TWI637660B - Plasma processing device - Google Patents

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南雅人
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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

在電漿處理裝置中，防止處理容器之貫穿開 口部之局部性電漿的產生。
處理容器之貫穿開口部的開口底面，係 配設有作為阻抗調整構件的絕緣構件(45)。絕緣構件(45)，係藉由介電係數為10以下，更佳的是4以下的材料所構成，藉由絕緣構件(45)，可使從電漿觀察之貫穿開口部的電性阻抗大於本體容器(2A)的襯套(60)，並防止閘極開口部(41)之局部性電漿的產生。在絕緣構件(45)上，係可藉由設置蓋構件(47)而覆蓋絕緣構件(45)表面的方式，保護絕緣構件(45)免於電漿所致之損傷。

Description

電漿處理裝置
本發明，係關於利用電漿進行基板處理的電漿處理裝置。
在以液晶顯示器(LCD)為代表之平板顯示器的製造過程中，係對基板進行各種處理例如成膜處理、蝕刻處理等。作為進行該些處理的基板處理裝置，已知有電漿處理裝置。
電漿處理裝置，係在處理容器內生成處理氣體之電漿，而進行基板處理。此時，因電漿或腐蝕性氣體的作用，存在有耗損鋁等之金屬製之處理容器內面的可能性。因此，在例如鋁製之處理容器，係施予陽極氧化處理(耐酸鋁處理)。
又，為了防止處理容器本體之損傷或局部性電漿的產生，而亦進行在處理容器的內側配備保護構件的方式。例如，在專利文獻1中，係提出：在用於搬入搬出基板之閘極開口部配備石英製壁，抑制閘極開口部之局部性電漿的產生或電漿之偏離，並且實現基板面內之處理的 均勻性。在專利文獻1中，係藉由與處理容器內之其他部位相比，增大配備於閘極開口部之石英製壁之厚度的方式，提高從電漿觀察之閘極開口部的電性阻抗。
另一方面，在專利文獻2中，係提出：在處理容器內的壓力檢測用開口部中，配備有多孔狀或網目狀之導電性電磁波屏蔽，抑制重疊於壓力訊號的電磁波雜訊。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本特開2007-103697號公報(申請專利範圍等)
[專利文獻2]日本特開平6-29247號公報(圖6等)
近年來，對FPD用基板強烈要求大型化，且亦有以一邊超過2m之巨大基板為處理對象的情形。對應於基板之大型化而處理容器亦大型化，且閘極開口部亦變大。如專利文獻1所提出，在增大配備於閘極開口部之石英製壁的厚度而確保絕緣性的方法中，係為了確保足夠的間隙以便使基板可安全通過，而必須增大閘極開口部的高度僅石英製壁的厚度部分。但是，當增大閘極開口部時，則必須使用於開關閘極開口部的閘閥大型化。又，當增大 閘極開口部時，處理容器之耐壓強度亦會下降。因此，要求一邊儘可能抑制閘極開口部之大小(高度)，一邊確實地防止閘極開口部之局部性電漿的發生。
又，閘極開口部之局部性電漿的產生，係有特別會易於在將較大的偏壓電壓施加至載置基板的載置台時產生的傾向。因此，要求在對載置台施加較大的偏壓電壓之電漿處理裝置中，防止閘極開口部中之局部性電漿的產生。
本發明之目的，係在電漿處理裝置中，防止處理容器之貫穿開口部之局部性電漿的產生。
本發明之電漿處理裝置，係一種在處理容器之內部生成電漿，而處理基板的電漿處理裝置。在本發明的電漿處理裝置中，前述處理容器，係具備有形成貫穿開口部的壁，前述貫穿開口部，係具有相互對向的開口底面及開口頂棚面與2個開口側面。且，本發明之電漿處理裝置，係至少在前述開口底面，設置有調整前述貫穿開口部之電性阻抗的阻抗調整構件。
在本發明之電漿處理裝置中，前述貫穿開口部，係亦可為搬入搬出前述基板的閘極開口部。
在本發明之電漿處理裝置中，前述阻抗調整構件，係亦可由介電係數為10以下的材料所構成。
在本發明之電漿處理裝置中，前述阻抗調整 構件，係亦可由介電係數為4以下的材料所構成。
在本發明之電漿處理裝置中，前述阻抗調整構件，係亦可由介電係數為4以下的樹脂材料形成為薄片狀。
在本發明之電漿處理裝置中，前述阻抗調整構件，係亦可為由聚四氟乙烯所構成的薄片。
本發明之電漿處理裝置，係亦可在前述阻抗調整構件上進一步疊層設置有由介電質所構成的蓋構件。
本發明之電漿處理裝置，係前述阻抗調整構件為與前述蓋構件相同，或是亦可由具有介電係數小於蓋構件的材料所構成。
本發明之電漿處理裝置，係前述蓋構件亦可為由陶瓷所構成者。
本發明之電漿處理裝置，係亦可具備：絕緣性保護構件，沿著前述處理容器的內壁面，自前述電漿中保護該內壁面。在該情況下，亦可藉由前述阻抗調整構件，使從前述電漿觀察之前述貫穿開口部的電性阻抗高於前述保護構件。具體而言，相對於前述保護構件的電性阻抗，前述阻抗調整構件的電性阻抗係亦可大於8Ω以上。
本發明之電漿處理裝置，係亦可在前述處理容器的內壁面，形成自前述電漿中保護該內壁面的絕緣性保護膜。在該情況下，亦可藉由前述阻抗調整構件，使從前述電漿觀察之前述貫穿開口部的電性阻抗高於前述保護膜。具體而言，相對於前述絕緣性保護膜的電性阻抗，前 述阻抗調整構件的阻抗係亦可大於8Ω以上。
在本發明之電漿處理裝置中，前述處理容器係由鋁所構成，前述絕緣性保護膜係亦可為由耐酸鋁膜所構成者。
本發明之電漿處理裝置，係亦可具備有：觀測用開口部，作為前述貫穿開口部，用於從外部觀測前述處理容器的內部。在該情況下，亦可在前述觀測用開口部之前述處理容器之內部側的端部，設置有電磁波屏蔽板，該電磁波屏蔽板，係由具有用於遮蔽電磁波進入前述觀測用開口部內之複數個穴的導電性材質所構成。
根據本發明之電漿處理裝置，藉由阻抗調整構件，能夠有效果地防止閘極開口部之局部性電漿的產生。
1‧‧‧感應耦合電漿處理裝置
2A‧‧‧本體容器
2B‧‧‧上部容器
4‧‧‧天線室
5‧‧‧處理室
6‧‧‧介電質壁
7‧‧‧蓋構件
8‧‧‧吊桿
13‧‧‧天線
14‧‧‧匹配器
15‧‧‧高頻電源
16‧‧‧支撐樑
20‧‧‧氣體供給裝置
21‧‧‧氣體供給管
22‧‧‧基座
22A‧‧‧載置面
24‧‧‧絕緣體框
25‧‧‧支柱
26‧‧‧波紋管
28‧‧‧匹配器
29‧‧‧高頻電源
30‧‧‧排氣裝置
31‧‧‧排氣管
41‧‧‧閘極開口部
43‧‧‧觀測用開口部
45‧‧‧絕緣構件
47‧‧‧蓋構件
50‧‧‧閘閥
60‧‧‧襯套
S‧‧‧基板
[圖1]示意地表示本發明之一實施形態之感應耦合電漿處理裝置之構成的剖面圖。
[圖2]表示從圖1之感應耦合電漿處理裝置的內部觀察之本體容器之2個側壁之構成的立體圖。
[圖3]放大表示本體容器之側壁之閘極開口部周圍的剖面圖。
[圖4]在第1變形例中，放大表示本體容器之側壁之閘極開口部周圍的剖面圖。
[圖5]放大表示本體容器之側壁之觀測用開口部周圍的前視圖。
[圖6]放大表示本體容器之側壁之觀測用開口部周圍的剖面圖。
[圖7]在第2變形例中，放大表示本體容器之側壁之觀測用開口部周圍的剖面圖。
以下，參閱圖面說明本發明之實施形態之電漿處理裝置。圖1，係示意地表示本發明之一實施形態之感應耦合電漿處理裝置1之構成的剖面圖。另外，在下述中，雖係以感應耦合電漿處理裝置為例進行說明，但本發明係可同樣地適用於任意的電漿處理裝置。
圖1所示之感應耦合電漿處理裝置1，係對例如FPD用玻璃基板(以下簡稱為「基板」)S進行電漿蝕刻處理者。作為FPD，例示有液晶顯示器(LCD：Liquid Crystal Display)、電致發光(EL：Electro Luminescence)顯示器、電漿顯示器面板(PDP：Plasma Display Panel)等。
感應耦合電漿處理裝置1，係具備有：處理容器2，具有本體容器2A與上部容器2B。
<本體容器>
本體容器2A，係具有底壁2b與4個側壁2c的角筒形狀容器。另外，本體容器2A係亦可為圓筒形狀的容器。作為本體容器2A之材料，係使用例如鋁、鋁合金等的導電性材料。在使用鋁作為本體容器2A的材料時，係對本體容器2A的內壁面施加耐酸鋁處理(陽極氧化處理)，以避免從本體容器2A的內壁面產生污染物。又，本體容器2A呈接地狀態。在本體容器2A，係形成有複數個貫穿開口部。關於該些貫穿開口部之構成，係如後所述。
<上部容器>
上部容器2B，係具備有：頂板部分2a；介電質壁6，配置於本體容器2A的上部，將處理容器2內的空間區隔成上下2個空間；及蓋構件7與支撐樑16，作為支撐介電質壁6的支撐構件。
在上部容器2B內形成天線室4，在本體容器2A內形成處理室5，該些2個空間係被介電質壁6區隔。亦即，天線室4係被形成於處理容器2內之介電質壁6之上側的空間，處理室5係被形成於處理容器2內之介電質壁6之下側的空間。因此，介電質壁6係構成天線室4的底部，並且構成處理室5的頂板部份。處理室5，係被氣密地保持而在此對基板S進行電漿處理。
介電質壁6，係形成具有大致正方形形狀或大 致矩形形狀之上面及底面與4個側面的板狀。介電質壁6之厚度，係例如為30mm。介電質壁6係藉由介電質材料而形成。作為介電質壁6的材料，係使用例如Al2O3等的陶瓷或石英。另外，介電質壁6，係可分割成複數個例如4個部分。
蓋構件7，係設置於上部容器2B的下部。蓋構件7，係與本體容器2A之上端對位而予以配置。蓋構件7，係以配置於本體容器2A上的方式，關閉處理容器2，並藉由與本體容器2A分離的方式，開放處理容器2。另外，蓋構件7係亦可與上部容器2B為一體。
支撐樑16係形成例如十字形狀，介電質壁6係藉由蓋構件7與支撐樑16來予以支撐。
感應耦合電漿處理裝置1，係更具備有複數個圓筒形狀的吊桿8，該複數個圓筒形狀的吊桿8，係具有各別連接於上部容器2B之頂板部份2a的上端部。在圖1中，雖圖示3個吊桿8，但吊桿8的個數為任意的。支撐樑16，係連接於吊桿8下端部。如此一來，支撐樑16，係被配置為被複數個吊桿8由上部容器2B的頂板部份2a垂吊，而在處理容器2內部之上下方向的大致中央位置維持水平狀態。
在支撐樑16中，形成有：未圖示的氣體流路，從後述之氣體供給裝置20供給處理氣體；及未圖示的複數個開口部，用於放出被供給至該氣體流路的處理氣體。作為支撐樑16的材料，係使用導電性材料。作為該 導電性材料，係使用鋁等金屬材料為較佳。在使用鋁作為支撐樑16的材料時，對支撐樑16內外的表面施加耐酸鋁處理(陽極氧化處理)，以避免從表面產生污染物。
<氣體供給裝置>
在本體容器2A的外部，係更設置有氣體供給裝置20。氣體供給裝置20，係例如經由插入至中央之吊桿8之中空部的氣體供給管21，連接於支撐樑16之未圖示的氣體流路。氣體供給裝置20，係用於供給使用於電漿處理的處理氣體者。進行電漿處理時，處理氣體，係通過氣體供給管21、支撐樑16內的氣體流路及開口部，被供給至處理室5內。作為處理氣體，係使用例如SF6氣體。
<第1高頻供給部>
感應耦合電漿處理裝置1，係更具備有高頻天線(以下簡稱為「天線」)13，其配置於天線室4之內部，亦即配置於處理室5之外部且介電質壁6的上方。天線13，係呈現例如大致正方形的平面方形漩渦形狀。天線13，係配置於介電質壁6上面之上。
在處理容器2的外部，係設置有匹配器14與高頻電源15。天線13的一端，係經由匹配器14而連接於高頻電源15。天線13的另一端，係連接於上部容器2B之內壁，經由本體容器2A而接地。對基板S進行電漿處理時，係從高頻電源15對天線13供給感應電場形成用高 頻電力(例如13.56MHz之高頻電力)。藉此，藉由天線13，在處理室5內形成感應電場。該感應電場，係使處理氣體轉化為電漿。
<載置台>
感應耦合電漿處理裝置1，係更具備有載置基板S之基座(載置台)22、絕緣體框24、支柱25及波紋管26。支柱25，係連接於設置在本體容器2A下方之未圖示的升降裝置，通過形成於本體容器2A之底壁2b的開口部2b1而突出於處理室5內。又，支柱25具有中空部。絕緣體框24係設置於支柱25上。該絕緣體框24係形成上部為開口之箱狀。在絕緣體框24的底部形成有接續於支柱25之中空部的開口部。波紋管26，係包圍支柱25，氣密地連接於絕緣體框24及本體容器2A之底壁2b的內壁。藉此，維持處理室5的氣密性。
基座22，係被收容於絕緣體框24內。基座22，係具有用於載置基板S之載置面22A。作為基座22之材料，係例如使用鋁等的導電性材料。在使用鋁作為基座22的材料時，對基座22的表面施加耐酸鋁處理(陽極氧化處理)，以避免從表面產生污染物。
<第2高頻供給部>
在處理容器2的外部，係更設置有匹配器28與高頻電源29。基座22，係經由插通於絕緣體框24之開口部及 支柱25之中空部的通電棒而連接於匹配器28，進一步經由該匹配器28連接於高頻電源29。對基板S進行電漿處理時，係從高頻電源29對基座22供給偏壓用高頻電力(例如380kHz之高頻電力)。該高頻電力，係為了將電漿中的離子有效地拉入基座22上所載置的基板S中而使用者。
<排氣裝置>
在處理容器2的外部，係更設置有複數個排氣裝置30。排氣裝置30，係經由連接於排氣口2b2的排氣管31，與處理室5連接，該排氣口2b2係形成於本體容器2A之底壁2b的複數個部位。對基板S進行電漿處理時，排氣裝置30係對處理室5內的空氣進行排氣，將處理室5內維持成真空或減壓環境。
<貫穿開口部>
圖2，係表示從圖1之感應耦合電漿處理裝置1的內部觀察之本體容器2A之2個側壁2c之構成的立體圖。另外，為了方便說明，在圖2中，省略後述之絕緣構件45、蓋構件47及電磁波屏蔽板49其圖示。在本體容器2A的一個側壁2c，係形成有作為貫穿開口部的閘極開口部41。閘極開口部41，係形成為橫向長形，以可通過基板S的方式，具有大於基板S之寬度的橫寬幅。閘極開口部41，係具有相互對向之開口底面41a及開口頂棚面41b 與2個開口側面41c，以作為區隔貫通開口的壁面。
又，在本體容器2A的其他側壁2c，係形成有觀測用開口部43以作為不同於閘極開口部41的貫穿開口部。觀測用開口部43，係具有相互對向之開口底面43a及開口頂棚面43b與2個開口側面43c，以作為區隔貫通開口的壁面。
<閘閥>
閘閥50，係設置於本體容器2A之側壁2c的外側。閘閥50，係具有藉由未圖示之驅動部來開關閘極開口部41的功能。閘閥50，係於關閉狀態下氣密地密封閘極開口部41。因此，閘閥50，係可於關閉狀態下維持著處理室5之氣密性，並且於開放狀態下將基板S移送至處理室5與外部之間。
<襯套>
在本體容器2A之4個側壁2c的內側，係沿著各側壁2c的內壁面，配備有襯套60，以作為覆蓋該內壁面而自電漿中進行保護的絕緣性保護構件。襯套60，係例如由石英、已耐酸鋁處理後之鋁等的材質所形成。設置於形成有閘極開口部41之側壁2c的襯套60，係具有對應於該閘極開口部41的開口。設置於形成有觀測用開口部43之側壁2c的襯套60，係具有對應於該觀測用開口部43的開口。
另外，在本實施形態之感應耦合電漿處理裝置1中，在閘極開口部41之開口頂棚面41b，亦以覆蓋該開口頂棚面41b的方式，裝設有襯套60。
<阻抗調整構件>
接下來，參閱圖3，詳細說明配備於閘極開口部41的阻抗調整構件。圖3，係包含閘閥50及閘極開口部41之側壁2c的主要部分剖面圖。在閘極開口部41之開口底面41a，係配設有作為阻抗調整構件的絕緣構件45。絕緣構件45，係例如可設成為板狀或薄片狀的形態。
絕緣構件45，係藉由介電係數為10以下，較佳的是4以下的材料所構成。在此，作為構成絕緣構件45的材料，係可列舉出例如氧化鋁(介電係數10)、石英(介電係數4)等的陶瓷、聚四氟乙烯(介電係數2)、聚碳酸酯(介電係數3)等的合成樹脂等。即使在該些材料中，使用具有聚四氟乙烯等之耐熱性之材質的樹脂薄片作為絕緣構件45為較佳。
藉由在閘極開口部41配設絕緣構件45的方式，可提高從電漿觀察之閘極開口部41的電性阻抗(正確來說，係指在閘極開口部41中之配備有絕緣構件45之壁面的電性阻抗，以下為相同)，而防止異常放電或局部性電漿的產生。亦即，由於可藉由絕緣構件45，使從電漿觀察之閘極開口部41的電性阻抗大於本體容器2A的襯套60，故電漿電流會變得難以流動至閘極開口部41，從 而可防止異常放電或局部性電漿的產生。
絕緣構件45，係只要至少設置於閘極開口部41的開口底面41a即可。在開口側面41c及/或開口頂棚面41b雖亦可設置絕緣構件45，但從確保使基板S通過閘極開口部41時之間隙的觀點來看，僅設置於閘極開口部41的開口底面41a為較佳。又，從防止微粒附著於基板S的觀點來看，絕緣構件45亦僅設置於閘極開口部41的開口底面41a為較佳。當在開口側面41c及/或開口頂棚面41b亦設置絕緣構件45時，則閘極開口部41之電性阻抗會變得過高，而該些部位難以具有作為供給至基座22之偏壓電力之對向電極的功能。其結果，朝向開口側面41c及/或開口頂棚面41b的濺鍍力會減弱，並導致有在電漿處理中易附著沈積物，且附著的沈積物剝離而成為微粒原因的可能性。因此，從抑制微粒的觀點來看，絕緣構件45亦僅設置於閘極開口部41的開口底面41a為較佳。
絕緣構件45並不限於單一的構件，亦可分割成複數個部分。又，絕緣構件45並不限於單一層，亦可重疊配置複數層。在該情況下，可使用不同材質者來作為各層的絕緣構件45。
絕緣構件45的厚度，係為了一邊提高從電漿觀察之閘極開口部41的電性阻抗並防止局部性電漿的產生，一邊充分地確保與通過閘極開口部41之基板S的間隙，而例如設成為10mm以下為較佳，設成為2mm以上 10mm以下的範圍內為更佳。作為一例，在使用介電係數為2之聚四氟乙烯製的樹脂薄片作為絕緣構件45時，只要其厚度為2mm以上，則能夠使從電漿觀察之閘極開口部41中之絕緣構件45的電性阻抗比本體容器2A之襯套60大8Ω以上。且，已證實：若從電漿觀察之閘極開口部41中之絕緣構件45與本體容器2A之襯套60的電性阻抗之差值為8Ω以上，則可確實地防止閘極開口部41之異常放電或局部性電漿的產生。另外，將絕緣構件45設成為複數層時，係將複數層的總厚度設成為上述範圍內為較佳。
<蓋構件>
如圖3所示，本實施形態之感應耦合電漿處理裝置1，係在作為阻抗調整構件的絕緣構件45上設置蓋構件47為較佳。藉由疊層於絕緣構件45並設置蓋構件47，而覆蓋絕緣構件45表面的方式，可保護絕緣構件45免於電漿所致之損傷。
蓋構件47，係藉由具有耐電漿性的材料予以構成為較佳。作為蓋構件47之材質，可列舉例如氧化鋁(Al2O3；介電係數10)、已耐酸鋁處理後的鋁(介電係數10)、石英(介電係數4)等的陶瓷或以三氧化二釔噴塗膜被覆鋁基材表面的被覆物(介電係數11)等。即使在該些材料中，蓋構件47，係藉由介電係數為10前後的板材例如氧化鋁板等予以形成為較佳。
蓋構件47的厚度，係為了一邊自電漿中保護絕緣構件45，一邊充分地確保與通過閘極開口部41之基板S的間隙，而例如設成為20mm以下為較佳，設成為10mm以上20mm以下的範圍內為更佳。
在本實施形態之感應耦合電漿處理裝置1中，絕緣構件45，係與蓋構件47相同或藉由具有比蓋構件47小之介電係數的材料予以構成為較佳。因此，在蓋構件47的介電係數為10以上時，係藉由絕緣構件45的介電係數為10以下的材料予以構成為較佳，在蓋構件47的介電係數為4以上時，係藉由絕緣構件45的介電係數為4以下的材料予以構成為較佳。作為絕緣構件45與蓋構件47之較佳組合的例子，可列舉出絕緣構件45為由聚四氟乙烯等所構成的樹脂薄片，而蓋構件47為氧化鋁等之陶瓷製板材的情況。在該情況下，樹脂薄片之厚度，係為了提高從電漿觀察之閘極開口部41的電性阻抗並防止局部性電漿的產生，而例如設成為2mm以上10mm以下的範圍內，陶瓷製板材之厚度，係從確實地自電漿中保護絕緣構件45的觀點來看，可設成為例如10mm以上18mm以下的範圍內。但是，為了充分地確保與通過閘極開口部41之基板S的間隙，而樹脂薄片之厚度與陶瓷製板材之厚度的總合係設成為例如20mm以下為較佳。
本實施形態的感應耦合電漿處理裝置1，係在閘極開口部41組合配備蓋構件47和介電係數與蓋構件47相同或由比蓋構件47小之材料所構成的絕緣構件45， 藉此，與單獨配置蓋構件47的情況相比，更可縮小為了防止局部性電漿的產生所需之絕緣構件45與蓋構件47的總厚度。其結果，不用擴展閘極開口部41本身，即能夠充分地確保為了使基板S通過閘極開口部41而所需的間隙。又，即使從高頻電源29對基座22施加較大的偏壓電壓，亦可防止閘極開口部41之局部性電漿的產生。
<第1變形例>
如上述，亦可藉由對本體容器2A之內壁面施予耐酸鋁處理(陽極氧化處理)，形成作為絕緣性保護膜之耐酸鋁膜的方式，省略襯套60。圖4，係表示在感應耦合電漿處理裝置1中，不設置襯套60而在本體容器2A之內壁面形成作為絕緣性保護膜之耐酸鋁膜61的變形例。在本體容器2A之內壁面形成耐酸鋁膜61時，由於可藉由絕緣構件45，使從電漿觀察之閘極開口部41的電性阻抗大於本體容器2A的耐酸鋁膜61，故可防止閘極開口部41之異常放電或局部性電漿的產生。
<電磁波屏蔽構件>
接下來，參閱圖5及圖6，說明配備於作為貫穿開口部之觀測用開口部43的電磁波屏蔽構件。圖5，係包含裝設了電磁波屏蔽構件之狀態之觀測用開口部43之側壁2c的前視圖。圖6，係表示圖5之VI-VI線箭頭的剖面，且為包含裝設了電磁波屏蔽構件之狀態之觀測用開口部 43之側壁2c的主要部分剖面圖。在觀測用開口部43之開口底面43a、開口頂棚面43b、2個開口側面43c，係以覆蓋該些的方式，裝設有襯套60。
電磁波屏蔽板49，係形成板狀，為了遮蔽電磁波，而藉由導電性材質例如不鏽鋼、鋁等的金屬所構成。又，電磁波屏蔽板49，係具有複數個穴49a，以便可從處理容器2之外部來目視確認處理室5的內部。電磁波屏蔽板49，係配備於觀測用開口部43中之本體容器2A之內部側的端部。電磁波屏蔽板49，係可藉由例如金屬製之螺絲80等的固定手段，經由襯套60裝設於本體容器2A的側壁2c。電磁波屏蔽板49，係藉由例如螺絲80與接地的本體容器2A導通。
電磁波屏蔽板49，係配備為覆蓋觀測用開口部43中之處理室5側的端部。在觀測用開口部43之另一端側，係配設有由例如石英等之材質所構成的透過窗70。經由該透過窗70、觀測用開口部43及電磁波屏蔽板49，可觀察處理室5內的狀態例如電漿的發光。藉由在觀測用開口部43配置電磁波屏蔽板49的方式，可防止電磁波進入觀測用開口部43內，並防止觀測用開口部43之異常放電或局部性電漿的產生。又，藉由配備電磁波屏蔽板49的方式，可抑制觀測用開口部43內的附著物或沈積物。
接下來，說明使用如上述所構成之感應耦合電漿處理裝置1，對基板S施予電漿處理時的處理動作。
首先，在開放閘閥50的狀態下，藉由未圖示的搬送機構，將基板S搬入至處理室5內，而載置於基座22的載置面22A後，藉由靜電夾盤等將基板S固定於基座22上。
接下來，從氣體供給裝置20經由氣體供給管21、支撐樑16內之未圖示的氣體流路及複數個開口部，使處理氣體吐出至處理室5內，並且藉由排氣裝置30經由排氣管31對處理室5內進行真空排氣的方式，使處理容器內維持於例如1.33Pa左右的壓力環境。
接下來，從高頻電源15，將13.56MHz的高頻施加至天線13，藉此，經由介電質壁6，在處理室5內形成均勻的感應電場。藉由像這樣所形成的感應電場，使處理氣體在處理室5內電漿化，而生成高密度的感應耦合電漿。像這樣所生成之電漿中的離子，係被從高頻電源29施加於基座22的高頻電力有效地拉入基板S，而對基板S施予均勻的電漿處理。
在電漿處理期間，由於藉由作為阻抗調整構件的絕緣構件45，使從電漿觀察之閘極開口部41的電性阻抗維持為高於襯套60(或耐酸鋁膜61)，故可抑制閘極開口部41之局部性電漿的產生。又，藉由電磁波屏蔽板49，可抑制電磁波進入觀測用開口部43內，並抑制觀測用開口部43之局部性電漿的產生。因此，在感應耦合電漿處理裝置1中，係可在處理室5內穩定地生成電漿，並可實現基板S之面內及基板S間的處理均勻化。
<第2變形例>
接下來，參閱圖7，說明在觀測用開口部43配設了阻抗調整構件的第2變形例。如上述，藉由在觀測用開口部43裝設電磁波屏蔽板49的方式(參閱圖6)，可防止觀測用開口部43內之異常放電或局部性電漿的產生。但是，如圖7所示，亦可在觀測用開口部43配備作為阻抗調整構件的絕緣構件46，來取代裝設電磁波屏蔽板49。
圖7，係包含第2變形例之觀測用開口部43之側壁2c的主要部分剖面圖。在觀測用開口部43之開口底面43a，係配設有作為阻抗調整構件的絕緣構件46。另外，絕緣構件46，係不僅開口底面43a，亦可在開口側面43c及/或開口頂棚面43b處作設置。又，在作為阻抗調整構件的絕緣構件46上設置蓋構件48為較佳。
設置於觀測用開口部43之絕緣構件46及蓋構件48的構成，係除了厚度的限制較少該點以外，其餘與閘極開口部41中的絕緣構件45及蓋構件47相同。在本變形例中，設置於觀測用開口部43之絕緣構件46的厚度，係為了提高從電漿觀察之觀測用開口部43的電性阻抗(正確來說，係指觀測用開口部43中之配備有絕緣構件46之壁面的電性阻抗)，並防止異常放電或局部性電漿，而可設成為足夠的任意厚度，例如設成為10mm以上20mm以下的範圍內。又，設置於觀測用開口部43之蓋構件48的厚度，係為了確實地自電漿中保護絕緣構件46， 而可設成為足夠的任意厚度，例如設成為10mm以上20mm以下的範圍內。
如上述所說明，根據本實施形態之感應耦合電漿處理裝置1，可藉由作為阻抗調整構件的絕緣構件45，有效果地防止閘極開口部41之局部性電漿的產生。
以上，雖以例示之目的詳細說明了本發明之實施形態，但本發明並不限於上述實施形態，可進行各種變形。例如，在上述實施形態中，雖以感應耦合電漿裝置為例，但只要是在處理容器具有開口部的電漿處理裝置，則沒有限制亦可適用本發明，例如亦可適用於平行平板型電漿裝置、表面波電漿裝置、ECR(Electron Cyclotron Resonance)電漿裝置、螺旋波電漿裝置等其他方式的電漿裝置。又，不限於乾蝕刻裝置，亦可同等地適用於成膜裝置或灰化裝置等。
又，本發明並不限於以FPD用基板作為被處理體者，亦可應用於例如以半導體晶圓或太陽能電池用基板作為被處理體的情形。

Claims (13)

  1. 一種電漿處理裝置，係在處理容器之內部生成電漿，而處理基板的電漿處理裝置，其特徵係，前述處理容器，係具備形成有貫穿開口部的壁，前述貫穿開口部，係具有相互對應的開口底面及開口頂棚面與2個開口側面，至少在前述開口底面，設置有用以調整前述貫穿開口部之電性阻抗的阻抗調整構件，在前述阻抗調整構件上，疊層設置有由介電質所構成的蓋構件，前述蓋構件自電漿中保護前述阻抗調整構件，前述阻抗調整構件，係由具有比前述蓋構件小之介電係數的材料所構成。
  2. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，前述貫穿開口部，係搬入搬出前述基板的閘極開口部。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理裝置，其中，前述阻抗調整構件，係由介電係數為10以下的材料所構成。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理裝置，其中，前述阻抗調整構件，係由介電係數為4以下的材料所構成。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理裝置，其中，前述阻抗調整構件，係由介電係數為4以下的樹脂材料而形成為薄片狀。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理裝置，其中，前述阻抗調整構件，係由聚四氟乙烯所構成的薄片。
  7. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，前述蓋構件，係由陶瓷所構成。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理裝置，其中，具備有：絕緣性保護構件，沿著前述處理容器的內壁面，自前述電漿中保護該內壁面，藉由前述阻抗調整構件，使從前述電漿觀察之前述貫穿開口部的電性阻抗高於前述保護構件。
  9. 如申請專利範圍第8項之電漿處理裝置，其中，相對於前述保護構件的電性阻抗，前述阻抗調整構件的電性阻抗，係大於8Ω以上。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理裝置，其中，在前述處理容器的內壁面，形成有自前述電漿中保護該內壁面的絕緣性保護膜，藉由前述阻抗調整構件，使從前述電漿觀察之前述貫穿開口部的電性阻抗高於前述保護膜。
  11. 如申請專利範圍第10項之電漿處理裝置，其中，相對於前述絕緣性保護膜的電性阻抗，前述阻抗調整構件的電性阻抗，係大於8Ω以上。
  12. 如申請專利範圍第10項之電漿處理裝置，其中，前述處理容器係由鋁所構成，前述絕緣性保護膜係由耐酸鋁膜所構成。
  13. 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理裝置，其中，具備有：觀測用開口部，作為前述貫穿開口部，用於從外部觀測前述處理容器的內部，在前述觀測用開口部之前述處理容器之內部側的端部，設置有電磁波屏蔽板，該電磁波屏蔽板係由具有用於遮蔽電磁波進入前述觀測用開口部內之複數個穴的導電性材質所構成。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020092034A (ja) * 2018-12-06 2020-06-11 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
CN112635281B (zh) * 2019-09-24 2024-04-05 中微半导体设备(上海)股份有限公司 零部件及其封孔方法、等离子体处理装置及其工作方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7052731B2 (en) * 2002-02-27 2006-05-30 Hitachi High-Technologies Corporation Plasma processing apparatus, protecting layer therefor and installation of protecting layer
JP2007103697A (ja) * 2005-10-05 2007-04-19 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
US20070107843A1 (en) * 2003-12-24 2007-05-17 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Plasma processing apparatus
JP2013168675A (ja) * 2013-05-08 2013-08-29 Tokyo Electron Ltd 処理容器およびプラズマ処理装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS637155U (zh) * 1986-06-30 1988-01-18
JP2804762B2 (ja) * 1988-07-19 1998-09-30 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP3204544B2 (ja) * 1992-07-09 2001-09-04 東京エレクトロン株式会社 処理装置
JP2956494B2 (ja) * 1994-10-26 1999-10-04 住友金属工業株式会社 プラズマ処理装置
US5885356A (en) * 1994-11-30 1999-03-23 Applied Materials, Inc. Method of reducing residue accumulation in CVD chamber using ceramic lining
JP4213790B2 (ja) * 1998-08-26 2009-01-21 コバレントマテリアル株式会社 耐プラズマ部材およびそれを用いたプラズマ処理装置
JP2001077088A (ja) * 1999-09-02 2001-03-23 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
JP4437350B2 (ja) * 1999-11-22 2010-03-24 東京エレクトロン株式会社 反応容器及びそれを備えるプラズマ処理装置
JP2003264169A (ja) * 2002-03-11 2003-09-19 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置
US20040069223A1 (en) * 2002-10-10 2004-04-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Wall liner and slot liner for process chamber
JP5012316B2 (ja) * 2007-08-21 2012-08-29 パナソニック株式会社 プラズマ処理装置
JP5329072B2 (ja) * 2007-12-03 2013-10-30 東京エレクトロン株式会社 処理容器およびプラズマ処理装置
JP5217569B2 (ja) * 2008-03-31 2013-06-19 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP5357486B2 (ja) * 2008-09-30 2013-12-04 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
TW201100578A (en) * 2009-06-19 2011-01-01 Saint Gobain Ceramics & Plastics Inc Sealed plasma coatings
KR101157790B1 (ko) * 2009-12-31 2012-06-20 엘아이지에이디피 주식회사 플라즈마 처리장치
JP2011258622A (ja) * 2010-06-07 2011-12-22 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置及びその誘電体窓構造
KR101231048B1 (ko) * 2011-06-30 2013-02-07 엘아이지에이디피 주식회사 플라즈마 처리장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7052731B2 (en) * 2002-02-27 2006-05-30 Hitachi High-Technologies Corporation Plasma processing apparatus, protecting layer therefor and installation of protecting layer
US20070107843A1 (en) * 2003-12-24 2007-05-17 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Plasma processing apparatus
JP2007103697A (ja) * 2005-10-05 2007-04-19 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP2013168675A (ja) * 2013-05-08 2013-08-29 Tokyo Electron Ltd 処理容器およびプラズマ処理装置

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