(57)【要約】【課題】整合器や伝送線路の発熱やパワーロス、さらには整合器や伝送線路の組み付けの違いによるインピーダンスの変動による電流差が生じにくい基板処理装置を提供すること。【解決手段】基板処理装置１００は、高周波電力を発生させる高周波電源６と、高周波電源６から高周波電力が供給されてプラズマを生成させるためのプラズマ生成電極２と、高周波電源６とプラズマ生成電極２との間に介在し、伝送路９のインピーダンスと負荷のインピーダンスとを整合させる単一の整合器７と、整合器７とプラズマ生成電極２との間に介在し、これらの間のインピーダンスを調整するインピーダンス調整回路８とを具備し、整合器７は、プラズマとインピーダンス調整回路８とを一つの負荷としてインピーダンスの整合をとり、インピーダンス調整回路８によりインピーダンスを調整することにより、整合器の出力インピーダンスがプラズマのインピーダンスよりも高い所定の値に調整される。【選択図】図１
2013105543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電力により発生させたプラズマによって基板を処理するプラズマ処理装置であって、
高周波電力を発生させる高周波電源と、
前記高周波電源から高周波電力が供給されてプラズマを生成させるためのプラズマ生成電極と、
前記高周波電源と前記プラズマ生成電極との間に介在し、伝送路のインピーダンスと負荷のインピーダンスとを整合させる単一の整合器と、
前記整合器と前記プラズマ生成電極との間に介在し、これらの間のインピーダンスを調整するインピーダンス調整回路と
を具備し、
前記整合器は、プラズマと前記インピーダンス調整回路とを一つの負荷としてインピーダンスの整合をとり、前記インピーダンス調整回路によりインピーダンスを調整することにより、前記整合器の出力インピーダンスがプラズマのインピーダンスよりも高い所定の値に調整されることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記インピーダンス調整回路は、一つの可変容量を有し、前記可変容量によりインピーダンスを調整することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記インピーダンス調整回路は、さらに一つ以上の固定容量を有し、前記固定容量によりインピーダンスの微調整を行うことを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記固定容量は、切り替え可能なように設けられ、必要に応じていずれか一つまたは２つ以上選択可能となっていることを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
高周波電力により発生させたプラズマによって基板を処理するプラズマ処理装置であって、
高周波電力を発生させる高周波電源と、
第１の給電点およびこの第１の給電点と対向する位置に設けられた第２の給電点とを有し、前記高周波電源から前記第１の給電点および前記第２の給電点に高周波電力が供給されてプラズマを生成するプラズマ生成電極と、
前記高周波電源と前記プラズマ生成電極との間に介在し、伝送路のインピーダンスと負荷のインピーダンスとを整合させる単一の整合器と、
前記整合器と前記第１の給電点との間に介在し、これらの間のインピーダンスを調整する第１のインピーダンス調整回路と、
前記整合器と前記第２の給電点との間に介在し、これらの間のインピーダンスを調整する第２のインピーダンス調整回路と
を具備し、
前記整合器は、プラズマと前記第１および第２のインピーダンス調整回路とを一つの負荷としてインピーダンスの整合をとり、前記第１および第２のインピーダンス調整回路によりインピーダンスを調整することにより、前記整合器の出力インピーダンスがプラズマのインピーダンスよりも高い所定の値に調整されることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
高周波電力により発生させたプラズマによって複数の基板を処理するプラズマ処理装置であって、
高周波電力を発生させる高周波電源と、
前記複数の基板のそれぞれに対応して設けられ、前記高周波電源から高周波電力が供給されてプラズマを生成させるための複数のプラズマ生成電極と、
前記高周波電源と前記複数のプラズマ生成電極との間に介在し、伝送路のインピーダンスと負荷のインピーダンスとを整合させる単一の整合器と、
前記整合器と前記複数のプラズマ生成電極のそれぞれとの間に設けられ、これらの間のインピーダンスを調整する複数のインピーダンス調整回路と
を具備し、
前記整合器は、プラズマと前記複数のインピーダンス調整回路とを一つの負荷としてインピーダンスの整合をとり、前記複数のインピーダンス調整回路によりインピーダンスを調整することにより、前記整合器の出力インピーダンスがプラズマのインピーダンスよりも高い所定の値に調整されることを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
高周波電力により発生させたプラズマによって複数の基板を処理するプラズマ処理装置であって、
高周波電力を発生させる高周波電源と、
前記複数の基板のそれぞれに対応して設けられ、第１の給電点およびこの第１の給電点と対向する位置に設けられた第２の給電点とを有し、前記高周波電源から前記第１の給電点および前記第２の給電点に高周波電力が供給されてプラズマを生成する複数のプラズマ生成電極と、
前記高周波電源と前記複数のプラズマ生成電極との間に介在し、伝送路のインピーダンスと負荷のインピーダンスとを整合させる単一の整合器と、
前記複数のプラズマ生成電極のそれぞれにおいて、前記整合器と前記第１の給電点との間に介在し、これらの間のインピーダンスを調整する複数の第１のインピーダンス調整回路と、
前記複数のプラズマ生成電極のそれぞれにおいて、前記整合器と前記第２の給電点との間に介在し、これらの間のインピーダンスを調整する複数の第２のインピーダンス調整回路と
を具備し、
前記整合器は、プラズマと前記複数の第１および第２のインピーダンス調整回路とを一つの負荷としてインピーダンスの整合をとり、前記複数の第１および第２のインピーダンス調整回路によりインピーダンスを調整することにより、前記整合器の出力インピーダンスがプラズマのインピーダンスよりも高い所定の値に調整されることを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
前記インピーダンス調整回路または前記第１および第２のインピーダンス調整回路は、一つの可変容量と、一つ以上の固定容量を有し、前記可変容量によりインピーダンスを調整し、前記固定容量によりインピーダンスの微調整を行うことを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記固定容量は、切り替え可能なように設けられ、必要に応じていずれか一つまたは２つ以上選択可能となっていることを特徴とする請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記整合器の出力インピーダンスは、２０Ω以上３５Ω以下であ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項に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平行平板型のプラズマ処理装置として構成される基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、平行平板型のプラズマ処理装置は、チャンバ内にアノード・カソード電極を設け、チャンバ外に設けられた電源から整合器（マッチャー）を経た後カソード電極に高周波電力を供給するものが知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
通常、プラズマ負荷のインピーダンスは１〜数Ω程度であるから、整合器は、伝送路のインピーダンスである５０Ωと１〜数Ω程度の低いインピーダンスとを整合させる必要がある。
【０００４】
このような平行平板型のプラズマ処理装置を太陽電池パネルやフラットパネル等に用いる大型基板のプラズマ処理に適用する場合には大パワーが必要であり、しかも上述のように低いインピーダンスとの整合をとろうとすると整合器の出力インピーダンスがプラズマ負荷のインピーダンスと同様低くなるため、整合器に流れる電流および整合器から流れる電流が極めて大きくなり発熱やパワーロス等が生じやすくなる。また、このように出力インピーダンスが低いと、整合器や伝送線路の微妙な組み付けの違いなどによるインピーダンスのわずかな差でもインピーダンスの変動率が大きくなってしまい、大きな電流差となって現れ、電極に投入されるパワーに大きなばらつきが生じてしまう。
【０００５】
また、基板が大型化すると電極も同様に大型化する必要があり、高周波電力波長に対して電極の長さが無視できなくなるため、定在波が発生するなどして電圧分布を均一にするのが難しくなる。電圧分布が均一にならないと、プラズマ密度も均一にならないため、製品の処理結果に大きな影響を及ぼすことになる。
【０００６】
後者の問題点に対する技術としては、電極の両側にそれぞれ整合器を介して給電する技術（特許文献２等）、一つの整合器から分岐して電極の両端に給電する技術（特許文献３等）が知られている。しかし、これら技術は、上述した整合器の出力インピーダンスが小さいことによる問題点を解消するものではなく、これら技術を適用してもこのような問題点は依然として残ったままである。また、電極の両側にそれぞれ整合器を介して給電する場合には、２つの整合器が同一の負荷に接続されるため、相互干渉による整合不良が発生するおそれがあり、かつ、高価な大電流用の可変コンデンサを２個備えた整合器の数量が増加するため、装置コストが高いものとなってしまう。さらに、低インピーダンスの整合器出力を分岐して電極の両側に接続する場合には、高パワーの高周波電力が流れる経路が長く、電力ロスが極めて大きいものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６１-１１９６８６号公報
【特許文献２】特開２００１−２７４０９９号公報
【特許文献３】特開２０００−００３８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のように整合器の出力インピーダンスが低いことに起因する問題点についてはいまだ有効な解決策が得られておらず、電極の電圧分布を均一にするための文献２、３等に記載された技術も未だ不十分である。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、整合器や伝送線路の発熱やパワーロス、さらには整合器や伝送線路の組み付けの違いによるインピーダンスの変動による電流差が生じにくい基板処理装置を提供することを課題とする。
また、以上の点に加え、さらに大型基板に対応して大型化した電極の電圧分布を、相互干渉による整合不良や電力ロス等を生じることなく均一にすることができる基板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、高周波電力により発生させたプラズマによって基板を処理するプラズマ処理装置であって、高周波電力を発生させる高周波電源と、前記高周波電源から高周波電力が供給されてプラズマを生成させるためのプラズマ生成電極と、前記高周波電源と前記プラズマ生成電極との間に介在し、伝送路のインピーダンスと負荷のインピーダンスとを整合させる単一の整合器と、前記整合器と前記プラズマ生成電極との間に介在し、これらの間のインピーダンスを調整するインピーダンス調整回路とを具備し、前記整合器は、プラズマと前記インピーダンス調整回路とを一つの負荷としてインピーダンスの整合をとり、前記インピーダンス調整回路によりインピーダンスを調整することにより、前記整合器の出力インピーダンスがプラズマのインピーダンスよりも高い所定の値に調整されることを特徴とする基板処理装置を提供する。
【００１１】
上記第１の観点において、前記インピーダンス調整回路は、一つの可変容量を有し、前記可変容量によりインピーダンスを調整するものとすることができる。また、前記インピーダンス調整回路は、さらに一つ以上の固定容量を有し、前記固定容量によりインピーダンスの微調整を行うものとすることができる。前記固定容量は、切り替え可能なように設けられ、必要に応じていずれか一つまたは２つ以上選択可能となっていることが好ましい。
【００１２】
本発明の第２の観点では、高周波電力により発生させたプラズマによって基板を処理するプラズマ処理装置であって、高周波電力を発生させる高周波電源と、第１の給電点およびこの第１の給電点と対向する位置に設けられた第２の給電点とを有し、前記高周波電源から前記第１の給電点および前記第２の給電点に高周波電力が供給されてプラズマを生成するプラズマ生成電極と、前記高周波電源と前記プラズマ生成電極との間に介在し、伝送路のインピーダンスと負荷のインピーダンスとを整合させる単一の整合器と、前記整合器と前記第１の給電点との間に介在し、これらの間のインピーダンスを調整する第１のインピーダンス調整回路と、前記整合器と前記第２の給電点との間に介在し、これらの間のインピーダンスを調整する第２のインピーダンス調整回路とを具備し、前記整合器は、プラズマと前記第１および第２のインピーダンス調整回路とを一つの負荷としてインピーダンスの整合をとり、前記第１および第２のインピーダンス調整回路によりインピーダンスを調整することにより、前記整合器の出力インピーダンスがプラズマのインピーダンスよりも高い所定の値に調整されることを特徴とする基板処理装置を提供する。
【００１３】
本発明の第３の観点では、高周波電力により発生させたプラズマによって複数の基板を処理するプラズマ処理装置であって、高周波電力を発生させる高周波電源と、前記複数の基板のそれぞれに対応して設けられ、前記高周波電源から高周波電力が供給されてプラズマを生成させるための複数のプラズマ生成電極と、前記高周波電源と前記複数のプラズマ生成電極との間に介在し、伝送路のインピーダンスと負荷のインピーダンスとを整合させる単一の整合器と、前記整合器と前記複数のプラズマ生成電極のそれぞれとの間に設けられ、これらの間のインピーダンスを調整する複数のインピーダンス調整回路とを具備し、前記整合器は、プラズマと前記複数のインピーダンス調整回路とを一つの負荷としてインピーダンスの整合をとり、前記複数のインピーダンス調整回路によりインピーダンスを調整することにより、前記整合器の出力インピーダンスがプラズマのインピーダンスよりも高い所定の値に調整されることを特徴とする基板処理装置を提供する。
【００１４】
本発明の第４の観点では、高周波電力により発生させたプラズマによって複数の基板を処理するプラズマ処理装置であって、高周波電力を発生させる高周波電源と、前記複数の基板のそれぞれに対応して設けられ、第１の給電点およびこの第１の給電点と対向する位置に設けられた第２の給電点とを有し、前記高周波電源から前記第１の給電点および前記第２の給電点に高周波電力が供給されてプラズマを生成する複数のプラズマ生成電極と、
前記高周波電源と前記複数のプラズマ生成電極との間に介在し、伝送路のインピーダンスと負荷のインピーダンスとを整合させる単一の整合器と、
前記複数のプラズマ生成電極のそれぞれにおいて、前記整合器と前記第１の給電点との間に介在し、これらの間のインピーダンスを調整する複数の第１のインピーダンス調整回路と、前記複数のプラズマ生成電極のそれぞれにおいて、前記整合器と前記第２の給電点との間に介在し、これらの間のインピーダンスを調整する複数の第２のインピーダンス調整回路とを具備し、前記整合器は、プラズマと前記複数の第１および第２のインピーダンス調整回路とを一つの負荷としてインピーダンスの整合をとり、前記複数の第１および第２のインピーダンス調整回路によりインピーダンスを調整することにより、前記整合器の出力インピーダンスがプラズマのインピーダンスよりも高い所定の値に調整されることを特徴とする基板処理装置を提供する。
【００１５】
上記第２〜第４の観点において、前記インピーダンス調整回路、または前記第１および第２のインピーダンス調整回路は、一つの可変容量と、一つ以上の固定容量を有し、前記可変容量によりインピーダンスを調整し、前記固定容量によりインピーダンスの微調整を行うものとすることができる。この場合に、記固定容量は、切り替え可能なように設けられ、必要に応じていずれか一つまたは２つ以上選択可能となっていることが好ましい。
【００１６】
上記第１〜第４の観点において、前記整合器の出力インピーダンスは、２０Ω以上３５Ω以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の第１の観点によれば、単一の整合器とプラズマ生成電極との間にインピーダンス調整回路を介在させ、それにより整合器とプラズマ生成電極間のインピーダンスを調整し、整合器は、プラズマとインピーダンス調整回路とを一つの負荷として整合をとり、整合器の出力インピーダンスをプラズマインピーダンスよりも高い所定の値に調整するので、整合器に流れる電流および整合器から流れる電流を従来よりも小さくすることができる。このため、発熱やパワーロス等を抑えることができる。また、可変コンデンサをより小電流用のものとすることができ、コスト的にも有利である。さらに、整合器や伝送線路の微妙な組み付けの違いなどによるインピーダンスの変動があっても、インピーダンスの変動率を小さくすることができる。このため、電流差は小さく、電極に投入されるパワーのばらつきを小さくすることができる。さらにまた、インピーダンス調整回路にも機差が存在するが、インピーダンス調整回路によるインピーダンスの調整により機差の調整を行うことができる。
【００１８】
また、本発明の第２の観点によれば、単一の整合器とプラズマ生成電極の第１の給電点との間に第１のインピーダンス調整回路を介在させ、単一の整合器とプラズマ生成電極の第１の給電点と対向する位置に設けられた第２の給電点との間に第２のインピーダンス調整回路を介在させて、整合器は、プラズマと前記第１および第２のインピーダンス調整回路とを一つの負荷としてインピーダンスの整合をとり、整合器の出力インピーダンスをプラズマインピーダンスよりも高い所定の値に調整するので、上記第１の観点と同様の効果を奏する他、大型の基板に対応して電極が大型化した場合でも、プラズマ生成電極の電圧分布を、相互干渉による整合不良や電力ロス等を生じることなく均一にすることができるといった効果を奏する。すなわち、最終的なインピーダンス整合は１つの整合器で行うため、整合器の相互干渉の問題は生じず、また、高価な大電流用可変コンデンサを２個用いた整合器は１個のみであるため、コストを抑えることができる。さらに、整合器の出力インピーダンスが高いため、整合器から第１および第２のインピーダンス調整回路に至る伝送路に供給される電力は比較的低パワーであり、電力ロスは少ない。さらにまた、第１および第２のインピーダンス調整回路により、インピーダンスの調整ができるので、プラズマ生成電極の両側から投入されるパワーのばらつきを極めて有効に抑制することができ、電圧分布の均一性を極めて高いものとすることができる。
【００１９】
本発明の第３の観点および第４の観点は、それぞれ第１の観点および第２の観点の基板処理装置を、複数のプラズマ生成電極を備えて複数の基板を処理するバッチ処理装置に適用したものであり、さらに、プラズマ生成電極間のインピーダンスの不揃いも調整することができるといった効果が付加される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置を示す断面図である。
【図２】整合器の回路構成を示す図である。
【図３】インピーダンス調整回路の構成を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置を示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る基板処理装置を示す断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る基板処理装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
＜第１の実施形態＞
まず、第１の実施形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置を示す断面図である。
基板処理装置１００は、基板に対してプラズマ処理を施す平行平板型のプラズマ処理装置として構成されている。この基板処理装置１００は、基板Ｓを収容し、プラズマ処理を行うチャンバ１を有している。チャンバ１は保安接地されている。
【００２２】
チャンバ１内には平行平板電極を構成するカソード電極２およびアノード電極３が配置されている。カソード電極２は上部電極として構成され、高周波電力が供給されるプラズマ生成電極として機能する。また、カソード電極２は処理ガスをチャンバ１内に導入するシャワーヘッドとして機能する。一方、アノード電極３は下部電極として構成され、基板Ｓを載置する載置台として機能する。カソード電極２は絶縁部材４を介してチャンバ１の天壁に支持されており、アノード電極３は絶縁部材５を介してチャンバ１の底壁に支持されている。なお、アノード電極３は接地されている。
【００２３】
また、基板処理装置１００は、さらにカソード電極２に高周波電力（ＲＦ電力）を供給する高周波電源６と、負荷のインピーダンスを伝送路のインピーダンスに整合させる整合器７と、インピーダンスを調整するインピーダンス調整回路８とを備えている。そして、高周波電源６とカソード電極２の裏面中央を結ぶ銅板または銅棒からなる伝送路９に、高周波電源６側から順に整合器７およびインピーダンス調整回路８が接続されている。
【００２４】
整合器７は、図２に示すように、伝送路９の入力側と出力側とを繋ぐ伝送ライン２１と、伝送ライン２１の分岐点２２から分岐して設けられた第１の可変コンデンサ２３と、伝送ライン２１の分岐点２２の出力側に設けられた第２の可変コンデンサ２４と、分岐点２２の入力側に設けられたコイル（インダクタ）２５とを有している。そして、第１の可変コンデンサ２３と第２の可変コンデンサ２４のポジション（容量）を自動的に調整して、自動的に伝送路９のインピーダンス（５０Ω）と負荷のインピーダンスとの整合をとるようになっている。
【００２５】
インピーダンス調整回路８は、図３に示すように、伝送路９の入力側と出力側とを繋ぐ伝送ライン３１と、伝送ライン３１に設けられた可変コンデンサ（可変容量）３２と、固定コンデンサ（固定容量）３３とを有する。可変コンデンサ３２はインピーダンス変換および機差の調整に用いられるものであり、そのポジション（容量）は手動で調整される。また、固定コンデンサ３３は、高周波回路を構成する各部材の組みつけ方の微妙な違いにより、高周波の経路ごと、あるいは処理装置ごとにばらつきの発生する容量を微調整するためのものであり、例えば切替タップで切り替え可能に設けられており、必要に応じていずれか一つまたは２つ以上の固定容量を選択することができる。なお、図３では固定コンデンサ３３は３個設けられているが、１個以上であればよい。１個の場合にはオンオフ可能として容量の調整を行うようにすればよい。また、可変コンデンサ３２で微調整可能な場合は可変コンデンサ３２のみでもよい。
【００２６】
インピーダンス調整回路８は、主に可変コンデンサ３２により整合器７とカソード電極２間のインピーダンスを調整し、入力インピーダンスがプラズマのインピーダンスより高い所定の値、例えば２５〜４０Ω程度となるようにし、出力インピーダンスがプラズマのインピーダンスに対応する１〜数Ωになるようにする。インピーダンス調整回路８を設けることにより、整合器７はプラズマとインピーダンス調整回路８とを一つの負荷として整合をとることとなり、整合器７の出力インピーダンスは、従来のようなプラズマのインピーダンス（１〜数Ω程度）ではなく、インピーダンス調整回路８によりプラズマのインピーダンスより高い所定のインピーダンス、例えば２０〜３５Ω程度に調整することができる。すなわち、整合させる負荷のインピーダンスを従来よりも高いインピーダンスとするので、整合器７からの出力電流を従来よりも小さくすることができる。
【００２７】
なお、プラズマのインピーダンスは、プラズマを生成した際に特定の整合器でインピーダンス整合を行い、整合した際の可変コンデンサの値を把握し、その整合器をチャンバから外してそのポジションをそのままにした状態でアウト側からインピーダンスを測定することにより求めることができる。すなわち、このように測定されるインピーダンスはプラズマのインピーダンスの共役インピーダンスとなるから、この値からプラズマのインピーダンスを簡単に求めることができる。
【００２８】
カソード電極２の内部にはガス拡散空間１０が形成されており、このガス拡散空間１０には処理ガス供給機構１１からガス供給路１２を介して処理ガスが供給され、ガス拡散空間１０から下方に貫通して設けられた複数のガス吐出孔１３からシャワー状に処理ガスが吐出される。
【００２９】
アノード電極３内にはヒーター１４が埋設されている。そして、図示しない電源からヒーター１４に給電されることによりヒーター１４が発熱し、アノード電極３上の基板Ｓが所定温度に加熱されるようになっている。
【００３０】
チャンバ１の底部にはチャンバ１内を排気するための排気配管１５が接続されている。排気配管１５には自動圧力制御バルブ（ＡＰＣ）１６と排気装置１７が設けられており、自動圧力制御バルブ（ＡＰＣ）１６によりチャンバ１内の圧力を制御しつつ排気装置１７によりチャンバ１内が所定の真空雰囲気に制御される。
【００３１】
チャンバ１の側壁には基板Ｓの搬入出を行うための搬入出口１８が設けられており、搬入出口１８はゲートバルブ１９により開閉可能となっている。
【００３２】
基板処理装置１００の各構成部は、制御部（コンピュータ）２０により制御される。制御部２０はマイクロプロセッサを備えたコントローラと、オペレータが基板処理装置１００を管理するためのコマンドの入力操作等を行うキーボードや、基板処理装置１００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と、基板処理装置１００で実行される各種処理をコントローラの制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて基板処理装置１００に所定の処理を実行させるための処理レシピが格納された記憶部とを有している。処理レシピ等は記憶媒体に記憶されおり、記憶部において記憶媒体から読み出して実行される。記憶媒体は、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。レシピ等は、必要に応じてユーザーインターフェースからの指示等にて記憶部から読み出し、コントローラに実行させることで、コントローラの制御下で、基板処理装置１００での所望の処理が行われる。
【００３３】
このように構成される基板処理装置１００においては、まず、ゲートバルブ１９を開けて、搬入出口１８から搬送装置（図示せず）により基板Ｓをチャンバ１内に搬入し、載置台として機能するアノード電極３の上に載置する。搬送装置をチャンバ１から退避させ、ゲートバルブ１９を閉じた後、排気装置１７によりチャンバ１内を排気してその中を所定の真空雰囲気とする。このとき、アノード電極３上の基板Ｓは、ヒーター１４により所定温度に加熱される。そして、処理ガス供給機構１１からガス供給配管１２を経てカソード電極２のガス拡散空間１０に処理ガスを供給し、カソード電極２の下面に形成された複数のガス吐出孔１３から処理ガスをシャワー状に吐出させるとともに、高周波電源６から整合器７およびインピーダンス調整回路８を経てカソード電極２に高周波電力を供給する。
【００３４】
これにより、対向するカソード電極２とアノード電極３との間に高周波電界が生じ、この高周波電界により生成された処理ガスのプラズマにより、ヒーターで加熱された基板Ｓ上で所定のプラズマ処理、例えばプラズマＣＶＤが行われる。
【００３５】
このとき、基板Ｓが太陽電池パネルやフラットパネル等に用いる大型基板である場合には、高周波電源６から供給される高周波電力のパワーが大きいものとなり、整合器として従来と同様、プラズマインピーダンスである１〜数Ωと低いインピーダンスに整合させるものを用いると、整合器に流れる電流および整合器から流れる電流が極めて大きくなり発熱やパワーロス等が生じやすくなるとともに、可変コンデンサとして大電流用のものを用いる必要がありコストも高くなる。また、このように出力インピーダンスが低いと、整合器や伝送線路の微妙な組み付けの違いなどによるインピーダンスのわずかな差でもインピーダンスの変動率が大きくなってしまう。すなわち、整合器の製造過程では、材料のばらつきやネジ等の部品の個体差により、整合器７の機差として０．５Ω程度のインピーダンスの変動が生じ、従来のように出力インピーダンスが１Ω程度であると、５０％もの大きな変動率となってしまう。このようなインピーダンスの変動が大きな電流差となって現れ、カソード電極に投入されるパワーに大きなばらつきが生じてしまい、製品の特性に影響を及ぼす。
【００３６】
これに対して、本実施形態の場合には、整合器７とプラズマ生成電極であるカソード電極２との間にインピーダンス調整回路８を介在させ、その可変コンデンサ３２により整合器７とカソード電極２間のインピーダンスを調整し、整合器７は、プラズマとインピーダンス調整回路８とを一つの負荷として整合をとるので、整合器７の出力インピーダンスをプラズマインピーダンスよりも高い所定の値、例えば２０〜３５Ω程度とすることができ、整合器７に流れる電流および整合器７から流れる電流を従来よりも小さくすることができる。このため、発熱やパワーロス等を抑えることができる。また、可変コンデンサをより小電流用のものとすることができ、コスト的にも有利である。さらに、整合器７の微妙な組み付けの違いなどによるインピーダンスの変動があっても、インピーダンスの変動率を小さくすることができる。すなわち、整合器７の出力インピーダンスを３０Ωとした場合、インピーダンスの機差が０．５Ωあったとしても、インピーダンスの変動率は約２％程度であり、変動率は小さい。このため、電流差は小さく、電極に投入されるパワーのばらつきを小さくすることができる。インピーダンス調整回路８にも機差が存在するが、可変コンデンサ３２による容量調整または固定コンデンサ３３の切り替えまたはオンオフによる容量の微調整により機差の調整を行うことができる。
【００３７】
なお、伝送路９のインピーダンスは５０Ωであるから、整合器７の出力インピーダンスを５０Ω以上にすることは無意味であり、出力インピーダンスは５０Ωより小さくなる。
【００３８】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。図４は、第２の実施形態に係る基板処理装置を示す模式図である。本実施形態に係る基板処理装置１００′の基本構成は第１の実施形態の基板処理装置１００と同様であるから、図４において図１と同じものには同じ符号を付して説明を省略する。
【００３９】
本実施形態では、２つのインピーダンス調整回路８ａ、８ｂを有し、これらインピーダンス調整回路８ａ、８ｂを介してカソード電極の両側の互いに対向した給電点から給電するようになっている点が第１の実施形態とは異なっている。
【００４０】
具体的には、整合器７から下方に延びた伝送路９が、伝送路９ａ、９ｂに分岐してカソード電極２の互いに対向する両側の給電点に接続され、この伝送路９ａ、９ｂにそれぞれインピーダンス調整回路８ａ、８ｂが介在されている。インピーダンス調整回路８ａ、８ｂの構造はインピーダンス調整回路８と同じである。本実施形態では、両側のインピーダンス調整回路８ａ、８ｂの間のインピーダンスのばらつきを調整するために、１個以上の切り替えまたはオンオフ可能な固定コンデンサ３３を用いる。
【００４１】
本実施形態の基板処理装置１００′においても、第１の実施形態の基板処理装置１００と同様にしてプラズマ処理、例えばプラズマＣＶＤ処理が行われる。そして、第１の実施形態と同様、インピーダンス調整回路８ａ、８ｂの可変コンデンサによりインピーダンスを調整して、整合器７の出力インピーダンスをプラズマのインピーダンスよりも高い所定の値とするので、整合器７に流れる電流および整合器７から流れる電流を従来よりも小さくすることができ、発熱やパワーロス等を抑えることができる。また、可変コンデンサをより小電流用のものとすることができ、コスト的にも有利である。さらに、整合器７の機差によるインピーダンスの変動があっても、インピーダンスの変動率を小さくすることができ、電流差は小さく、電極に投入されるパワーのばらつきを小さくすることができる。さらにまた、インピーダンス調整回路８ａ、８ｂの機差は、その可変コンデンサによる容量調整または固定コンデンサの切り替えまたはオンオフによる容量の微調整により調整することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、このような効果に加え、大型の基板に対応して電極が大型化した場合でも、カソード電極２の電圧分布を、相互干渉による整合不良や電力ロス等を生じることなく均一にすることができるといった効果を奏する。
【００４３】
すなわち、電極（カソード電極）の電圧分布を均一にする技術として、上記特許文献２のようにカソード電極の両側にそれぞれ整合器を介して給電する技術の場合には、２つの整合器が同一の負荷に接続されるため、相互干渉による整合不良が発生するおそれがあり、かつ、高価な大電流用の可変コンデンサを２個備えた整合器の数量が増加するため、装置コストが高いものとなってしまう。また、特許文献３のように、一つの整合器から分岐して電極の両端に給電する技術の場合には、整合器から電極に至るまでの経路が長く、その経路が低インピーダンスであるため、結果的に高パワーの高周波電力が流れる経路が長く、電力ロスが極めて大きいものとなる。
【００４４】
これに対して、本実施形態では、最終的なインピーダンス整合は１つの整合器７で行うため、整合器の相互干渉の問題は生じず、また、高価な大電流用可変コンデンサを２個用いた整合器は１個のみであるため、コストを抑えることができる。さらに、整合器７の出力インピーダンスが高いため、整合器７からインピーダンス調整回路８ａ、８ｂに至る伝送路９ａ、９ｂに供給される電力は比較的低パワーであり、電力ロスは少ない。さらにまた、インピーダンス調整回路８ａ、８ｂの固定コンデンサにより、インピーダンスの微調整ができるので、カソード電極２の両側から投入されるパワーのばらつきを極めて有効に抑制することができ、電圧分布の均一性を極めて高いものとすることができる。このように、特許文献２および３に記載された技術の問題点を解消しつつ、カソード電極２の両側から均一に高周波電力を供給することができ、大型の電極を用いた場合でも電圧分布を均一にすることができる。
【００４５】
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。図５は、第３の実施形態に係る基板処理装置を示す模式図である。本実施形態に係る基板処理装置２００は、基本的に、第１の実施形態の基板処理装置１００を複数の基板のプラズマ処理を行う装置（バッチ式装置）に適用したものである。したがって、図５において図１と同じ機能を有するものには同じ符号を付して説明する。
【００４６】
基板処理装置２００は、複数の基板に対してプラズマ処理を施す平行平板型のプラズマ処理装置として構成されており、複数（図５では３枚）の基板Ｓを収容し、プラズマ処理を行うチャンバ１を有している。チャンバ１は実施形態１と同様、保安接地されている。
【００４７】
チャンバ１内には、カソード電極２およびアノード電極３が上下方向に対向して配置された平行平板電極が上下方向に複数対（図５では３対）配置されている。アノード電極３は下部電極として構成され、基板処理装置１００同様、基板Ｓの載置台として機能し、ヒーター１４が埋設され、接地されている。カソード電極２は、上部電極として構成され、高周波電力が供給されるプラズマ生成電極として機能するが、第１の実施形態と異なり、シャワーヘッドの機能を有していない。
【００４８】
これらカソード電極２およびアノード電極３は、支持部材２２によりチャンバ１に支持されている。なお、昇降機構を設けて、カソード電極２またはアノード電極３を昇降させることにより、カソード電極２とアノード電極３との間の距離を調節可能としてもよい。
【００４９】
基板処理装置２００は、基板処理装置１００と同様、さらに、カソード電極２に高周波電力（ＲＦ電力）を供給する高周波電源６と、負荷のインピーダンスを伝送路のインピーダンスに整合させる整合器７と、インピーダンスを変換するインピーダンス調整回路８とを備えている。高周波電源６と整合器７は一台ずつ設けられ、高周波電源６から延びる銅板または銅棒からなる伝送路９に、整合器７が接続され、整合器７を経た後の伝送路９から分岐した伝送路２１が各カソード電極２の上面中央に接続され、これら伝送路２１に各カソード電極２に対応するようにインピーダンス調整回路８が接続されている。すなわち、共通の高周波電源６からの高周波電力が共通の整合器７を経て、各カソード電極２に対応して設けられた複数のインピーダンス調整回路８によりインピーダンスが変換されて各カソード電極２に供給される。
【００５０】
本実施形態では、処理ガス供給機構１１から延びるガス供給路１２はチャンバ１の天壁に接続されている。もちろん、第１の実施形態と同様、各カソード電極２をシャワーヘッドとして機能させて各カソード電極から処理ガスをシャワー状に導入するようにしてもよい。
【００５１】
チャンバ１の側壁上部および下部に排気配管１５が接続され、排気配管１５には自動圧力制御バルブ（ＡＰＣ）１６と排気装置１７が設けられており、自動圧力制御バルブ（ＡＰＣ）１６によりチャンバ１内の圧力を制御しつつ排気装置１７によりチャンバ１内が所定の真空雰囲気に制御される。
【００５２】
チャンバ１の側壁には複数の基板を一括して搬送可能な搬送口（図示せず）が設けられており、搬送口はゲートバルブ（図示せず）により開閉可能となっている。
【００５３】
基板処理装置２００の各構成部は、第１の実施形態に係る基板処理装置１００と同様に、制御部（コンピュータ）２０により制御されるようになっている。
【００５４】
本実施形態の基板処理装置２００においても、第１の実施形態の基板処理装置１００と同様にしてプラズマ処理、例えばプラズマＣＶＤ処理が行われる。すなわち、複数枚（３枚）の基板Ｓを各アノード電極３上に載置し、チャンバ１内を排気してその中を所定の真空雰囲気とし、ヒーター１４により基板Ｓを所定温度に加熱しつつ、処理ガス供給機構１１からガス供給配管１２を経てチャンバ１内に処理ガスを導入し、共通の高周波電源６から共通の整合器７および各カソード電極２に対応して設けられたインピーダンス調整回路８を経てカソード電極２に高周波電力を供給する。
【００５５】
これにより、各平行平板電極において対向するカソード電極２とアノード電極３との間に高周波電界が生じ、この高周波電界により生成された処理ガスのプラズマにより、ヒーター１４で加熱された基板Ｓ上で所定のプラズマ処理、例えばプラズマＣＶＤが行われる。
【００５６】
本実施形態においても、インピーダンス調整回路８を設け、その可変コンデンサ３２によりインピーダンスを調整して整合器７の出力インピーダンスをプラズマのインピーダンスよりも高くするので、整合器７に流れる電流および整合器７から流れる電流を従来よりも小さくすることができ、発熱やパワーロス等を抑えることができる。また、可変コンデンサをより小電流用のものとすることができ、コスト的にも有利である。さらに、整合器７や伝送線路の機差によるインピーダンスの変動があっても、インピーダンスの変動率を小さくすることができる。さらにまた、本実施形態では、複数のカソード電極２を用いるため、カソード電極２とチャンバ壁との相対的な位置関係等によって各電極間でプラズマインピーダンスに差が生じ、これも製品の特性に影響を及ぼすが、各カソード電極２に接続されたインピーダンス調整回路８の固定コンデンサ３３の切り替えまたはオンオフによる容量の微調整によりカソード電極２間のインピーダンスのばらつきを調整することができ、製品の特性のばらつきを抑制することができる。
【００５７】
＜第４の実施形態＞
次に、第４の実施形態について説明する。図６は、第４の実施形態に係る基板処理装置を示す模式図である。本実施形態に係る基板処理装置２００′は、基本的に、第２の実施形態の基板処理装置１００′を、第３の実施形態と同様、複数の基板のプラズマ処理を行う装置（バッチ式装置）に適用したものである。したがって、図６において図４、図５と同じものには同じ符号を付して説明を省略する。
【００５８】
本実施形態では、各カソード電極２において、それぞれ２つのインピーダンス調整回路８ａ、８ｂが配置され、これらインピーダンス調整回路８ａ、８ｂを介して各カソード電極２の両側から給電するようになっている点が第３の実施形態とは異なっている。
【００５９】
具体的には、チャンバ１の上方に配置されている共通の高周波電源６からその下に配置されている共通の整合器７を経て延びる伝送路９が伝送路９ａ、９ｂに分岐し、伝送路９ａ、９ｂがチャンバ１の両側壁下方に延び、伝送路９ａから分岐した複数の伝送路２１ａがそれぞれ個別のインピーダンス調整回路８ａを介して各カソード電極２の一端に接続され、伝送路９ｂから分岐した複数の伝送路２１ｂがそれぞれ個別のインピーダンス調整回路８ｂを介して各カソード電極２の他端に接続されている。すなわち、共通の高周波電源６からの高周波電力が共通の整合器７を経て、複数のカソード電極２の一方側に対応して設けられた複数のインピーダンス調整回路８ａおよび複数のカソード電極２の他方側に対応して設けられた複数のインピーダンス調整回路８ｂによりインピーダンスが変換されて各カソード電極２の両側から各カソード電極２に供給される。
【００６０】
本実施形態の基板処理装置２００′においても、第３の実施形態の基板処理装置２００と同様にして複数枚（３枚）の基板Ｓを各アノード電極３上に載置し、ヒーター１４により基板Ｓを所定温度に加熱しつつ、チャンバ１内に処理ガスを導入し、共通の高周波電源６から共通の整合器７および各カソード電極２に両側に対応して設けられたインピーダンス調整回路８ａ、８ｂを経て両側からカソード電極２に高周波電力を供給し、各平行平板電極において対向するカソード電極２とアノード電極３との間に生成された処理ガスのプラズマにより、基板Ｓ上で所定のプラズマ処理、例えばプラズマＣＶＤが行われる。
【００６１】
本実施形態の基板処理装置２００′においても、インピーダンス調整回路８ａ、８ｂを設け、その可変コンデンサ３２によりインピーダンスを調整して整合器７の出力インピーダンスをプラズマのインピーダンスよりも高くするので、整合器７に流れる電流および整合器７から流れる電流を従来よりも小さくすることができ、発熱やパワーロス等を抑えることができる。また、可変コンデンサをより小電流用のものとすることができ、コスト的にも有利である。さらに、整合器７や伝送線路の機差によるインピーダンスの変動があっても、インピーダンスの変動率を小さくすることができる。
【００６２】
また、本実施形態では、最終的なインピーダンス整合は１つの整合器７で行うため、整合器の相互干渉の問題は生じず、また、高価な大電流用可変コンデンサを２個用いた整合器は１個のみであるため、コストを抑えることができる。さらに、整合器７の出力インピーダンスが高いため、整合器７からインピーダンス調整回路８ａ、８ｂに至る伝送路９ａ、９ｂに供給される電流は比較的低く、電力ロスは少ない。さらにまた、インピーダンス調整回路８ａ、８ｂは固定コンデンサ３３によりインピーダンスの微調整ができるので、カソード電極２の両側から投入されるパワーのばらつきを極めて有効に抑制することができ、電圧分布の均一性を一層高めることができるとともに、カソード電極２間のインピーダンスのばらつきを調整することができ、製品の特性のばらつきを抑制することができる。
【００６３】
＜変形例等＞
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、インピーダンス調整回路の可変コンデンサとして、入力インピーダンスがプラズマのインピーダンスより高い所定の値となり、出力インピーダンスがプラズマのインピーダンスに対応する値になるようインピーダンスを調整するための手動調整用のものを想定しているが、これを自動のインピーダンス調整を行えるようにして、整合器の自動の可変コンデンサの役割の一部を担わせるようしてもよい。これにより、整合器と合わせてより広い範囲でインピーダンス整合をとることができる。
【００６４】
また、基板処理装置におけるプラズマ処理としてプラズマＣＶＤを例示したが、本発明では原理上、これに限定されるものではないことはいうまでもなく、プラズマエッチング等、他のプラズマ処理に適用することができる。さらに、上記実施形態では平行平板電極の上部電極に高周波電力を導入し下部電極を接地したが、上部電極を接地し下部電極に高周波電力を導入してもよいし、上部電極および下部電極の両方に高周波電力を導入してもよい。さらにまた、本発明をバッチ式装置に適用する場合、一度に処理する基板の数は３枚に限るものではない。さらにまた、本発明に適用される基板は特に限定されるものではなく、太陽電池用基板やフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用ガラス基板等、種々の基板に適用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１；チャンバ
２；カソード電極（上部電極）
３；アノード電極（下部電極）
６；高周波電源
７；整合器
８、８ａ、８ｂ；インピーダンス調整回路
９、９ａ、９ｂ、２１、２１ａ、２１ｂ；伝送路
１５；排気配管
１７；排気装置
２０；制御部
１００、１００′、２００、２００′；基板処理装置
Ｓ；基板
【図１】
2013105543.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2013105543.tif 000008