く、シャワーヘッド１３の角部に位置する第１の分割シャワーヘッド群、シャワーヘッド１３の外周に位置する第２の分割シャワーヘッド群、シャワーヘッド１３の中央付近に存在する第３の分割シャワーヘッド群と、第３の分割シャワーヘッド群及び第１の分割シャワーヘッド群又は第２の分割シャワーヘッド群に挟まれる第４の分割シャワーヘッド群において供給される処理ガスの流量を等しくすることができる。このように、第１の分割シャワーヘッド群〜第４の分割シャワーヘッド群の各々が、処理空間Ｓへ供給する処理ガスの流量と、処理空間Ｓに形成する誘導電界の量を個別に制御することができるため、処理空間Ｓの各所においてエッチングレートを個別に制御することができ、もって、基板Ｇへの均一なプラズマ処理を実現することができる。

【0042】

また、誘導結合プラズマ処理装置１０では、ガス供給支管４５においてＦＲＣ４９から各分岐管４５ａ〜４５ｄを経て第２の分割シャワーヘッド群の各分割シャワーヘッド１３ｎ，１３ｑ，１３ｔ，１３ｗまで至るガス流路の長さは統一され、各分岐管４５ａ〜４５ｄの断面積も統一されるので、ＦＲＣ４９から各分割シャワーヘッド１３ｎ，１３ｑ，１３ｔ，１３ｗまで至るガス流路のコンダクタンスを統一することができ、各分割シャワーヘッド１３ｎ，１３ｑ，１３ｔ，１３ｗへ処理ガスを均等に分配することができる。これにより、第２の分割シャワーヘッド群において各分割シャワーヘッド１３ｎ，１３ｑ，１３ｔ，１３ｗへ処理ガスを均等に分配するためのＦＲＣを設ける必要を無くすことができ、もって、誘導結合プラズマ処理装置１０の構成を簡素化することができる。なお、第１の分割シャワーヘッド群、第３の分割シャワーヘッド群及び第４の分割シャワーヘッド群においても同様の効果を奏することができる。

【0043】

さらに、誘導結合プラズマ処理装置１０では、第１の分割シャワーヘッド群〜第４の分割シャワーヘッド群に対応して高周波アンテナ２２が配置されるので、処理空間Ｓの誘導電界の強度の分布を処理ガスの分布に合わせて制御することができ、もって、処理空間Ｓにおける誘導結合プラズマの分布を詳細に制御することができる。

【0044】

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

【0045】

第２の実施の形態は、その構成、作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。

【0046】

図５は、本発明の第２の実施の形態に係るプラズマ処理装置としての誘導結合プラズマ処理装置におけるシャワーヘッドの分割形態を説明するための模式的な平面図である。

【0047】

図５において、各分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｘは５つの分割シャワーヘッド群に仕分けされる。なお、図５でも、同じ分割シャワーヘッド群に含まれる分割シャワーヘッドには同じハッチングを記している。具体的に、８つの分割シャワーヘッド１３ｏ，１３ｐ，１３ｒ，１３ｓ，１３ｕ，１３ｖ，１３ｘ及び１３ｍからなる第１の分割シャワーヘッド群と、４つの分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｄからなる第３の分割シャワーヘッド群と、８つの分割シャワーヘッド１３ｅ〜１３ｌからなる第４の分割シャワーヘッド群と、シャワーヘッド１３の外周に位置し且つシャワーヘッド１３の長辺に沿う２つの分割シャワーヘッド１３ｎ，１３ｔからなる第５の分割シャワーヘッド群と、シャワーヘッド１３の外周に位置し且つシャワーヘッド１３の短辺に沿う２つの分割シャワーヘッド１３ｗ，１３ｑからなる第６の分割シャワーヘッド群とに仕分けされる。なお、本実施の形態でも、高周波アンテナ２２が第１の分割シャワーヘッド群、第３の分割シャワーヘッド群〜第６の分割シャワーヘッド群に対応するように配置されている。

【0048】

また、本実施の形態でも、ガスボックス１９からのガス供給管２０が第１の分割シャワーヘッド群、第３の分割シャワーヘッド群〜第６の分割シャワーヘッド群に対応して５つのガス供給支管に分岐され、各ガス供給支管に対応して５つのＦＲＣが配置され、各ＦＲＣは、対応する各ガス供給支管を流れる処理ガスの流量を個別に制御する。これにより、第１の分割シャワーヘッド群、第３の分割シャワーヘッド群〜第６の分割シャワーヘッド群から処理空間Ｓへ導入される処理ガスの流量を個別に制御することができる。

【0049】

また、各ガス供給支管において対応するＦＲＣから各分岐管を経て同じ分割シャワーヘッド群の各分割シャワーヘッドまで至るガス流路の長さは統一され、各分岐管の断面積も統一される。したがって、ＦＲＣから同じ分割シャワーヘッド群の各分割シャワーヘッドまで至るガス流路のコンダクタンスは同じとなり、各分割シャワーヘッドへ処理ガスが均等に配分される。その結果、同じ分割シャワーヘッド群の各分割シャワーヘッドから同一量の処理ガスが処理空間Ｓへ導入される。

【0050】

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。

【0051】

第３の実施の形態は、その構成、作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。

【0052】

図６は、本発明の第３の実施の形態に係るプラズマ処理装置としての誘導結合プラズマ処理装置におけるシャワーヘッドの分割形態を説明するための模式的な平面図である。

【0053】

図６において、シャワーヘッド１３は、径方向及び周方向に関し、絶縁部材１８を介して複数の分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｘ、５２ａ〜５２ｐに分割される。具体的には、シャワーヘッド１３は径方向に関して４分割され、さらに、径方向に４分割されたシャワーヘッド１３は、中央から外周へ向かうにつれて周方向に関し、４分割、８分割、１２分割及び１６分割される。すなわち、本実施の形態では、シャワーヘッド１３が４０個の分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｘ、５２ａ〜５２ｐに分割される。

【0054】

また、各分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｘ、５２ａ〜５２ｐは６つの分割シャワーヘッド群に仕分けされる。なお、図６でも、同じ分割シャワーヘッド群に含まれる分割シャワーヘッドには同じハッチングを記している。具体的に、各分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｘ、５２ａ〜５２ｐは、シャワーヘッド１３の角部に位置する８つの分割シャワーヘッド５２ａ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｈ，５２ｉ，５２ｌ，５２ｍ及び５２ｐからなる第７の分割シャワーヘッド群と、シャワーヘッド１３の外周に位置して第７の分割シャワーヘッド群の各分割シャワーヘッドに挟まれる８つの分割シャワーヘッド５２ｂ，５２ｃ，５２ｆ，５２ｇ，５２ｊ，５２ｋ，５２ｎ及び５２ｏからなる第８の分割シャワーヘッド群と、シャワーヘッド１３の中央付近に存在する４つの分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｄからなる第３の分割シャワーヘッド群と、第３の分割シャワーヘッド群の分割シャワーヘッド１３ａ〜１３ｄと径方向に関して隣接する８つの分割シャワーヘッド１３ｅ〜１３ｌからなる第４の分割シャワーヘッド群と、第７の分割シャワーヘッド群及び第４の分割シャワーヘッド群に挟まれる８つの分割シャワーヘッド１３ｏ，１３ｐ，１３ｒ，１３ｓ，１３ｕ，１３ｖ，１３ｘ及び１３ｍからなる第１の分割シャワーヘッド群と、第８の分割シャワーヘッド群及び第４の分割シャワーヘッド群に挟まれる４つの分割シャワーヘッド１３ｎ，１３ｑ，１３ｔ，１３ｗからなる第２の分割シャワーヘッド群とに仕分けされる。なお、本実施の形態でも、高周波アンテナ２２が第１の分割シャワーヘッド群〜第４の分割シャワーヘッド群、第７の分割シャワーヘッド群及び第８の分割シャワーヘッド群に対応するように配置されている。

【0055】

また、本実施の形態でも、ガスボックス１９からのガス供給管２０が第１の分割シャワーヘッド群〜第４の分割シャワーヘッド群、第７の分割シャワーヘッド群及び第８の分割シャワーヘッド群に対応して６つのガス供給支管に分岐され、各ガス供給支管に対応して６つのＦＲＣが配置され、各ＦＲＣは、対応する各ガス供給支管を流れる処理ガスの流量を個別に制御する。これにより、第１の分割シャワーヘッド群〜第４の分割シャワーヘッド群、第７の分割シャワーヘッド群及び第８の分割シャワーヘッド群から処理空間Ｓへ導入される処理ガスの流量を個別に制御することができる。

【0056】

また、各ガス供給支管において対応するＦＲＣから各分岐管を経て同じ分割シャワーヘッド群の各分割シャワーヘッドまで至るガス流路の長さは統一され、各分岐管の断面積も統一される。したがって、ＦＲＣから同じ分割シャワーヘッド群の各分割シャワーヘッドまで至るガス流路のコンダクタンスは同じとなり、各分割シャワーヘッドへ処理ガスが均等に配分される。その結果、同じ分割シャワーヘッド群の各分割シャワーヘッドから同一量の処理ガスが処理空間Ｓへ導入される。

【0057】

以上、本発明について、上記各実施の形態を用いて説明したが、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0058】

Ｇ 基板
１０ 誘導結合プラズマ処理装置
１１ 処理容器
１３ シャワーヘッド
１３ａ〜１３ｘ，５２ａ〜５２ｐ 分割シャワーヘッド
１５ 処理室
１８ 絶縁部材
２０ ガス供給管
２２ 高周波アンテナ
４４〜４７ ガス供給支管
４８〜５１ ＦＲＣ
４４ａ〜４４ｈ，４５ａ〜４５ｄ，４６ａ〜４６ｄ，４７ａ〜４７ｈ 分岐管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】