專利名稱：等離子體處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及等離子體處理裝置，詳細地說是涉及等離子體處理裝置的可以進行溫 度調(diào)節(jié)的保護板的絕熱機構(gòu)。
背景技術(shù)：
在FPD(平板顯示器Flat Panel Display)的制造工序中，對于FPD用的玻璃基板 進行等離子蝕刻、等離子灰化、等離子成膜等多種等離子體處理。作為進行這樣的等離子體 處理的裝置，已知有平行平板型等離子體處理裝置和感應(yīng)耦合等離子體(ICP =Inductively CoupledPlasma)處理裝置等。在這里，雖然在各種等離子體處理裝置中由于等離子體的產(chǎn)生而使溫度上升，但 是通常因為處理室內(nèi)壁近旁的等離子體密度低，在處理室內(nèi)出現(xiàn)溫度不均勻分布，由于這 個溫度不均勻分布，在處理容器的內(nèi)面發(fā)生反應(yīng)生成物的堆積。特別是在處理大型基板的 大型裝置中，由于處理容器的熱容量大，容器的表面積也大，所以容易放熱，因此在處理室 內(nèi)容易產(chǎn)生溫度不均勻分布，反應(yīng)生成物的堆積變多，此外，還有對等離子體處理的面內(nèi)均 一性造成壞影響的憂慮。因此，在等離子體處理裝置中設(shè)置有讓載熱體在覆蓋處理容器的 壁、壁面的部件上流動的流路(被稱為載熱體流路)，對處理容器的溫度進行調(diào)節(jié)。關(guān)于所述溫度調(diào)節(jié)，例如在專利文獻1中公開了在覆蓋等離子體處理裝置的處理 容器壁部設(shè)置的由導(dǎo)體構(gòu)成的內(nèi)壁板上，具有使溫度調(diào)節(jié)用媒質(zhì)流動的溫調(diào)用流路、用于 從處理容器外部導(dǎo)入溫調(diào)用媒質(zhì)的導(dǎo)入口和用于將溫調(diào)用媒質(zhì)排出處理容器外部的排出 口的等離子體處理裝置。另外，在專利文獻2中公開了在真空容器內(nèi)壁裝備防著板，在該防著板主體上配 置用于使溫媒流動的溫媒管和使冷媒流動的冷媒管，在氣體的吸收開始初期使溫媒流動對 防著板進行加熱的真空裝置。專利文獻1 日本特開2007-MM74號公報專利文獻2 日本特開平9-157832號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，在現(xiàn)有技術(shù)的等離子體處理裝置的溫度調(diào)節(jié)機構(gòu)中存在以下問題。首先， 在處理室的壁本身設(shè)置載熱體流路的方法(第一方法)中，處理室的壁為了維持真空狀態(tài) 而采用堅固的結(jié)構(gòu)，由于處理室的壁本身的熱容量大，放熱容易，存在溫度控制較困難的問 題。另外，為了調(diào)節(jié)熱容量大、放熱容易的處理室的壁本身的溫度，存在用于使載熱體在載 熱體流路中流動的設(shè)備大型化，導(dǎo)致成本上升的問題。另外，由于載熱體流路形成在處理容 器壁的一部分，在處理容器的部位產(chǎn)生溫度不均勻分布，由該溫度不均勻分布導(dǎo)致在處理 容器壁產(chǎn)生熱應(yīng)變從而使壁彎曲，開關(guān)面發(fā)生泄漏，或是回流電路變得不容易正常形成從 而使放電變得不穩(wěn)定。另外，在處理容器的側(cè)壁設(shè)置了溫度調(diào)節(jié)機構(gòu)時，還存在著由熱傳 導(dǎo)使處理容器的底部變高溫，在想讓下部電極為低溫時下部電極的溫度控制變得困難的問
另外，如專利文獻1、2所述，在覆蓋處理室的壁面的內(nèi)壁板和防著板上設(shè)置載熱 體流路的方法(第二方法)，與在處理室的壁本身上設(shè)置載熱體流路的第一方法相比，由于 熱容量、放熱變小，在溫度調(diào)節(jié)設(shè)備能夠簡單化的同時能夠提高溫度的控制性。但是，在專 利文獻1、2的方法中，處理室的壁面與內(nèi)壁板、防著板之間的存在間隙，存在著在此間隙中 等離子體處理生成的反應(yīng)生成物堆積，和由間隙中殘留的空氣造成的真空處理的時間變長 等問題。另外，還有在內(nèi)壁板和處理室的壁的間隙發(fā)生異常放電(電弧放電(7 — * > ^ )) 的憂慮。另外，在專利文獻1中，內(nèi)壁板被由絕緣體構(gòu)成的固定部件固定在處理室的內(nèi)壁， 由于沒有考慮該固定部件的絕熱性，內(nèi)壁板的熱通過固定部件向處理室的壁移動，受到熱 容量大、放熱容易的處理容器的影響發(fā)生內(nèi)壁板的溫度控制變得困難的問題。本發(fā)明鑒于這些問題點，目的在于提供一種使溫度調(diào)節(jié)設(shè)備簡易化的同時，能夠 防止在處理容器內(nèi)產(chǎn)生附著物、電弧放電的等離子體處理裝置。本發(fā)明的等離子體處理裝置具有形成處理被處理基板的處理室的處理容器、設(shè)置在所述處理室內(nèi)的載置所述被處理基板的載置臺、向所述處理室內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給裝置、使所述處理室內(nèi)處于真空狀態(tài)的排氣裝置、在所述處理室內(nèi)使所述處理氣體的等離子體生成的等離子體生成機構(gòu)、配置在所述處理容器壁內(nèi)側(cè)的保護板、對所述保護板的溫度進行調(diào)節(jié)的溫度調(diào)節(jié)機構(gòu)和緊貼安裝在所述處理容器的內(nèi)壁面與所述保護板之間的遮斷或抑制這些之間的 熱傳導(dǎo)的絕熱部件。在本發(fā)明的等離子體處理裝置中，所述等離子體生成機構(gòu)也可以是具有設(shè)置在所 述處理室外側(cè)的在所述處理室內(nèi)形成感應(yīng)電場的天線、設(shè)置在所述天線與所述處理室之間 的絕緣體壁和將高頻電力供給所述天線從而在所述處理室內(nèi)形成感應(yīng)電場的高頻電源的 感應(yīng)耦合方式的等離子體生成機構(gòu)。這個情形下，也可以進一步具有將高頻電力供給所述 載置臺從而形成偏置電場的高頻電源，所述保護板也可以與所述處理容器電連接對于所述 偏置電場作為陽極電極起作用。另外，本發(fā)明的等離子體處理裝置也可以具有覆蓋所述絕熱部件的端部的露出面 的一部分或全部的遮蔽部件。另外，在本發(fā)明的等離子體處理裝置中，所述保護板的下端部也可以與所述處理 容器的底面接觸，所述保護板的上端部或上端部以及側(cè)端部也可以被所述遮蔽部件覆蓋。另外，在本發(fā)明的等離子體處理裝置中，所述絕熱部件也可以具有絕熱性芯部件 和被覆該絕熱性芯部件的由耐等離子體性材料構(gòu)成的被覆層。另外，在本發(fā)明的等離子體處理裝置中，也可以所述絕熱部件具有絕緣性，所述保 護板與所述處理容器不是電連接配置。這時，所述絕熱部件的厚度可以隨部位變化，所述絕 熱部件的電容率也可以隨部位變化。另外，所述絕熱部件也可以由電容率不同的多種部件 構(gòu)成。而且，在本發(fā)明的等離子體處理裝置中，所述絕熱部件也可以具有將絕緣性部件和絕 熱性部件重合的層疊結(jié)構(gòu)。
另外，本發(fā)明的等離子體處理裝置也可以在所述保護板的內(nèi)部形成載熱體流路， 所述溫度調(diào)節(jié)機構(gòu)是設(shè)置在所述處理容器的外側(cè)使所述載熱體在所述保護板的所述流路 循環(huán)的冷卻機構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的等離子體處理裝置，在能夠?qū)牡入x子體中保護處理容器的保護板 進行溫度調(diào)節(jié)的同時，通過在處理容器的內(nèi)壁面和保護板之間用絕熱部件間隔，能夠確實 地進行對保護板的溫度控制。即由于通過絕熱部件能夠確實地對處理容器壁和保護板進行 熱分離，在保護板的溫度控制變得容易的同時能夠使溫度調(diào)節(jié)設(shè)備小型化。另外，根據(jù)本發(fā) 明，由于對處理容器壁本身的溫度調(diào)節(jié)變得不再需要，能夠防止例如由加熱所帶來的熱應(yīng) 力使處理容器壁彎曲從而開關(guān)面發(fā)生泄漏，或是電流的回路變得困難使放電變得不穩(wěn)定。 另外，例如通過不加熱處理容器壁本身，由從處理容器向載置臺的熱傳導(dǎo)造成的載置臺的 溫度控制變困難的問題也不會發(fā)生。另外，根據(jù)本發(fā)明，由于在處理容器壁面與保護板之間間隔絕熱部件使多余的間 隙變得不存在，在該間隙等離子體處理的反應(yīng)生成物堆積和處理室的真空處理時間變成的 問題也不發(fā)生。另外，通過間隔絕熱部件，能夠一種處理容器壁面與保護板之間的異常放 H1^ ο


圖1是模式地表示本發(fā)明的一個實施形態(tài)相關(guān)的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的 結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖2是圖1的A部擴大剖面圖。圖3是表示在圖1的變形例中設(shè)置了遮蔽部件的狀態(tài)的剖面圖。圖4是從圖3的箭頭方向看到的遮蔽部件的配置狀態(tài)的說明圖。圖5是表示絕熱部件的另外構(gòu)成例的剖面圖。圖6是表示第二變形例的絕熱部件的安裝狀態(tài)的剖面圖。圖7是表示絕熱部件的另外構(gòu)成例的剖面圖。圖8是表示第三變形例的絕熱部件的安裝狀態(tài)的剖面圖。圖9是表示第四變形例的絕熱部件的安裝狀態(tài)的剖面圖。圖10是表示第四變形例的絕熱部件的進一步另外的構(gòu)成例的剖面圖。圖11是表示絕熱部件的進一步另外的構(gòu)成例的剖面圖。附圖符號說明L···等離子體處理裝置，2…主體容器，5…處理室，6…絕緣體壁，7···支撐棚，13… 天線，14…匹配器，15…高頻電源，16…氣體噴出口，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···風箱，28···匹配器，29···高頻電源， 31…排氣裝置，32…排氣管，41···保護板，42…絕熱部件，42A…絕熱性芯部件，42B…被覆 部，42C…電容率大的絕熱部件，42D…電容率小的絕熱部件，42E…絕熱性板材，42F…絕緣 性板材，43···載熱體流路，43a…導(dǎo)入部，4 …排出部，44···導(dǎo)入管，45···排出管，46···固定 部件，47…遮蔽部件，50…冷卻單元
具體實施例方式以下對本發(fā)明的一個實施形態(tài)相關(guān)的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置參照圖進行說 明。首先，圖1是模式地表示本實施形態(tài)的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖，圖 2是圖1的A部擴大剖面圖。圖1所示的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置1為例如對FPD用的 玻璃基板(以下只寫作“基板”)S進行等離子體處理的等離子體處理裝置。FPD可以例示 為液晶顯示器(LCD :Liquid Crystal Display)、電致發(fā)光(EL =Electro Luminescence)顯 示器、等離子體顯示面板(PDP =Plasma DisplayPanel)等。感應(yīng)耦合等離子體處理裝置1具有處理室5，其由作為處理容器的主體容器2和配 置在該主體容器2的上部的絕緣體壁6構(gòu)成。絕緣體壁6構(gòu)成處理室5的天井部分。處理 室5保持氣密性，在這里對基板S進行等離子體處理。主體容器2既可以是具有四個側(cè)壁加的方筒狀，也可以是圓筒狀。主體容器2的 材料使用鋁、鋁合金等導(dǎo)電性材料。主體容器2的材料使用鋁時，為了不從主體容器2的內(nèi) 壁面產(chǎn)生污染物，對主體容器2的內(nèi)壁面進行耐酸鋁處理(陽極酸化處理)。另外，主體容 器2接地。絕緣體壁6形成為具有大致正方形的頂面和底面的板狀。絕緣體壁6由絕緣體材 料形成。絕緣體壁6的材料可以使用例如Al2O3等的陶瓷、石英。感應(yīng)耦合等離子體處理裝置1進一步具有作為支撐絕緣體壁6的支撐部件的支撐 棚7。支撐棚7被安裝在主體容器2側(cè)壁加。主體容器2的外部設(shè)置有氣體供給裝置20。氣體供給裝置20通過途中分岔的氣 體供給管21與形成在絕緣體壁6下面的多個氣體噴出口 16相連接。氣體供給裝置20供 給等離子體處理中使用的處理氣體。在進行等離子體處理時，處理氣體通過氣體供給管21 和多個氣體噴出口 16，供給處理室5內(nèi)。處理氣體使用諸如SF6氣體、CF4氣體。另外，處理 氣體也可以從設(shè)置在主體容器2側(cè)壁加的氣體導(dǎo)入部導(dǎo)入處理室5。感應(yīng)耦合等離子體處理裝置1具有配置在處理室5的外部即絕緣體壁6的上方的 高頻電線(以下只寫作天線)13。天線13形成例如大致正方形的俯視方形螺旋狀。天線 13配置在絕緣體壁6的頂面上方。主體容器2的外部設(shè)置有匹配器14和高頻電源15。天線13的一端用供電線1 通過匹配器14與高頻電源15連接。天線13的另一端與主體容器2的內(nèi)壁連接，通過主體 容器2接地。對基板S進行等離子體處理時，從高頻電源15供給天線13感應(yīng)電場形成用 的高頻電力(例如13.56MHz的高頻電力)。由此，通過天線13，在處理室5形成感應(yīng)電場。 該感應(yīng)電場使處理氣體轉(zhuǎn)化為等離子體。另外，絕緣體壁6、天線13、匹配器14、供電線15a 和高頻電源15構(gòu)成等離子體生成機構(gòu)。感應(yīng)耦合等離子體處理裝置1進一步具有用于載置基板S的基座(載置臺)22、絕 緣體框?qū)Α⒅е?5、風箱沈和未圖示的間閥。支柱25與設(shè)置在主體容器2下方的未圖示 的升降裝置連接，通過形成在主體容器2的底部的開口部，突出到處理室5內(nèi)。另外，支柱 25具有中空部。絕緣體框M被設(shè)置在支柱25的上面。該絕緣體框M形成上部開口的箱 狀。絕緣體框M的底部形成有連著支柱25的中空部的開口部。風箱沈包圍支柱25，與絕 緣體框M和主體容器2的底部內(nèi)壁氣密性連接。由此，處理室5的氣密性得到維持?；?2被收納在絕緣體框M內(nèi)?；?2具有用于載置基板S的載置面22A。基座22的材料使用例如鋁等導(dǎo)電性材料?；?2的材料使用鋁時，為了不從表面產(chǎn)生污染 物，對基座22的表面進行耐酸鋁處理(陽極酸化處理)。主體容器2的外部進一步設(shè)置有匹配器28和高頻電源四?；?2通過插入在絕 緣體框M的開口部和支柱25的中空部的通電棒30與匹配器28連接，進一步通過此匹配器 觀與高頻電源四連接。對基板22進行等離子體處理時，偏置用的高頻電力(例如3. 2MHz 的高頻電力)被從高頻電源四供給基座22。此高頻電力用于將等離子體中的離子有效地 吸引到基座22上載置的基板S。另外，未圖示的閘閥被設(shè)置在主體容器2側(cè)壁2a。閘閥具有開關(guān)功能，在關(guān)狀態(tài)維 持處理室5的氣密性，而在開狀態(tài)能夠在處理室5與外部之間移送基板S。在主體容器2的外部進一步設(shè)置有排氣裝置31。排氣裝置31通過與主體容器2 的底部連接的排氣管32，與處理室5連接。對基板S進行等離子體處理時，排氣裝置31將 處理室5內(nèi)的氣體排出，維持處理室5內(nèi)為真空或降壓環(huán)境。在從構(gòu)成處理室5的主體容器2的四個側(cè)壁2a(圖1的左右和未圖示的身前側(cè)和 進深側(cè))的各自的內(nèi)壁面離開的位置，配備有與該內(nèi)壁面大致平行的保護板41。此保護板 41的第一功能為從等離子體中保護主體容器2的內(nèi)壁面。另外，保護板41的第二功能為能 夠代替主體容器2的內(nèi)壁面進行溫度調(diào)節(jié)(例如加熱)從而防止反應(yīng)生成物在處理室5內(nèi) 堆積。為了實現(xiàn)此目的，在保護板41的內(nèi)部設(shè)置有載熱體流路43，能夠在這里使載熱體流 通。另外，在保護板41與主體容器2側(cè)壁加之間，配備有與保護板41和側(cè)壁加的內(nèi)壁面 緊貼的絕熱部件42。為了實現(xiàn)防止如上所述的在等離子體處理裝置中的反應(yīng)生成物的附著等目的，需 要調(diào)節(jié)主體容器2或保護板的溫度。作為溫度調(diào)節(jié)機構(gòu)，在主體容器2的壁本身設(shè)置載熱 體流路的結(jié)構(gòu)中，會發(fā)生由主體容器2的大熱容量、放熱使得溫度調(diào)節(jié)困難，溫度調(diào)節(jié)設(shè)備 大型化的問題和由主體容器2的溫度不均勻分布產(chǎn)生熱應(yīng)力的問題。在對緊貼主體容器2 的內(nèi)壁面設(shè)置有載熱體流路的保護板進行配置時，也會發(fā)生與所述同樣的問題。另外，在主 體容器2的壁面內(nèi)側(cè)，將設(shè)置有載熱體流路的保護板分離配置時，會發(fā)生在主體容器2的壁 面與該部件之間等離子體處理的反應(yīng)生成物的堆積，或真空處理的時間變長的問題，以及 主體容器2的壁面與該部件之間發(fā)生異常放電的問題。因此，本實施方式在將載熱體流路43設(shè)置在保護板41上的同時，在主體容器2的 內(nèi)壁面與保護板41之間緊貼地配備了遮斷或抑制這些之間的熱傳導(dǎo)的絕熱部件42。如將 圖1的A部擴大的圖2所示，在保護板41的內(nèi)部形成有載熱體流路43，載熱體流路43的兩 端分別設(shè)置有導(dǎo)入部43a和排出部43b。于是，導(dǎo)入部43a與貫穿主體容器2和絕熱部件 42的導(dǎo)入管44，排出部4 與貫穿主體容器2和絕熱部件42的排出管45分別連接，各自 與配管設(shè)置在主體容器2的外部的冷卻單元50連接。冷卻單元50具有例如未圖示的熱交 換器、循環(huán)泵等。所述導(dǎo)入管44、排出管45和冷卻單元50構(gòu)成溫度調(diào)節(jié)機構(gòu)。此保護板41的形狀任意，可以是覆蓋形成處理室5的主體容器2的各側(cè)壁加的 內(nèi)面的大致全部的矩形。為了容易地設(shè)置保護板41，也可以在絕緣體壁6與保護板41的上 端之間設(shè)置間隔。另外，在使形成處理室5的主體容器2為圓筒狀時，可以采用比主體容器 2直徑小的圓筒狀或?qū)A筒分割成任意份的曲面狀。另外，在主體容器2側(cè)壁加配置有閘 閥、基板S的搬運機構(gòu)、用于確認等離子體處理狀態(tài)的窗口等的情形，可以避開這些部分，并不一定需要覆蓋側(cè)壁加的全部。另外，保護板41可以由具有對處理氣體、等離子體的耐性，能夠耐得住主體容器2 內(nèi)的到達溫度(例如120 150°C )，且具有能夠形成載熱體流路43的強度的材料形成。保 護板41能夠使用例如不銹鋼和與主體容器2相同的鋁、鋁合金等金屬材料。保護板41的 材料使用鋁時，為了不從保護板41表面產(chǎn)生污染物最好進行耐酸鋁處理(陽極酸化處理)。絕熱材料42為填充保護板41與主體容器2側(cè)壁加的內(nèi)面之間的形狀的板材，可 以是與保護板41大致相等面積的同樣的矩形。另外，在形成處理室5的主體容器2為圓筒 狀時，可以是其外徑與主體容器2的內(nèi)徑大致相等，其內(nèi)徑與保護板41的外徑大致相等的 圓筒狀或?qū)A筒分割成任意份的曲面狀。此絕熱部件42可以用能夠耐得住主體容器2內(nèi)的到達溫度的，熱傳導(dǎo)率小的材料 形成。例如，主體容器2內(nèi)的到達溫度為120 150°C時，可以采用氟樹脂(PTFE)、聚酰亞 胺、聚酰胺-酰亞胺、聚苯硫醚(PPQ、聚醚砜(Pre)、聚砜(PSF)、環(huán)氧玻璃等樹脂材料，和氟 橡膠(FKM)、有機硅橡膠(Q)、硅氟橡膠(FVMQ)、氟聚醚類橡膠(FO)、丙烯酸酯橡膠(ACM)、乙 丙橡膠(EPM)等橡膠材料。另外，保護板41和絕熱材料42通過固定部件46被固定在主體容器2上。在本實 施方式中，通過使用作為固定部件46的金屬制的螺釘，使保護板41和主體容器2電連接。 另外，保護板41和絕熱部件42的固定結(jié)構(gòu)不限定于螺釘，可以通過將保護板41的端部與 設(shè)置在主體容器2的內(nèi)壁的突起等固定從而固定保護板41和絕熱部件42，也可以通過將與 保護板41的導(dǎo)入部43a連接的導(dǎo)入管44、與排出部4 連接的排出管45固定在主體容器 2上從而固定保護板41和絕熱部件42。載熱體通過未圖示的循環(huán)泵的動作，在保護板41和裝置外部設(shè)置的作為載熱體 循環(huán)裝置的冷卻單元50之間循環(huán)的同時，對保護板41進行升溫或冷卻。另外，也可以在主 體容器2內(nèi)設(shè)置未圖示的熱電偶等溫度檢測部，根據(jù)此檢測值，通過未圖示的溫度控制器 對載熱體的溫度進行調(diào)節(jié)，對保護板41的外表面溫度進行控制。接著，用如上結(jié)構(gòu)的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置1對基板S在進行等離子體處理 時的動作進行說明。首先，在未圖示的閘閥處于開狀態(tài)，通過未圖示的搬送機構(gòu)將基板S搬 入處理室5，載置到基座22的載置面22k后，通過靜電吸盤等將基板S固定在基座22上。接著，從氣體供給裝置20通過氣體供給管21和多個氣體噴出口 16將處理氣體供 給處理室5內(nèi)，同時由排氣裝置31通過排氣管32對處理室5內(nèi)進行真空排氣，由此維持處 理室內(nèi)為例如1. 331 左右的壓力環(huán)境。接著，從高頻電源15向天線13供給13. 56MHz的高頻電力，由此通過絕緣體壁6 在處理室5內(nèi)形成均勻的感應(yīng)電場。通過這樣形成的感應(yīng)電場，在處理室5內(nèi)處理氣體等 離子體化，生成高密度的感應(yīng)耦合等離子體。將這樣形成的等離子體中的離子，通過從高頻 電源四向基座22供給的高頻電力所產(chǎn)生的偏置電場，被有效地吸引到基板S，對基板S進 行均勻的等離子體處理。在進行此等離子體處理時，從設(shè)置在外部的冷卻單元50，通過導(dǎo)入管44和保護板 41的導(dǎo)入部43a將載熱體導(dǎo)入到載熱體流路43，通過保護板41的排出部4 和排出管45 將載熱體排出，使載熱體循環(huán)到冷卻單元50。通過載熱體的循環(huán)過程將主體容器2內(nèi)部控 制為規(guī)定的溫度。在感應(yīng)耦合等離子體處理裝置1中對基板S進行等離子體蝕刻的情形，通常為了防止反應(yīng)生成物附著在保護板41上，以加熱保護板41為目的使用載熱體。這時， 由于絕熱部件42的存在，保護板41的熱幾乎完全不傳到主體容器2。如上說明的那樣，在對形成處理室5的主體容器2側(cè)壁加的內(nèi)側(cè)設(shè)置了載熱體流 路43的保護板41進行配置的同時，通過在主體容器2側(cè)壁加與保護板41之間充填絕熱 部件42，能夠確切地對主體容器2和保護板41進行熱分離。由此，抑制熱容量大、放熱容易 的主體容器2的影響從而使高精度的溫度控制變得可能的同時，能夠?qū)崿F(xiàn)溫度調(diào)節(jié)設(shè)備的 小型化。另外，通過絕熱部件42抑制保護板41的熱傳到主體容器2的側(cè)壁，由此能夠防止 溫度不均勻分布產(chǎn)生熱應(yīng)力。另外，通過在主體容器2側(cè)壁加與保護板41之間緊貼絕熱部件42，使側(cè)壁加的 內(nèi)面與保護板41之間不產(chǎn)生空隙。因此，等離子體處理的反應(yīng)生成物也不會堆積在側(cè)壁加 的內(nèi)面與保護板41之間。另外，也能夠?qū)τ蓚?cè)壁加與保護板41之間的間隙造成的真空處 理的時間變長和在主體容器2側(cè)壁加與保護板41之間發(fā)生的異常放電進行抑制。另外，在本實施方式，保護板41代替主體容器2側(cè)壁加，對于高頻電源四供給基 座22的高頻電力所形成的偏置電場作為陽極電極起作用。在本實施方式中，保護板41與 主體容器2側(cè)壁加之間的導(dǎo)通由導(dǎo)電性的固定部件46得以確保，由此保護板41作為陽極 電極的功能沒有損失。其結(jié)果是，從基座22到保護板41、側(cè)壁加和底壁2b (主體容器2)、 進一步到匹配器觀的偏置電場的回流電路的形成沒有被妨礙，偏置電場的穩(wěn)定形成變得 可能，進而能夠提高在處理室5內(nèi)生成等離子體的穩(wěn)定性。接著，列舉本發(fā)明的變形例，以與圖1所示的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置1不同的 結(jié)構(gòu)為中心進行說明，對與圖1相同的結(jié)構(gòu)的說明進行省略。(圖1的變形例)圖3是表示圖1的A部對應(yīng)部分的第一變形例的剖面圖。在圖1和圖2的結(jié)構(gòu)中， 由于絕熱部件42的一部分(上部、側(cè)部)露出，在等離子體處理中絕熱部件42的露出部被 暴露在等離子體中，絕熱部件42有被削減、變質(zhì)、變形的危險。因此，在第一變形例中，如圖 3所示，在絕熱部件42的上端，配置至少覆蓋絕熱部件42的露出部的遮蔽部件47。此遮蔽部件47，可以是覆蓋絕熱部件42的露出部的至少一部分的形狀，也可以是 只覆蓋絕熱部件42的上部的形狀。另外，如從圖3的箭頭方向看到的圖4所示，保護板41 比主體容器2側(cè)壁加的內(nèi)面尺寸更小的情形，也可以是覆蓋保護板41與絕熱部件42的上 部和側(cè)部的形狀。另外，主體容器2的底部2b的內(nèi)面沒有與保護板41的底部緊貼的情形， 由于等離子體有從此間隙侵入的危險，也可以是覆蓋絕熱部件42的底部的形狀。此遮蔽部 件47可以與保護板41形成一個整體，也可以作為別的部件形成，通過熔接等固定，也可以 通過螺釘固定、嵌合等可拆卸地固定，其厚度沒有特別的規(guī)定。另外，遮蔽部件47可以用具有遮斷等離子體功能的材料形成，可以用例如同保護 板41 一樣的材料(不銹鋼、鋁、鋁合金等金屬材料)。遮蔽部件47的材料使用鋁的情形，為 了不從遮蔽部件47的表面產(chǎn)生污染物最好進行耐酸鋁處理(陽極酸化處理)。像這樣通過用遮蔽部件47保護絕熱部件42的露出部，能夠確實地防止暴露在等 離子體中所造成的絕熱部件42的變質(zhì)和變形，能夠提高絕熱性能的可靠性。另外，通過不 讓由樹脂材料、橡膠材料形成的絕熱部件42在處理室5內(nèi)露出，由于不會從絕熱部件42放 出成為雜質(zhì)的氣體、成為粒子原因的粉塵等，能夠提高等離子體處理的可靠性。
在圖2或圖4中，絕熱部件42是由單一材料構(gòu)成的，但也可以由多種材料組合形 成。例如如圖5所示，如果在絕熱性芯部件42A的表面覆蓋耐等離子體性材料的被覆部42B， 就不需要如第一變形例那樣設(shè)計遮蔽部件47，能夠使結(jié)構(gòu)簡單。即使在絕熱部件42的端部 露出的情形，也能抑制絕熱部件42的變質(zhì)和變形，能抑制從絕熱部件42放出氣體和粉塵， 能夠提高可靠性。耐等離子體性材料的被覆部42B可以根據(jù)等離子體處理中使用的氣體種 類做適當選擇，而作為化學穩(wěn)定性高的材料可以列舉例如氟樹脂(PTFE)等。(第二變形例)在以感應(yīng)耦合等離子體處理裝置1舉例說明的所述實施方式中，在圖2中使保護 板41的下部與主體容器2接觸，而在圖3中進一步使保護板41的上部也通過遮蔽部件47 與主體容器2連接，保護板41與主體容器2之間的電連接被容許。于是，進一步確保使用 導(dǎo)電性的固定部件46的保護板41與主體容器2(側(cè)壁加)的電連接。這是因為在感應(yīng)耦 合等離子體處理裝置1中，基座22與保護板41成為相對電極電容耦合，以使接地的主體容 器2側(cè)壁加與保護板41導(dǎo)通，目的在于通過保護板41使偏置電場的回流電路正常形成。但是，為了抑制基座22周圍附近的不需要的等離子體的產(chǎn)生，可以使保護板41處 于電浮狀態(tài)。例如，如果考慮用絕熱部件42作為電介質(zhì)，通過使保護板41處于電浮(7 α 一〒4 > ^ )狀態(tài)，能夠在保護板41與主體容器2側(cè)壁加之間形成電容器。為了使保護板41處于電浮狀態(tài)，需要使主體容器2與保護板41不處于電連接狀 態(tài)。所以在第二變形例中，用絕熱性且電導(dǎo)率小的絕緣性材料形成絕熱部件42的同時，如 圖6所示，將保護板41的下部從主體容器2的底面離開配置。另外，如圖7所示，也可以在 保護板41的下部與主體容器2的底面之間插入絕熱部件42。絕緣性材料可以列舉氟樹脂 (PTFE)、聚醚砜(Pre)、聚酰胺-酰亞胺、橡膠材料等。(第三變形例)使保護板41處于電浮狀態(tài)時，通過使絕熱部件42的厚度隨著位置變化而變化，能 夠使保護板41與主體容器2側(cè)壁加之間形成的電容器的單位面積電容隨著位置變化而變 化。例如如圖8所示，通過在與主體容器2側(cè)壁加上部鄰接的部位使絕熱部件42薄，在與 主體容器2側(cè)壁加下部鄰接的部位使絕熱部件42厚，能夠使保護板41與主體容器2側(cè)壁 加之間的電容器的單位面積電容在側(cè)壁加的上部大，在側(cè)壁加的下部小。其結(jié)果是，由于 偏置電場的回流電流I比起通過電容器的單位面積電容小的側(cè)壁加的下部通路(虛線)， 通過電容大的側(cè)壁加的上部通路(實線)變得更容易，能夠抑制基座22周圍附近產(chǎn)生不 需要的等離子體。(第四變形例)使保護板41處于電浮狀態(tài)時，通過使絕熱部件42的電容率隨著位置變化而變化， 能夠使保護板41與主體容器2側(cè)壁加之間形成的電容器的單位面積電容隨著位置變化而 變化。例如如圖9所示的例子中，通過在與主體容器2側(cè)壁加上部鄰接的部位使絕熱部件 42的電容率相對大，在與主體容器2側(cè)壁加下部鄰接的部位使絕熱部件42的電容率相對 小，能夠使保護板41與主體容器2側(cè)壁加之間的電容器的單位面積電容在側(cè)壁加的上部 大，在側(cè)壁加的下部小。其結(jié)果是，由于偏置電場的回流電流I比起通過電容器的單位面 積電容小的側(cè)壁加的下部通路(虛線)，通過電容大的側(cè)壁加的上部通路(實線)變得更 容易，能夠抑制基座22周圍附近產(chǎn)生不需要的等離子體。為了使絕熱部件42的電容率隨著位置變化而變化，可以列舉在構(gòu)成絕熱部件42的合成樹脂等的材料中混合能夠調(diào)節(jié)電 容率的其他材料的方法。進一步，也可以通過使絕熱部件42的材質(zhì)隨位置變化而變化，使保護板41與主體 容器2側(cè)壁加之間形成的電容器的單位面積電容隨位置變化而變化。例如如圖10所示， 通過在與主體容器2側(cè)壁加上部鄰接的部位配置電容率相對大的絕熱部件42C，在與主體 容器2側(cè)壁加下部鄰接的部位配置電容率相對小的絕熱部件42D，能夠使保護板41與主體 容器2側(cè)壁加之間的電容器的單位面積電容在側(cè)壁加的上部大，在側(cè)壁加的下部小。其 結(jié)果是，由于偏置電場的回流電流I比起通過電容器的單位面積電容小的側(cè)壁加的下部通 路(虛線)，通過電容大的側(cè)壁加的上部通路(實線)變得更容易，能夠抑制基座22周圍 附近產(chǎn)生不需要的等離子體。另外，在圖10中只使用了電容率大的絕熱部件42C和電容率 小的絕熱部件42D兩種絕熱部件，但不限于兩種也可以使用三種以上的絕熱部件。例如也 可以在電容率大的絕熱部件與電容率小的絕熱部件之間，設(shè)置具有中等程度的電容率的絕 熱部件。如以上的從第二到第四變形例所示，通過不使保護板41與主體容器2電連接配 置，能夠?qū)⒔^熱部件42不僅僅作為絕熱部件，還可以活用作介電部件。另外，由于絕熱性高的材料不一定絕緣性高，在所述第二 第四變形例中，如圖11 所示，可以將絕熱性的板材42E與絕緣性的板材42F重合構(gòu)成絕熱部件42。絕緣性板材42F 可以列舉諸如氟樹脂(PTFE)、聚醚砜(PFS)、聚酰胺-酰亞胺、橡膠材料等。另外，不限于圖1所示的感應(yīng)耦合等離子體處理裝置1，在例如專利文獻1所述的 平行平板型的等離子體處理裝置中，需要在上部電極與下部電極(基座)之間通過等離子 體電容耦合。這時，為了防止通過保護板向著處理容器側(cè)壁的電流短路，通過由從所述第二 到第四變形例所示的結(jié)構(gòu)使保護板處于電浮狀態(tài)，能夠使等離子體穩(wěn)定生成。以上是以例示本發(fā)明的實施方式為目進行詳細說明的，但本發(fā)明不限于所述實 施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的思想和范圍內(nèi)進行多種改變得到的成果也包 含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，在所述實施方式中是以感應(yīng)耦合等離子體處理裝置1舉例 的，但本發(fā)明也可以適用于諸如平行平板等離子體處理裝置、表面波等離子體處理裝置、 ECR(Electron Cyclotron Resonance 電子回旋共振)等離子體處理裝置、螺旋波等離子體 處理裝置等其他方式的等離子體處理裝置。另外，只要是需要進行腔室內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)的裝 置，不限于干法刻蝕裝置，也同樣可以適用于成膜裝置和灰化裝置等。另外，在所述實施方式中是以使載熱體流動的冷卻結(jié)構(gòu)作為保護板41的溫度調(diào) 節(jié)機構(gòu)舉例的，但也可以是例如使用加熱器等加熱元件的結(jié)構(gòu)和這些組合的結(jié)構(gòu)。另外，本發(fā)明不限于以FPD用基板作為被處理體，也適用于例如以半導(dǎo)體晶片、太 陽能電池用基板作為被處理體的情形。
權(quán)利要求
1.一種等離子體處理裝置，其特征在于，包括 形成處理被處理基板的處理室的處理容器；設(shè)置在所述處理室內(nèi)，載置所述被處理基板的載置臺； 向所述處理室內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給裝置； 使所述處理室內(nèi)處于真空狀態(tài)的排氣裝置；在所述處理室內(nèi)使所述處理氣體的等離子體生成的等離子體生成機構(gòu)； 配置在所述處理容器的壁的內(nèi)側(cè)的保護板； 對所述保護板的溫度進行調(diào)節(jié)的溫度調(diào)節(jié)機構(gòu)；和緊貼地安裝在所述處理容器的內(nèi)壁面與所述保護板之間，遮斷或抑制所述處理容器的 內(nèi)壁面與所述保護板之間的熱傳導(dǎo)的絕熱部件。
2.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述等離子體生成機構(gòu)是具有，設(shè)置在所述處理室外側(cè)，在所述處理室內(nèi)形成感應(yīng)電 場的天線、設(shè)置在所述天線與所述處理室之間的絕緣體壁和將高頻電力供給所述天線而在 所述處理室內(nèi)形成感應(yīng)電場的高頻電源的感應(yīng)耦合方式的等離子體生成機構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的等離子體處理裝置，其特征在于進一步具有將高頻電力供給所述載置臺而形成偏置電場的高頻電源， 所述保護板與所述處理容器電連接，作為對于所述偏置電場的陽極電極起作用。
4.如權(quán)利要求1到3任意一項所述的等離子體處理裝置，其特征在于 具有覆蓋所述絕熱部件的端部的露出面的一部分或全部的遮蔽部件。
5.如權(quán)利要求4所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述保護板的下端部與所述處理容器的底面接觸，所述保護板的上端部或上端部以及 側(cè)端部被所述遮蔽部件覆蓋。
6.如權(quán)利要求1到3任意一項所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述絕熱部件具有絕熱性芯部件和被覆該絕熱性芯部件的由耐等離子體性材料構(gòu)成的被覆層。
7.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述絕熱部件具有絕緣性，所述保護板與所述處理容器不是電連接配置。
8.如權(quán)利要求7所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述絕熱部件的厚度隨部位變化。
9.如權(quán)利要求7所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述絕熱部件的電容率隨部位變化。
10.如權(quán)利要求7所述的等離子體處理裝置，其特征在于 所述絕熱部件由電容率不同的多個部件構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求7所述的等離子體處理裝置，其特征在于所述絕熱部件具有將絕緣性部件和絕熱性部件重合的層疊結(jié)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求1到3任意一項所述的等離子體處理裝置，其特征在于在所述保護板的內(nèi)部形成載熱體流路，所述溫度調(diào)節(jié)機構(gòu)是設(shè)置在所述處理容器的外 側(cè)使所述載熱體在所述保護板的所述流路循環(huán)的冷卻機構(gòu)。
全文摘要
提供一種使溫度調(diào)節(jié)設(shè)備簡易化的同時，能夠防止在處理容器內(nèi)產(chǎn)生附著物和電弧放電的等離子體處理裝置。在形成處理室(5)的主體容器(2)的側(cè)壁(2a)的內(nèi)側(cè)，配置設(shè)置有載熱體流路(43)的保護板(41)的同時，通過在側(cè)壁(2a)內(nèi)面與保護板(41)之間充填絕熱部件(42)，能夠確切地對主體容器(2)和保護板(41)進行熱分離。另外，在感應(yīng)耦合等離子體處理裝置(1)中，保護板(41)對于高頻電源(29)供給基座(22)的高頻電力所形成的偏置電場作為陽極電極起作用。
文檔編號H01J37/32GK102148125SQ20101058936
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者佐佐木和男 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社