(57)【要約】      （修正有）【課題】整合回路の発熱を抑制しつつ、分割アンテナを備えた誘導結合プラズマ処理装置のパワー効率を向上させることが可能な高周波アンテナ回路を提供する。【解決手段】誘導結合プラズマ処理装置において基板を処理する処理チャンバー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回路であって、処理チャンバー内にプラズマを生成するプラズマ生成アンテナ１６と、プラズマ生成アンテナ１６に高周波電力を供給する高周波電源１８と、高周波電源１８とプラズマ生成アンテナ１６との間に介在する整合回路１９と、プラズマ生成アンテナ１６を構成し、整合回路１９を通過後の高周波電力が分配される複数の分割アンテナ１６−１〜１６−４と、複数の分割アンテナ１６−１〜１６−４のそれぞれに並列に設けられた並列共振キャパシタ回路３０−１〜３０−４とを有する。【選択図】図３
2013105664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導結合プラズマ処理装置において基板を処理する処理チャンバー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回路であって、
前記処理チャンバー内にプラズマを生成するプラズマ生成アンテナと、
前記プラズマ生成アンテナに高周波電力を供給する高周波電源と、
前記高周波電源と前記プラズマ生成アンテナとの間に介在する整合回路と、
前記プラズマ生成アンテナを構成し、前記整合回路を通過後の高周波電力が分配される複数の分割アンテナと、
前記複数の分割アンテナのそれぞれに並列に設けられた並列共振キャパシタ回路と
を有することを特徴とする高周波アンテナ回路。
【請求項２】
基板を処理する処理チャンバー内に誘導結合プラズマを生成する誘導結合プラズマ処理装置であって、
前記処理チャンバー内上部に設けられた天板と、
前記天板上に設けられ、複数の分割アンテナから構成されるプラズマ生成アンテナと、
前記複数の分割アンテナのそれぞれに並列に設けられた並列共振キャパシタ回路と
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３】
前記天板は、前記複数の分割アンテナと同数に、分割された金属板で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項４】
前記複数の分割アンテナは、それぞれ前記分割された金属板に対応して、直線状に複数本並列接続されて形成されていることを特徴とする請求項３に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項５】
前記天板は、少なくとも１以上の誘電体板で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項６】
前記複数の分割アンテナは、それぞれスパイラル状に形成されることを特徴とする請求項５に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項７】
前記並列共振キャパシタ回路の少なくとも一つは、前記分割アンテナに並列に接続された容量固定型コンデンサを含むことを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項８】
前記並列共振キャパシタ回路の少なくとも一つは、前記分割アンテナに並列に接続された共振状態制御用の容量可変型コンデンサを含むことを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項９】
前記分割アンテナへ電流を分配する電流分配点と、前記分割アンテナと前記並列共振キャパシタ回路との分配点側の接続点との間に設けられた分配電流制御用の容量可変型コンデンサをさらに具備することを特徴とする請求項２から請求項８のいずれか一項に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記分割アンテナは、天板の中央部に配置された分割アンテナと、天板の周縁部に配置された分割アンテナとを含み、
前記共振状態制御用の容量可変型コンデンサが、前記天板の周縁部に配置された分割アンテナに設けられていることを特徴とする請求項８に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記分割アンテナは、天板の中央部に配置された分割アンテナと、天板の周縁部に配置された分割アンテナとを含み、
前記分配電流制御用の容量可変型コンデンサが、前記天板の周縁部に配置された分割アンテナに設けられていることを特徴とする請求項９に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記分割アンテナは、天板の中央部に配置された分割アンテナと、天板の周縁部に配置された分割アンテナとを含み、
前記共振状態制御用の容量可変型コンデンサ及び前記分配電流制御用の容量可変型コンデンサが、前記天板の周縁部に配置された分割アンテナに設けられていることを特徴とする請求項９に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項１３】
前記分割アンテナと接地点との間に設けられた電流計をさらに具備し、
前記電流計によるモニター結果を、前記共振状態制御用の容量可変型キャパシタにフィードバックし、前記分割アンテナと前記並列共振キャパシタ回路とを含むＬＣ回路の共振状態を制御するように構成されていることを特徴とする請求項８又は請求項１０又は請求項１２に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
【請求項１４】
前記分割アンテナと接地点との間に設けられた電流計をさらに具備し、
前記電流計によるモニター結果を、前記分配電流制御用の容量可変型キャパシタにフィードバックし、前記分割アンテナへの分配電流を制御するように構成されていることを特徴とする請求項９又は請求項１１又は請求項１２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】
この発明は、高周波アンテナ回路及び誘導結合プラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＰＤに用いられるガラス基板の大型化に伴い、これを処理するプラズマ装置も大面積でのプラズマ制御が求められてきている。従来から、高密度プラズマを得ることができる誘導結合プラズマ処理装置がガラス基板の処理に用いられているが、上記要求に応えるため、アンテナを多分割し、分割されたアンテナ毎に制御できるような方法がとられてきている。
【０００３】
分割アンテナの手法としては、一つには、複数のアンテナ片で構成されたスパイラルアンテナと該スパイラルアンテナと処理室との間に配された誘電体もしくはアルミにより構成され、複数に分割された窓との組み合わせによるもの（特許文献１）、また、他の手法としては分割されたアルミ窓ごとに直線アンテナを配したもの（同じく特許文献１）が用いられる。
【０００４】
また、特許文献２には、アンテナに並列共振回路を設け、アンテナに流れる電流を大きくする技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０２９５８４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３５２９８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、分割アンテナを備え、高周波電源から整合回路を介して電流を分配供給する誘導結合プラズマ処理装置においては、処理室の内部に大きな誘導電界を形成しようとすると、分割アンテナそれぞれに分配する電流を大きくしなければならない。このため、整合回路に大きな電流が流れ、整合回路が発熱し、パワー損失が大きくなる。
【０００７】
整合回路の発熱を抑えるためには、高周波電源から整合回路を介して分割アンテナのそれぞれに分配される分配電流を小さくすれば良いが、分配電流を小さくすると、処理室の内部に十分な誘導電界を形成することが困難になる。
【０００８】
この発明は、整合回路の発熱を抑制しつつ、分割アンテナを備え、高周波電源から整合回路を介して電流を分配供給する誘導結合プラズマ処理装置の処理室の内部に、十分な誘導電界を形成することが可能な高周波アンテナ回路及び誘導結合プラズマ処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の第１の態様に係る高周波アンテナ回路は、誘導結合プラズマ処理装置において基板を処理する処理チャンバー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回路であって、前記処理チャンバー内にプラズマを生成するプラズマ生成アンテナと、前記プラズマ生成アンテナに高周波電力を供給する高周波電源と、前記高周波電源と前記プラズマ生成アンテナとの間に介在する整合回路と、前記プラズマ生成アンテナを構成し、前記整合回路を通過後の高周波電力が分配される複数の分割アンテナと、前記複数の分割アンテナのそれぞれに並列に設けられた並列共振キャパシタ回路とを有する。
【００１０】
この発明の第２の態様に係る誘導結合プラズマ処理装置は、基板を処理する処理チャンバー内に誘導結合プラズマを生成する誘導結合プラズマ処理装置であって、前記処理チャンバー内上部に設けられた天板と、前記天板上に設けられ、複数の分割アンテナから構成されるプラズマ生成アンテナと、前記複数の分割アンテナのそれぞれに並列に設けられた並列共振キャパシタ回路とを有する。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、整合回路の発熱を抑制しつつ、分割アンテナを備えた誘導結合プラズマ処理装置のパワー効率を向上させることが可能な高周波アンテナ回路及び誘導結合プラズマ処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の一実施形態に係る誘導結合プラズマ処理装置を概略的に示す断面図
【図２Ａ】図１に示す誘導結合プラズマ処理装置の金属窓および高周波アンテナの一例を示す平面図
【図２Ｂ】９分割した場合の金属窓および高周波アンテナの一例を示す平面図
【図２Ｃ】２５分割した場合の金属窓および高周波アンテナの一例を示す平面図
【図３】この発明の一実施形態に係る誘導結合プラズマ処理装置が備えている高周波アンテナ回路の一回路例を示す回路図
【図４】高周波アンテナ回路の第１の変形例を示す回路図
【図５】高周波アンテナ回路の第２の変形例を示す回路図
【図６】分割アンテナの第１の変形例を示す平面図
【図７】図６に示す分割アンテナを持つ誘導結合プラズマ処理装置が備えている高周波アンテナ回路の一回路例を示す回路図
【図８】高周波アンテナ回路の第３の変形例を示す回路図
【図９】高周波アンテナ回路の第４の変形例を示す回路図
【図１０】高周波アンテナ回路の第５の変形例を示す回路図
【図１１】高周波アンテナ回路の第６の変形例を示す回路図
【図１２】分割アンテナの第２の変形例を示す平面図
【図１３】図１２に示す分割アンテナを持つ誘導結合プラズマ処理装置が備えている高周波アンテナ回路の一回路例を示す回路図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１はこの発明の一実施形態に係る誘導結合プラズマ処理装置を概略的に示す断面図、図２Ａは図１に示す誘導結合プラズマ処理装置の金属窓および高周波アンテナの一例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。ここで、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。
【００１５】
図１に示すように、誘導結合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（アルマイト処理）されたアルミニウムからなる角筒形状の気密な処理チャンバー１を有する。処理チャンバー１は、接地線１ａにより接地されている。
【００１６】
処理チャンバー１の内部は、処理チャンバー１と絶縁されて形成された金属窓２により、アンテナ室３と処理室４とに上下に区画されている。金属窓２は、本例では処理チャンバー１の内部に設けられる天板を構成し、例えば、非磁性体で導電性の金属で構成される。非磁性体で導電性の金属の例は、アルミニウム、又はアルミニウムを含む合金である。
【００１７】
アンテナ室３の側壁３ａと処理室４の側壁４ａとの間には、処理チャンバー１の内側に突出する支持棚５、及び処理ガス供給用のシャワー筐体を兼ねる十字形状の支持梁６が設けられている。支持梁６がシャワー筐体を兼ねる場合には、支持梁６の内部に、被処理基板Ｇの被処理面に対して平行に伸びる処理ガス流路７が形成される。処理ガス流路７には、処理室４内に処理ガスを吐出する複数の処理ガス吐出孔７ａが連通される。
【００１８】
支持梁６の上部には、ガス流路７に連通するように処理ガス供給管８が接続される。処理ガス供給管８は、処理チャンバー１の天井から処理チャンバー１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９に接続される。プラズマ処理に際しては、処理ガスが、処理ガス供給系９から処理ガス供給管８を介して支持梁６の処理ガス流路７に供給され、そして、処理ガス吐出孔７ａから処理室４の内部に吐出される。支持棚５、及び支持梁６は導電性材料、望ましくは金属で構成される。金属の例としてはアルミニウムである。
【００１９】
金属窓２は、本例では、図２Ａに示すように金属窓２−１〜２−４に四分割されている。本例では、処理室４の平面形状が矩形である。本例では、支持梁６が、矩形の中心から各辺の中点を結ぶようにして平面から見て十字形状に形成され、かつ、支持棚５が十字形状の支持梁６の周囲を囲む。これにより、支持棚５と支持梁６との間に、マス目状に四つの開口が形成される。四つの金属窓２−１〜２−４各々は、四つの開口をそれぞれ塞ぐようにして支持棚５及び支持梁６の上に絶縁物１０を介して載置される。これにより、金属窓２−１〜２−４は、支持棚５、支持梁６、並びに処理チャンバー１から絶縁され、かつ、金属窓２−１〜２−４どうしも互いに絶縁される。絶縁物１０の材料例は、例えば、セラミックやポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である。なお、図２Ａ中に示すＩ−Ｉ線に沿った断面は、図１に示す断面に対応する。
【００２０】
処理室４の底壁４ｂ上には、載置台１１が配置されている。載置台１１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、絶縁体１２によって底壁４ｂから絶縁された状態で底壁４ｂ上に配置される。また、載置台１１は、本例では整合回路２２を介してバイアス電源２３に接続されている。載置台１１の載置面上には、被処理基板Ｇ、例えば、ＬＣＤガラス基板が載置される。載置台１１に載置された被処理基板Ｇは、載置台１１の内部に設けられた図示せぬ静電チャックにより、載置台１１の載置面上に吸着保持される。
【００２１】
また、処理室４の側壁４ａには、被処理基板Ｇを搬入出するための搬入出口４ｃが設けられている。搬入出口４ｃは、ゲートバルブ１３によって開閉される。
【００２２】
さらに、処理室４の底壁４ｂには、排気口４ｄが設けられている。排気口４ｄには、排気管１４が接続されている。排気管１４は、真空ポンプ等を含む排気装置１５に接続される。排気装置１５は、処理室４の内部を排気管１４及び排気口４ｄを介して排気する。処理室４の内部は、例えば、被処理基板Ｇに対してプラズマ処理がされている間、所定の真空度、例えば、１．３３Ｐａなどの低い圧力に設定される。
【００２３】
アンテナ室３の内部には、高周波（ＲＦ）アンテナ１６が、金属窓２−１〜２−４それぞれに面するように配設されている。高周波アンテナ１６は、絶縁部材からなるスペーサ２１により金属窓２−１〜２−４から絶縁された状態で離間される。高周波アンテナ１６は、処理チャンバー１の内部、本例では処理室４の内部にプラズマを生成するプラズマ生成アンテナである。
【００２４】
本例の高周波アンテナ１６は、金属窓２−１〜２−４に対応して四つに分割され、金属窓２−１〜２−４ごとにそれぞれ独立した分割アンテナ１６−１〜１６−４の集合体として構成されている。本例の分割アンテナ１６−１〜１６−４は、図２に示すように、それぞれ複数の直線アンテナ、本例では四本の直線アンテナを含んでいる。本例の複数の直線アンテナは、金属窓２−１〜２−４の一端から他端まで金属窓２−１〜２−４を横断するように配置され、かつ、各々並列接続される。なお、高周波アンテナ回路の回路例については後述する。
【００２５】
分割アンテナ１６−１〜１６−４それぞれの一端には、給電部材１７−１〜１７−４（１７−１、１７−２のみを図１に示す）が接続されている。分割アンテナ１６−１〜１６−４には、高周波電源１８から整合回路１９及び給電部材１７−１〜１７−４を介して高周波電力が分配供給される。高周波電力の周波数の一例は、例えば、１３．５６ＭＨｚである。高周波電源１８と分割アンテナ１６−１〜１６−４との間に介在する整合回路１９は、高周波電源１８側とプラズマ負荷側との間でインピーダンス整合を行う回路であり、一般的にはマッチャーと呼ばれている。マッチャーは、その内部に可変コンデンサ若しくは可変インダクタ、又は可変コンデンサ及び可変インダクタを備えており、コンデンサの静電容量、及びインダクタのインダクタンスを制御することにより、高周波電源１８側とプラズマ負荷側との間でインピーダンス整合を行う。
【００２６】
分割アンテナ１６−１〜１６−４それぞれの他端は、例えば、アンテナ室３の側壁３ａ、若しくは別途に設けられた接地電位部材に接続されて接地される。その際、分割アンテナ１６−１〜１６−４とアンテナ室３の側壁３ａなどの接地電位部材との間に終端コンデンサを設けるようにしてもよい。
【００２７】
分割アンテナ１６−１〜１６−４に供給された高周波電力は、処理室４の内部に誘導電界を形成する。ガス吐出孔７ａから処理室４の内部に吐出された処理ガスは、処理室４の内部に形成された誘導電界によってプラズマ化される。
【００２８】
上記誘導結合プラズマ処理装置は、コンピュータからなる制御部５０に接続されて制御される構成となっている。制御部５０には、ユーザーインターフェース５１及び記憶部５２が接続されている。ユーザーインターフェース５１には、工程管理者が誘導結合プラズマ処理装置を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、誘導結合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が含まれている。記憶部５２には、誘導結合プラズマ処理装置で実行される各種処理を制御部５０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、すなわちレシピが格納される。なお、レシピは、ハードディスクや半導体メモリに記憶されていてもよいし、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性の記憶媒体に収容された状態で記憶部５２の所定位置にセットするようになっていてもよい。さらに、他方の装置から、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５１からの指示等にて任意のレシピを記憶部５２から呼び出して制御部５０に実行させることで、制御部５０の制御下で、誘導結合プラズマ処理装置での所望の処理が行われる。
【００２９】
図３は、この発明の一実施形態に係る誘導結合プラズマ処理装置が備えている高周波アンテナ回路の一回路例を示す回路図である。
【００３０】
図３に示すように、高周波アンテナ回路は、上述した高周波アンテナ（プラズマ生成アンテナ）１６、高周波電源１８、及び整合回路１９を有している。高周波アンテナ１６は、複数の分割アンテナ、本例では四つの分割アンテナ１６−１〜１６−４から構成される。分割アンテナ１６−１〜１６−４には、高周波電源１８から整合回路１９を通過した後の高周波電力が分配される。本例の分割アンテナ１６−１〜１６−４においては、複数の直線アンテナが並列接続されている。本例では四本の直線アンテナＬ１ａ〜Ｌ１ｄ、…、Ｌ４ａ〜Ｌ４ｄが並列接続されている。なお、直線アンテナはコイルアンテナではないが、インダクタンス成分を持つため、図３においては直線アンテナＬ１ａ〜Ｌ１ｄ、…、Ｌ４ａ〜Ｌ４ｄをインダクタとして表示している。そして、本例の高周波アンテナ回路は、分割アンテナ１６−１〜１６−４それぞれに並列接続された並列共振キャパシタ回路３０−１〜３０−４を有している。並列共振キャパシタ回路３０−１〜３０−４は、内部にコンデンサＣ１〜Ｃ４を含んでいる。これにより、分割アンテナ１６−１〜１６−４のそれぞれと並列共振キャパシタ回路３０−１〜３０−４のそれぞれとで、合計四つのＬＣ回路が構成される。
【００３１】
分割アンテナ１６−１〜１６−４のインダクタンスＬの値、並びに並列共振キャパシタ回路３０−１〜３０−４の静電容量Ｃの値は、上記ＬＣ回路が並列共振し、分割アンテナ１６−１〜１６−４に最大のループ電流が流れる値、もしくはＬＣ回路が並列共振する状態に近く、分割アンテナ１６−１〜１６−４に十分に大きいループ電流が流れる値に設定される。
【００３２】
並列共振の式は、下記（１）式の通りである。  
１／ＬＣ  ＝  ω２  …  （１）
（１）式において、Ｌはインダクタンス、Ｃは静電容量、ωは角周波数である。角周波数ω＝２πｆである（ｆは周波数）。
【００３３】
従来、分割アンテナを備え、高周波電源から整合回路を介して電流を分配供給する誘導結合プラズマ処理装置においては、処理室の内部に大きな誘導電界を形成するために、分割アンテナそれぞれに流す電流を大きくしようとすると、整合回路に大きな電流を流さなければならなくなる。整合回路に大きな電流を流すと、整合回路の内部に設けられているコイルやコンデンサが発熱し、パワー損失が大きくなる、という事情がある。
【００３４】
このような事情に対し、一実施形態に係る誘導結合プラズマ処理装置は、分割アンテナ１６−１〜１６−４各々に、並列共振キャパシタ回路３０−１〜３０−４をそれぞれ並列接続している。これらの並列共振キャパシタ回路３０−１〜３０−４を用いて、プラズマ処理をする際、分割アンテナ１６−１〜１６−４と並列共振キャパシタ回路３０−１〜３０−４とを含むＬＣ回路を並列共振させる、もしくは並列共振に近い状態とさせる。これにより、上記ＬＣ回路にはループ電流が流れる。ＬＣ回路にループ電流が流れる結果、整合回路１９に流す電流を小さく抑えたとしても、分割アンテナ１６−１〜１６−４に大きな電流を流すことが可能になる。整合回路１９に流す電流を小さくできることで、整合回路１９の内部に設けられているコイルＬmatch、コンデンサＣ１match、Ｃ２matchに流れる電流値が小さくなり、これらの発熱を抑制することができる。
【００３５】
したがって、一実施形態に係る分割アンテナを備えた誘導結合プラズマ処理装置によれば、整合回路の発熱を抑制しつつ、分割アンテナを備え、高周波電源から整合回路を介して電流を分配供給する誘導結合プラズマ処理装置の処理室の内部に、十分な誘導電界を形成することが可能な高周波アンテナ回路及び誘導結合プラズマ処理装置を得ることができる。
【００３６】
上記一実施形態においては、並列共振キャパシタ回路３０−１〜３０−４に含まれるコンデンサＣ１〜Ｃ４を容量固定型とした。しかし、コンデンサＣ１〜Ｃ４は、容量固定型に限らず、図４に示すように、容量可変型コンデンサＶＣ１〜ＶＣ４としても良い。容量可変型コンデンサＶＣ１〜ＶＣ４を用いた場合には、分割アンテナ１６−１〜１６−４ごとに独立して、並列共振キャパシタ回路３０−１〜３０−４の静電容量を各々調節できる。このため、分割アンテナ１６−１〜１６−４ごとに、それぞれ並列共振の状態を調節することが可能となる。
【００３７】
なお、容量可変型コンデンサＶＣ１〜ＶＣ４は、容量固定型コンデンサＣ１〜Ｃ４に比較して価格が高い。このため、誘導結合プラズマ処理装置の価格を低く抑えたい場合には、並列共振キャパシタ回路３０−１〜３０−４のコンデンサとして容量固定型コンデンサＣ１〜Ｃ４が選択されると良い。
【００３８】
対して、処理室４の内部に形成される誘導電界の強度を調節し、処理室４の内部のプラズマ分布を制御したい場合などには、並列共振キャパシタ回路３０−１〜３０−４のコンデンサとして容量可変型コンデンサＶＣ１〜ＶＣ４が選択されると良い。
【００３９】
また、図５に示すように、給電経路中の電流分配点Ｎ１と、分割アンテナ１６−１〜１６−４と並列共振キャパシタ回路３０−１〜３０−４との分配点側接続点Ｎ２との間に、分配電流制御用の容量可変型コンデンサＶＣａ〜ＶＣｄを設けるようにしても良い。分配電流制御用の容量可変型コンデンサＶＣａ〜ＶＣｄを設けた場合には、分割アンテナ１６−１〜１６−４ごとに独立して、分割アンテナ１６−１〜１６−４に供給される分配電流を各々調節できる。分配電流を調節することによっても、分割アンテナ１６−１〜１６−４ごとに、処理室４の内部に形成される誘導電界の強度を調節でき、例えば、処理室４の内部に生成されるプラズマ分布を制御することが可能となる。
【００４０】
もちろん、分配電流制御用の容量可変型コンデンサＶＣａ〜ＶＣｄは、図４に示した並列共振制御用の容量可変型コンデンサＶＣ１〜ＶＣ４と併用することが可能である。併用した場合には、分配電流および並列共振をそれぞれ独立して制御することが可能となるので、例えば、プラズマ分布の制御を、より高精度に行うことが可能となる、といった利点を得ることができる。
【００４１】
また、処理室４の内部のプラズマ分布には、アプリケーションごとに最適な分布がある。例えば、記憶部５２に、アプリケーションごとに最適なプラズマ分布となるような容量可変型コンデンサＶＣ１〜ＶＣ４の容量値若しくは容量可変型コンデンサＶＣａ〜ＶＣｄの容量値、又はその両方の容量値を記憶させておき、アプリケーションに応じて、容量可変型コンデンサＶＣ１〜ＶＣ４若しくは容量可変型コンデンサＶＣａ〜ＶＣｄ、又はその両方の容量値を調節する。このようにすると、一台の誘導結合型プラズマ処理装置で、アプリケーションごとに最適なプラズマ分布を処理室４の内部に形成してのプラズマ処理が可能となる。
【００４２】
また、図６に示すように、分割アンテナは、分割された金属窓２−１〜２−４ごとに分割されていなくても良い。図６に示す例では、金属窓２−１〜２−４に対して、５つの分割アンテナ１６−１〜１６−５が設けられている。本例では、分割アンテナ１６−１〜１６−４が処理室４の天板の周縁部に配置され、分割アンテナ１６−５が処理室４の中央部に配置されている。また、図７の回路図に示すように、分割アンテナ１６−１〜１６−５のそれぞれには、並列共振キャパシタ回路３０−１〜３０−５が並列接続されている。
【００４３】
このように、分割アンテナ１６−１〜１６−５が、金属窓２−１〜２−４ごとに分割されていなくても、上述した利点を得ることができる。
【００４４】
また、図２Ａに示す分割アンテナにおいて、図８に示すように、例えば、分割アンテナ１６−１〜１６−４と、分割アンテナ１６−１〜１６−４と並列共振キャパシタ回路３０−１〜３０−４との接地点側接続点Ｎ３との間に、電流計４０を設けるようにしても良い。電流計４０を用いて、分割アンテナ１６−１〜１６−４に実際に流れている電流値をモニターし、このモニター結果を、分配電流制御用の容量可変型コンデンサＶＣａ〜ＶＣｅにフィードバックし、例えば、処理室４の内部のプラズマ分布が均一になるように、あるいは処理室４の内部のプラズマ分布がアプリケーションに最適な分布となるように、容量可変型コンデンサＶＣａ〜ＶＣｅの容量の容量を調節する。
【００４５】
このように構成することで、分配電流を、分割アンテナ１６−１〜１６−４に実際に流れている電流の値に基づいて制御することができ、処理室４内部に生成されるプラズマ分布を、より高精度に制御することができる。
【００４６】
また、図９に示すように、並列共振キャパシタ回路３０−１〜３０−４が、容量可変型コンデンサＶＣ１〜ＶＣ４を備えている場合には、電流計４０によるモニター結果を、共振状態制御用の容量可変型コンデンサＶＣ１〜ＶＣ４にフィードバックするようにしても良い。この場合には、分割アンテナ１６−１〜１６−４に実際に流れている電流の値に基づいて、並列共振キャパシタ回路３０−１〜３０−４及び分割アンテナ１６−１〜１６−４からなるＬＣ回路の共振状態を、処理室４の内部のプラズマ分布が均一になるように、あるいは処理室４の内部のプラズマ分布がアプリケーションに最適な分布となるように制御することができ、これによって各分割アンテナに流れる電流を制御することができる。
【００４７】
また、特に図示しないが、電流計４０によるモニター結果を、共振状態制御用の容量可変型コンデンサＶＣ１〜ＶＣ４と、分配電流制御用の容量可変型コンデンサＶＣａ〜ＶＣｄとにフィードバックし、上記ＬＣ回路の共振状態および分配電流の双方を制御するようにすることも可能である。この場合には、処理室４の内部のプラズマ分布が均一になるように、あるいは処理室４の内部のプラズマ分布がアプリケーションに最適な分布となるように制御する制御性を、さらに良好とすることができる。
【００４８】
なお、図８及び図９においては分割アンテナが４つに分割されている場合について説明したが、分割アンテナが図６に示すように５つに分割される場合にも同様に電流計を設けて電流値を測定し、各容量可変型コンデンサを制御してプラズマ密度の分布を制御できることは言うまでもない。
【００４９】
また、図６に示したように、分割アンテナが、天板の中央部の分割アンテナ１６−５と天板の周縁部の分割アンテナ１６−１〜１６−４とに分割されている場合には、図１０に示すように、例えば、電流供給部に近い中央部の分割アンテナ１６−５には、容量可変型コンデンサＶＣｅは設けないようにすることもできる。
【００５０】
同様に、図１１に示すように、中央部の分割アンテナ１６−５に並列接続される並列共振キャパシタ回路３０−５のみを容量固定型コンデンサＣ５とすることも可能である。
【００５１】
このようにすると、中央部の分割アンテナ１６−５に実際に流れている電流値を他の分割アンテナ１６−１〜１６−４に流れる電流値との比から決定することができ、周縁部の分割アンテナ１６−１〜１６−４への分配電流若しくは各ＬＣ回路における共振状態又はその両方を制御することができる。このため、容量可変型コンデンサの数を減らすことができ、分割アンテナ１６−１〜１６−４に実際に流れている電流値に基づいた分配電流若しくは各ＬＣ回路における共振状態又はその両方の制御を、より簡易な構成にて行える、という利点を得ることができる。
【００５２】
なお、図２Ｂに示すように周縁部を分割アンテナ１６−１〜１６−８の８分割とし、中央の分割アンテナ１６−９と合わせて全体として３×３のマス目状の９分割にした場合や、図２Ｃに示すように分割アンテナ１６−１〜１６−２５の５×５のマス目状で２５分割した場合も同様に、中央の分割アンテナ１６−９又は１６−２５に並列接続されるコンデンサを容量固定型コンデンサとし、他の分割アンテナに並列接続されるコンデンサを容量可変型コンデンサとすることができる。さらに、２５を超える多数に分割し中央に分割アンテナを有する場合も同様にして上記変形例を適用することができる。また、基準となる容量固定型コンデンサが並列接続される分割アンテナが中央にあることにこだわる必要がない場合には、２×２の４分割や４×４の１６分割など偶数に分割され中央に分割アンテナが無い場合においても上記変形例を適用することができる。
【００５３】
また、上記実施形態においては、処理室４の天板として金属窓２を用いたが、処理室４の天板としては、誘電体窓、例えば、石英製の窓を用いることも可能である。
【００５４】
処理室４の天板に、誘電体窓２ａ−１〜２ａ−４を用いた場合には、図１２に示すように、分割アンテナ１６−１〜１６−４は、直線アンテナではなく、スパイラルアンテナにすることができる。スパイラルアンテナの場合には、図１３の回路図に示すように、分割アンテナ１６−１〜１６−４は、それぞれ一本のコイルＬ１〜Ｌ４から構成される。このため、複数の直線アンテナが並列接続されている場合に比較して、アンテナ数が少なくなり、整合回路１９に流れる電流は小さくなる。しかし、分割アンテナ１６−１〜１６−４のそれぞれには、高周波電源１８から整合回路１９を介して電流が分配されることには変わりはない。このため、分割アンテナ１６−１〜１６−４がそれぞれ一本のスパイラルアンテナから構成されていた、としても、並列共振キャパシタ回路３０−１〜３０−４をスパイラルアンテナに並列接続することで、整合回路１９に流れる電流をさらに小さくでき、上述した利点を得ることができる。この利点は、分割アンテナの分割数が、本実施形態のように“２×２＝４”から、例えば、“３×３＝９”、“４×４＝１６”、“５×５＝２５”、…、と増えるにつれてより良く得られるようになる。
【００５５】
なお、誘電体窓２ａ−１〜２ａ−４は、図１２に示すように、支持棚５及び支持梁６の上に絶縁物１０を介さずに載置される。
【００５６】
また、特に、図示はしないが、天板に誘電体窓を用いた場合には、誘電体窓自体が、分割されていなくてもよい。
【００５７】
このような図１２、図１３に示した例は、図４〜図１１に示した例と併用することができる。
【００５８】
また、本実施の形態においては４つ以上に分割された分割アンテナについて詳述したが、これらに限られず、２つ若しくは３つに分割された分割アンテナの場合であっても、複数に分割したものであれば、同様にして適用することができる。
【００５９】
また、誘導結合プラズマ処理装置が行うプラズマ処理としては、アッシング、エッチング、ＣＶＤ成膜等を挙げることができる。
【００６０】
また、被処理基板としてＦＰＤ基板を用いたが、被処理基板としては、半導体ウエハ等他方の基板を処理する場合にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１；処理チャンバー、１６；高周波アンテナ（プラズマ生成アンテナ）、１６−１〜１６−５；分割アンテナ、１８；高周波電源、１９；整合回路、３０−１〜３０−５；並列共振キャパシタ回路
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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