CN101038859B - 等离子体处理装置及其所使用的电极 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种等离子体处理装置，能够遍及从中心部到周缘部的宽广范围进一步减小电极表面的电场分布不均匀，能够生成极高均匀性的等离子体，其中，上部电极(300)包括：电极板(310)，与构成下部电极的基座(116)相对；电极支撑体(320)，与电极板的下部电极侧的相反侧的面接合，以及支撑电极板，在电极支撑体的与电极板的接合面上，设置中心部和周缘部的高度不同的形状的空洞部(330)。

Description

等离子体处理装置及其所使用的电极
技术领域
本发明涉及一种等离子体处理装置及其所使用的电极。
背景技术
例如，在半导体器件的制造工序中，对于被处理基板例如半导体晶片(下面仅称为“晶片”)，多使用蚀刻或者喷镀(spattering)、CVD(化学气相沉积)等的等离子体处理。作为用于进行这样的等离子体处理的等离子体处理装置，多使用电容耦合型平行平板等离子体处理装置。
这种等离子体处理装置，在腔室内配置有一对平行平板电极(上部电极和下部电极)，向处理室内导入处理气体，同时，向至少一个电极施加高频，在电极间形成高频电场，利用该高频电场形成处理气体的等离子体，对晶片进行等离子体处理。
但是，近些年来，ULSI的设计规则(design rule)的细微化越来越进步，整体形状的纵横比的要求也更加高。鉴于这样的情况，使得施加的高频电力的频率高于限于技术以上，试图维持良好的等离子体离解状态，且形成高密度等离子体。通过这样，能够在更低压条件下形成合适的等离子体，所以，自然能够合适地对应设计规则的细微化。
专利文献1：日本特开2001-298015号公报。
但是，在上述这样的等离子体处理装置中，上部电极是导电体或者半导体，如果为了形成高密度等离子体而升高施加的频率，就不能忽视在施加高频的电极表面的电感，电极中央的电场变强，沿着直径方向的电场分布变得不均匀，具有这样的问题。如果电场分布不均匀，则等离子体密度变得不均匀，对蚀刻等的均匀性也造成影响。
关于这一点，例如在专利文献1中，记载有这样的技术：在上部电极的电极板的背面侧中央部设置圆板状的空洞部，利用向上部电极供给的高频电力，在空洞部的内部产生共振，产生相对电极板正交的电场，由此，控制电极板的空洞部的正下方，即电极中心部的电场。如果这样，与在上部电极的电极板的背面侧没有设置空洞部的情况相比，能够减小该空洞部的正下方的电极中心部的电场不均匀。
但是，通过这样在电极板的背面侧中央部设置1级空洞部，虽然能够大幅度提高电极中心部的电场均匀性，但是对于电极周缘部，与电极中心部相同程度地提高电场均匀性是有限度的。例如，如调整1级空洞部的尺寸(直径和高度)，来进一步提高电极周缘部的电场均匀性，电极中心部的电场均匀性具有降低的倾向。为此，保持电极中心部的均匀性，进一步提高电极周缘部的电场均匀性是困难的。
发明内容
此处，本发明是鉴于上述问题而提出的，本发明的目的在于：提供一种等离子体处理装置及其所使用的电极，能够遍及从中心部到周缘部的宽广范围而进一步减小电极表面的电场分布的不均匀，生成均匀性极高的等离子体。
为了解决上述问题，根据本发明的一个观点，提供一种电极，作为等离子体处理装置的第一电极来使用，该等离子体处理装置，在处理室内相对设置有所述第一电极和第二电极，一边向支撑在所述第二电极上的被处理基板之上导入处理气体，一边向所述电极的一个或者两个供给高频电力，生成等离子体，通过这样，对所述被处理基板进行规定的等离子体处理，其特征在于，包括：电极板，与所述第二电极相对；支撑体，与所述电极板的所述第二电极侧的相反侧的面接合，支撑所述电极板；以及电介质部，设置在所述支撑体的与所述电极板的接合面上，形成中心部和周缘部的高度不同的形状。
为了解决上述问题，根据本发明的其它观点，提供一种等离子体处理装置，在处理室内相对设置有第一电极和第二电极，一边向支撑在所述第二电极上的被处理基板之上导入处理气体，一边向所述电极的一个或者两个供给高频电力，生成等离子体，通过这样，对所述被处理基板进行规定的等离子体处理，其特征在于，所述第一电极包括：电极板，与所述第二电极相对；支撑体，与所述电极板的所述第二电极侧的相反侧的面接合，支撑所述电极板；以及电介质部，设置在所述支撑体的与所述电极板的接合面上，形成中心部和周缘部的高度不同之形状。
根据这样的本发明，在支撑体的与电极板的接合面上设置电介质部(例如空洞部)，由此，通过向电极供给高频电力，在电介质部内产生共振，如果在其中产生相对电极板正交的电场，那么，电介质部的电场和电极的电场耦合。这种情况下，由于是中心部和周缘部的高度不同的形状的电介质部，所以，根据利用这样的电介质部所产生的电场，能够控制电极板的电场强度，即能够控制在从电极中心部到电极周缘部的宽广范围的电场。通过这样，能够遍及从中心部到周缘部的宽广范围而进一步减小电极表面的电场分布的不均匀，能够生成均匀性极高的等离子体。
另外，优选上述电介质部，形成为从周缘部向着中心部其高度慢慢变高的形状。上述电介质部，例如形成为重叠多级直径不同的圆板状电介质部的形状，使得圆板状电介质部的直径从所述支撑体的所述电极板侧向着其相反侧慢慢变小。通过这样，能够从支撑体的所述电极板侧开始形成电介质部，所以，能够容易地进行形成电介质部时的加工。
为了解决上述问题，根据本发明的其它观点，提供一种电极，作为等离子体处理装置的第一电极来使用，该等离子体处理装置，在处理室内相对设置有所述第一电极和第二电极，一边向支撑在所述第二电极上的被处理基板之上导入处理气体，一边向所述电极的一个或者两个供给高频电力，生成等离子体，通过这样，对所述被处理基板进行规定的等离子体处理，其特征在于，包括：电极板，与所述第二电极相对；支撑体，与所述电极板的所述第二电极侧的相反侧的面接合，支撑所述电极板；以及电介质部，设置在所述支撑体的与所述电极板的接合面上，其中，所述电介质部形成为将直径不同的第一、第二、第三圆板状电介质部从所述支撑体的所述电极板侧向着其相反侧重叠的形状，使得从所述电介质部的周缘部向着中心部高度慢慢变高。
为了解决上述问题，根据本发明的其它观点，提供一种等离子体处理装置，在处理室内相对设置有第一电极和第二电极，一边向支撑在所述第二电极上的被处理基板之上导入处理气体，一边向所述电极的一个或者两个供给高频电力，生成等离子体，通过这样，对所述被处理基板进行规定的等离子体处理，其特征在于，所述第一电极包括：电极板，与所述第二电极相对；支撑体，与所述电极板的所述第二电极侧的相反侧的面接合，支撑所述电极板；以及电介质部，设置在所述支撑体的与所述电极板的接合面上，其中，所述电介质部形成为将直径不同的第一、第二、第三圆板状电介质部从所述支撑体的所述电极板侧向着其相反侧重叠的形状，使得从所述电介质部的周缘部向着中心部高度慢慢变高。
另外，优选所述第一圆板状电介质部的直径是所述被处理基板的直径的80％～120％，所述第二圆板状电介质部的直径是所述被处理基板的直径的60％～80％，所述第三圆板状电介质部的直径是所述被处理基板的直径的40％～60％。
另外，也可以设置向着所述被处理基板供给气体的多个气体喷出孔，所述圆板状电介质部中最大的直径，至少比形成所述气体喷出孔的范围大。通过这样，能够遍及从中心部到周缘部的范围提高电极表面的电场均匀性，同时，能够抑制在气体喷出孔的支撑体和电极板的边界面能够发生的异常放电。
为了解决上述问题，根据本发明的另外观点，提供一种电极，作为等离子体处理装置的第一电极来使用，该等离子体处理装置，在处理室内相对设置有所述第一电极和第二电极，将所述第一电极分成多个气体导入部，在各个气体导入部上形成多个气体喷出孔，一边向支撑在所述第二电极上的被处理基板之上分别导入来自所述各个气体导入部的处理气体，一边向所述电极的一个或者两个供给高频电力，生成等离子体，通过这样，对所述被处理基板进行规定的等离子体处理，其特征在于，包括：电极板，与所述第二电极相对；支撑体，与所述电极板的所述第二电极侧的相反侧的面接合，支撑所述电极板；空洞部，设置在支撑体的与所述电极板的接合面上，形成为中心部和周缘部高度不同的形状；以及隔壁部件，对每个所述气体导入部划分所述空洞部。
为了解决上述问题，根据本发明的另外观点，提供一种等离子体处理装置，在处理室内相对设置有第一电极和第二电极，将所述第一电极分成多个气体导入部，在各个气体导入部上形成多个气体喷出孔，一边向支撑在所述第二电极上的被处理基板之上分别导入来自所述各个气体导入部的处理气体，一边向所述电极的一个或者两个供给高频电力，生成等离子体，通过这样，对所述被处理基板进行规定的等离子体处理，其特征在于，所述第一电极包括：电极板，与所述第二电极相对；支撑体，与所述电极板的所述第二电极侧的相反侧的面接合，支撑所述电极板；空洞部，设置在支撑体的与所述电极板的接合面上，形成为中心部和周缘部高度不同的形状；以及隔壁部件，对每个所述气体导入部划分所述空洞部。
根据这样的本发明，能够提供第一电极(例如上部电极)，其能够适于向处理室内以两个系统导入气体的等离子体处理装置。这种情况下，既使是加大直径遍及多个气体导入部而设置在支撑体上的空洞部之情况下，由于设置了对每个气体导入部划分空洞部的隔壁部件，所以，能够防止提供给各个气体导入部的气体混合。
另外，优选划分上述空洞部的隔壁部件，不是金属等的导电体，由绝缘体构成。这样，能够防止向电极施加高频电力时该隔壁部件的部分电场集中而发生异常放电。
另外，上述隔壁部件，也可以由将截面大致呈V字状的锥面设为侧面的树脂环来构成。这样，由树脂构成隔壁部件，能够防止发生异常放电，同时，将隔壁部件形成为把截面大致呈V字状的锥面设为侧面的环状，由此，树脂环容易发生弹性变形，该排斥力也弱小，所以，例如既使在支撑体和电极板的连接力弱小的情况下，也能够将电极板确实地安装到支撑体上。另外，隔壁部件也可以通过喷镀陶瓷系列材料来形成。通过这样，也能够防止异常放电。
为了解决上述问题，根据本发明的其它观点，提供一种等离子体处理装置，在处理室内相对设置有第一电极和第二电极，将所述第一电极分成第一、第二气体导入部，在各个气体导入部上形成多个气体喷出孔，一边从所述各个气体导入部向支撑在所述第二电极上的被处理基板之上分别导入处理气体，一边向所述电极的一个或者两个供给高频电力，生成等离子体，通过这样，对所述被处理基板进行规定的等离子体处理，其特征在于，包括：处理气体供给部件，供给处理所述被处理基板的处理气体；处理气体供给流路，流动来自所述处理气体供给部件的处理气体；第一、第二分支流路，从所述处理气体供给流路分支，分别与所述第一、第二气体导入部连接；分流量调整部件，基于所述第一、第二分支流路内的压力，来调整从所述处理气体供给流路向所述第一、第二分支流路分流的处理气体分流量；附加气体供给部件，供给规定的附加气体；以及附加气体供给流路，通过所述分流量调整部件在下游侧，将来自所述附加气体供给部件的附加气体与所述第一分支流路或者第二分支流路合流，其中，所述第一电极包括：电极板，与所述第二电极相对；支撑体，与所述电极板的所述第二电极侧的相反侧的面接合，支撑所述电极板；空洞部，设置在所述支撑体的与所述电极板的接合面，形成中心部和周缘部的高度不同的形状；以及隔壁部件，对每个所述气体导入部划分所述空洞部。
为了解决上述问题，根据本发明的其它观点，提供一种等离子体处理装置，在处理室内相对设置有第一电极和第二电极，将所述第一电极分成多个气体导入部，在各个气体导入部上形成多个气体喷出孔，一边从所述各个气体导入部向支撑在所述第二电极上的被处理基板之上分别导入处理气体，一边向所述电极的一个或者两个供给高频电力，生成等离子体，通过这样，对所述被处理基板进行规定的等离子体处理，其特征在于，包括：处理气体供给部件，供给处理所述被处理基板的处理气体；处理气体供给流路，流动来自所述处理气体供给部件的处理气体；处理气体用第一、第二分支流路，从所述处理气体供给流路分支，分别与所述第一、第二气体导入部连接；分流量调整部件，基于所述各个处理气体用第一、第二分支流路内的压力，来调整从所述处理气体供给流路分流给所述各个处理气体用第一、第二分支流路的处理气体的分流量；附加气体供给部件，供给规定的附加气体；附加气体供给流路，流动来自所述附加气体供给部件的附加气体；附加气体用第一分支流路，从所述附加气体供给流路分支，通过所述分流量调整部件在下游侧与所述处理气体用第一分支流路连接；附加气体用第二分支流路，从所述附加气体供给流路分支，通过所述分流量调整部件在下游侧与所述处理气体用第二分支流路连接；以及流路切换部件，用于切换所述附加气体用第一分支流路和所述附加气体用第二分支流路中，流动来自所述附加气体供给流路的附加气体的流路，其中，所述第一电极包括：电极板，与所述第二电极相对；支撑体，与所述电极板的所述第二电极侧的相反侧的面接合，支撑所述电极板；空洞部，设置在所述支撑体的与所述电极板的接合面，形成中心部和周缘部的高度不同的形状；以及隔壁部件，对每个所述气体导入部划分所述空洞部。
为了解决上述问题，根据本发明的其它观点，提供一种等离子体处理装置，在处理室内相对设置有第一电极和第二电极，将所述第一电极分成多个气体导入部，在各个气体导入部上形成多个气体喷出孔，一边从所述各个气体导入部向支撑在所述第二电极上的被处理基板之上分别导入处理气体，一边向所述电极的一个或者两个供给高频电力，生成等离子体，通过这样，对所述被处理基板进行规定的等离子体处理，其特征在于，包括：处理气体供给部件，供给处理所述被处理基板的处理气体；处理气体供给流路，流动来自所述处理气体供给部件的处理气体；多个分支流路，从所述处理气体供给流路分支，分别与所述多个气体导入部连接；分流量调整部件，基于所述各个分支流路内的压力，来调整从所述处理气体供给流路向所述各个分支流路分流的处理气体的分流量；多个附加气体供给部件，供给规定的附加气体；以及附加气体供给流路，通过所述分流量调整部件在下游侧将来自所述各个附加气体供给部件的附加气体与所述各个分支流路合流，其中，所述第一电极包括：电极板，与所述第二电极相对；支撑体，与所述电极板的所述第二电极侧的相反侧的面接合，支撑所述电极板；空洞部，设置在所述支撑体的与所述电极板的接合面，形成中心部和周缘部的高度不同的形状；以及隔壁部件，对每个所述气体导入部划分所述空洞部。
根据这样的本发明，能够提供一种可适于等离子体处理装置的第一电极，该等离子体处理装置中，在处理室内从处理气体供给部件分流成多个，分别从多个气体导入部导入气体。
根据本发明，能够遍及从中心部到周缘部的宽广范围而进一步减小电极表面的电场分布的不均匀，能够生成均匀性极高的等离子体。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的等离子体处理装置的构成例的截面图。
图2是表示该实施方式的上部电极的构成例的截面图。
图3是示意性表示图2所示的空洞部的图。
图4是说明不形成空洞部的情况下的上部电极的图。
图5是用于说明电极板和空洞部的电场强度的图。
图6是说明空洞部为1级的情况下的上部电极的图。
图7是示意性表示图6所示的空洞部的图。
图8是表示在上部电极的下方所发生的电场强度分布的图。
图9是使用在电极板里面侧形成1级空洞部的上部电极来对晶片进行蚀刻处理情况下的蚀刻率分布的图。
图10是使用在电极板里面侧形成3级空洞部的上部电极来对晶片进行蚀刻处理情况下的蚀刻率分布的图。
图11是表示仅形成图3所示的3级空洞部中的第一级空洞部情况下的电极支撑体的图。
图12是表示仅形成图3所示的3级空洞部中的第一级和第二级空洞部情况下的电极支撑体的图。
图13是表示形成图3所示的3级空洞部中的第一级和第二级和第3级空洞部情况下的电极支撑体的图。
图14是表示空洞部的级数和在上部电极的下方所发生的电场强度分布的关系图。
图15是表示本发明的第二实施方式的等离子体处理装置的构成例的截面图。
图16是表示该实施方式的气体供给装置的构成例的方框图。
图17是表示该实施方式的上部电极的构成例的截面图。
图18是表示空洞部用环状隔壁部件由导电体的铝所构成情况下的构成例的图。
图19是表示空洞部用环状隔壁部件由树脂环所构成情况下的构成例的图。
图20是表示空洞部用环状隔壁部件由O型环所构成情况下的构成例的图。
图21是表示空洞部用环状隔壁部件由通过向电极支撑体的下面喷镀陶瓷系列材料而形成的隔壁部件所构成情况下的构成例的图。
图22是表示向上部电极和下部电极所施加的高频电力和放电的关系图。
图23是表示本实施方式的等离子体处理装置的其它构成例的截面图。
符号说明
100、101等离子体处理装置
110处理室
111接地导体
112绝缘板
114基座支撑台
116基座
118静电卡盘
120电极
122直流电源
124聚焦环
126内壁部件
128制冷剂室
130电极板
130a、130b配管
132气体供给线路
146匹配器
148供电棒(上部供电棒)
150连接器
152供电筒
156绝缘部件
170供电棒(下部供电棒)
172可变电容器
174排气口
176排气管
178排气装置
180匹配器
184低通滤波器(LPF)
186高通滤波器(HPF)
200，201气体供给装置
202处理气体供给配管
204处理气体用第一分支配管
206处理气体用第二分支配管
208附加气体供给配管
210处理气体供给部件
212a、212b、212c气体供给源
214a～214c质量流量控制器
220附加气体供给部件
222a、222b气体供给源
224a、224b质量流量控制器
230分流量调整部件
232、234压力调整部
232a、234a压力传感器
232b、234b阀门
234压力调整部
240压力控制器
254附加气体用第一分支配管
256附加气体用第二分支配管
264、266开闭阀门
300，301上部电极
302内侧上部电极
304外侧上部电极
306电介质
308绝缘性遮蔽部件
310电极板
312气体喷出孔
320电极支撑体
322缓冲室
323缓冲室用环状隔壁部件
324上部部件
326冷却板
330空洞部
332第一圆板状空洞部
334第二圆板状空洞部
336第三圆板状空洞部
340空洞部用环状隔壁部件
342隔壁
344树脂环
346O型环
348隔壁
350、360气体导入部
352、362缓冲室
400控制部
具体实施方式
下面，参照附图，来详细说明本发明的最佳实施方式。而且，在本说明书和附图中，关于具有实质上相同的功能构成的构成要素，赋予相同的符号，并省略其重复说明。
(第一实施方式的等离子体处理装置的构成例)
首先，参照附图来说明本发明第一实施方式的等离子体处理装置，图1是表示本实施方式的等离子体处理装置的概略构成的截面图。图1所示的等离子体处理装置100是平行平板型等离子体蚀刻装置，在处理室内具有一个系统地用于导入气体的上部电极。
等离子体处理装置100具有由大致圆筒形状的处理容器构成的处理室110。处理容器例如由铝合金形成，电接地。另外，处理容器的内壁面由氧化铝膜(Al2O3)或氧化钇膜(Y2O3)覆盖。
在处理室110内，配设有构成作为第二电极的一个例子的下部电极的基座116，其兼作载置作为基板的晶片W的载置台。具体地说，基座116支撑在通过绝缘板112设置在处理室110内的底部大致中央的圆柱状基座支撑台114上。基座116例如由铝合金来形成。
在基座116的上部，设置有保持晶片W的静电卡盘118。静电卡盘118在内部具有电极120。直流电源122与该电极120电连接，利用通过从直流电源122向电极120施加直流电压而发生的库仑力，静电卡盘118可将晶片W吸附在其上面。
另外，在基座116的上面，设置有聚焦环124，使得包围静电卡盘118的周围。而且，在基座116和基座支撑台114的外周面，安装有例如由石英构成的圆筒状内壁部件126。
在基座支撑台114的内部，形成环状的制冷剂室128。制冷剂室128通过配管130a、130b与例如设置在处理室110外部的冷机单元(chiller unit)(未图示)连通。通过配管130a、130b向制冷剂室128循环供给制冷剂(制冷剂液或者冷却水)。通过这样，能够控制基座116上的晶片W的温度。
在静电卡盘118的上面，通过气体供给线路132，其穿过基座116和基座支撑台114内部。通过该气体供给线路132，能够向晶片W和静电卡盘118之间供给He气体等传热气体(里面气体(backside gas))。
在基座116的上方，设置有作为第一电极的一个例子的上部电极300，其与构成下部电极的基座116平行地相对。在基座116和上部电极300之间，形成有等离子体生成空间PS。
上部电极300包括：圆板状的内侧上部电极302；以及包围该内侧上部电极302的外侧的环状外侧上部电极304。内侧上部电极302也兼具有向载置在基座116上的晶片W之上的等离子体生成空间PS喷出规定气体的处理气体导入部的功能，构成所谓的喷头。
具体地说，内侧上部电极302包括：具有多个气体喷出孔312的圆形状的电极板310；以及自由装卸地支撑电极板310的上面侧的电极支撑体320。电极支撑体320形成为与电极板310基本相同直径的圆板状。电极支撑体320例如由铝构成，在其内部形成有由圆板状空间构成的气体扩散用缓冲室322。使得向缓冲室322导入气体供给装置200的处理气体。另外，气体喷出孔312与缓冲室322的下面连通。而且，关于该上部电极300的构成例，在后面描述。
在内侧上部电极302和外侧上部电极304之间，插入环状的电介质306。在外侧上部电极304和处理室110的内周壁之间，气密地插入例如由氧化铝构成的环状绝缘性遮蔽部件308。
通过供电筒152、连接器150、上部供电棒148、匹配器146，第一高频电源154与外侧上部电极304电连接。第一高频电源154能够输出40MHz以上(例如60MHz)频率的高频电压。
供电筒152例如形成下面开口的大致圆筒状，下端部与外侧上部电极304连接。上部供电棒148的下端部通过连接器150与供电筒152的上面中央部电连接。上部供电棒148的上端部与匹配器146的输出侧连接，匹配器146与第一高频电源154连接，能够匹配第一高频电源154的内部阻抗和负载阻抗。
供电筒152的外侧由具有与处理室110基本相同直径的侧壁的圆筒状接地导体111覆盖。接地导体111的下端部与处理室110的侧壁上部连接。在接地导体111的上面中央部，贯通上述供电棒148，在接地导体111和上部供电棒148的接触部，插入绝缘部件156。
下部供电棒170与电极支撑体320的上面电连接。下部供电棒170通过连接器150与上部供电棒148连接。下部供电棒170和上部供电棒148，构成用于向上部电极300供给来自高频电源154的高频电力的供电棒(下面仅称为“供电棒170”)。在下部供电棒170的途中，设置有可变电容器172。通过调整该可变电容器172的静电电容，能够调整在施加来自第一高频电源154的高频电压时在外侧上部电极304的正下方所形成的电场强度、在内侧上部电极302的正下方所形成电场强度之相对比率。
在处理室110的底部，形成有排气口174。排气口174通过排气管176与具备真空泵等的排气装置178连接。利用该排气装置178对处理室110内排气，由此，能够将处理室110内减压到希望的真空度。
第二高频电源182通过匹配器180与基座116电连接，第二高频电源182能够输出例如2MHz～20MHz范围的例如2MHz频率的高频电压。
低通滤波器(LPF)184与上部电极300的内侧上部电极302电连接。低通滤波器184遮断来自第一高频电源154的高频，用于使得来自第二高频电源182的高频接地(ground)。另一方面，高通滤波器(HPF)186与构成下部电极的基座116电连接。高通滤波器186用于使得来自第一高频电源154的高频接地(ground)。
向上部电极300供给气体的气体供给装置200，例如，如图1所示那样具有供给处理气体的处理气体供给部件210，该处理气体对晶片进行成膜或者蚀刻等规定处理。处理气体供给部件210连接构成处理气体供给路径的处理气体供给配管202，处理气体供给配管202与内侧上部电极302的缓冲室322连接。
等离子体处理装置100连接控制其各个部分的控制部400。利用控制部400，除了可控制例如气体供给装置200的处理气体供给部件210等之外，还控制直流电源122、第一高频电源154和第二高频电源182等。
(上部电极的构成例)
这里，关于上部电极300的具体构成例，参照附图来详细地说明。图2是表示本实施方式的上部电极300的内侧上部电极302的构成例的示意图。
如图2所示那样，内侧上部电极302包括：电极板310，设置使得与构成下部电极的基座116相对；以及电极支撑体320，与电极板310的基座116侧相反侧的面(这里是电极板的里面)结合，自由装卸地支撑电极板310。
而且，电极支撑体320例如也可以如图2所示那样，分为上部部件324和设置在其下侧的冷却板326来构成。这种情况下，也可以构成为使得例如上部部件324在其内部设置在其内部循环制冷剂的冷却套管(未图示)，通过冷却板326将电极板310控制为希望的温度。而且，电极支撑体320也可以一体地构成。
在电极支撑体320上，设置中心部和周缘部的高度(厚度)不同的形状的作为电介质部的一个例子的空洞部(相对介电常数＝1)330，使得在电极板310的里面侧与电极板310连接。空洞部330构成为使得从其周缘部向着中心部高度慢慢变高。例如，为多级重叠直径不同的多个(例如3个)圆板状空洞部的形状，构成为使得圆板状空洞部的直径从电极支撑体320的电极板310侧向其相反侧(这里是里面侧)慢慢变小。
图3表示取出这样的空洞部330来示意性表示的空洞部。空洞部330例如，如图3所示那样，构成为层叠3个圆板状空洞部332、334、336的形状。在这里，从位于最靠近电极板310侧的位置的空洞部开始顺序地为第一圆板状空洞部332、第二圆板状空洞部334、第三圆板状空洞部336。如果将各个圆板状空洞部332、334、336的直径分别设为d1、d2、d3，那么d1＞d2＞d3。将圆板状空洞部332、334、336的厚度(高度)分别设为t1、t2、t3。空洞部330具有作为电介质(相对介电常数＝1)的功能，所以，t1、t2、t3也可以例如由介电常数ε的倍数来表示。
即，空洞部330具有作为电介质(相对介电常数＝1)的功能，决定各个圆板状空洞部332、334、336的尺寸(直径和高度)，使得在向上部电极300提供的高频电力的频率产生共振，而且，在其中产生相对电极板310正交的电场。这样在空洞部330产生共振而且产生相对电极板310正交的电场的情况下，空洞部330的电场和电极板310的电场耦合，利用空洞部330的电场，能够控制电极板310的空洞部330的正下方(例如从电极中心部到电极周缘部)的电场。
而且，也可以在空洞部330中埋入与此相同形状的电介质部件来构成电介质部。如果这样，利用电介质部件的介电常数来决定电介质部的介电常数，通过选择电介质部件，能够将电介质部的介电常数形成为希望的介电常数。作为电介质部件，理想的，是相对介电常数为1～10的电介质。作为表示该范围的相对介电常数之电介质，能够举出石英(相对介电常数＝3～10)、氧化铝或者氮化铝等陶瓷(相对介电常数＝5～10)、特氟隆(注册商标)或者聚酰亚胺等树脂(相对介电常数＝2～3)。而且，上述介电常数部件也可以一体地构成，另外，也可以层叠例如与各个圆板状空洞部332、334、336的尺寸匹配的多个圆板状电介质部件来构成。
另外，作为电极板310，为了如上述那样使得由空洞部330或者电介质部件等构成的电介质部的电场和电极板310的电场耦合，优选使得电极板310的供给高频电力的部分从电极板表面(电极板下面)开始的厚度，即由下述公式(1-1)所表示的透入深度(skin depth)δ比电极板310的厚度大。
δ＝(2ρ/ωμ)1/2…(1-1)
在上述公式(1-1)中，ω是高频电力的角频率(＝2πf(f：频率))，ρ是电极板的相对电阻，μ是电极板的导磁率。
电极板310由Si或者SiC等导电体或者半导体构成，另一方面，电极板310的电阻越大，上述透入深度(skin depth)δ越大，所以，从使得透入深度(skin depth)δ比电极板310的厚度大的观点来看，优选例如高频电力的频率是60MHz的情况下电极板310的电阻率是0.5Ω·m以上，更优选是0.75Ω·m。为了这样将电极板310形成为比较高的电阻，在电极板310由Si制成的情况下例如调整B的掺杂剂的量，在由SiC制成的情况下，例如调整烧结时的压力。
如果这样，使得透入深度δ比电极板310的厚度大，电场就透过电极板310。例如在高频电力的频率是60MHz，电极板310的厚度是10mm的情况下，如果电阻率是0.1Ω·m以上，透入深度δ为10mm以上。此时空洞部(电介质部件)330处于由导电体包围的状态下。这样，如果存在由导电体包围的电介质，以由其尺寸和介电常数所决定的频率来产生共振。另外，在空洞部330的情况下，具有作为相对介电常数为1的电介质的功能，以由其尺寸所决定的频率来产生共振。
例如，在空洞部330为1阶圆板状空洞部的情况下，共振的频率由其圆板状空洞部的半径和高度来决定。这里，如果考虑在电极板310的里面侧形成高度为L、半径为r的圆筒形状的空洞部之情况，共振的角频率ωo由下述公式(1-2)求出：
(ωo/c)2＝k1 2+n2π2/L2…(1-2)
在上述公式(1-2)中，c是媒介中的光速度，k1由TE模式时的Jm′(k1r)＝0，TM模式时的Jm(k1r)＝0的根来求出。这里，Jm是贝塞尔函数，Jm′是贝塞尔函数的微分。
考虑到如下空洞部：如果将其适用于本实施方式的由多级圆板状空洞部所构成的空洞部330，例如，如图2、图3所示那样的3级圆板状空洞部，对应于如图3所示那样的各个圆板空洞部332、334、336的半径r和距离电极板310的高度L，分别发生共振。
具体地说，能够考虑到发生如下共振的空洞部：例如在设置第一圆板空洞部332的情况下，在半径r＝d1/2和距离电极板3 10的高度L＝t1所发生的共振；在设置第二圆板空洞部334的情况下，在半径r＝d2/2和距离电极板3 10的高度L＝t1+t2所发生的共振；在设置第三圆板空洞部336的情况下，在半径r＝d3/2和距离电极板310的高度L＝t1+t2+t3所发生的共振。
为此，在3级圆板状空洞部所发生的电场，是由上述各个共振所发生的电场的合成。并且，如果通过产生这样的共振而产生相对电极板310正交的电场，空洞部330的电场和电极板310的电场耦合。因此，通过调整各个圆板空洞部332、334、336的半径r和距离电极板310的高度L，能够更精细地控制空洞部330所发生的电场，所以，能够控制在电极板310的空洞部330的正下方(例如从电极中心部到电极周缘部)的宽广范围的电场。
(等离子体处理装置的操作)
下面，关于具有以上这样的上部电极300的等离子体处理装置100的操作，以蚀刻在晶片W上所形成的氧化膜的情况为例进行说明。首先，在打开未图示的门阀门之后，晶片W从未图示的负载锁定室搬入到处理室110内，载置在静电卡盘118上。然后，施加来自直流电源122的直流电压，晶片W静电吸附到静电卡盘118上。接着，关闭门阀门，利用排气装置178，处理室110内抽真空到规定的真空度。
之后，来自处理气体供给部件210的处理气体，利用例如质量流量控制器等调整其流量，并且通过处理气体供给配管202向上部电极300内的缓冲室322导入。导入到缓冲室322中的处理气体，从电极板310的气体喷出孔312对晶片W均匀地排出，处理室110内的压力维持为规定的值。
然后，从第一高频电源154向上部电极300施加27～150MHz例如60MHz的高频电力。通过这样，在上部电极300和构成下部电极的基座116之间产生高频电场，离解处理气体，等离子体化。另外，从第二高频电源182向构成下部电极的基座116施加1～20MHz例如2MHz的高频。通过这样，等离子体中的离子向基座116侧拉入，利用离子的协助，可提高蚀刻的各向异性。这样，使得向上部电极300施加的高频电力的频率比27MHz高，能够提高等离子体密度。
但是，如果在电极板背面侧没有设置空洞部330的情况下，受到升高施加频率时电极表面的直径方向的电感的影响，电极板310下面的电场产生不均匀。
关于产生这样的电场不均匀的原因，参照附图来说明。图4示意性地表示在电极支撑体320′的电极板背面侧没有设置空洞部的上部电极的高频电力的供给路径的截面图。对于电极板310，例如电阻率是0.02Ω·m左右，如果利用供电棒170所提供的高频电流进行高频化，由于皮层效应，仅向电极的极表面供给电力，如图4所示那样，高频电力通过供电棒170的表面、电极支撑体320′的上面，电极支撑体320′的侧面，电极板310的侧面，到达作为等离子体接触面的电极板310的下面。
这种情况下，供电棒170存在于电极的中心，所以，电极板310下面的边缘部为与电力相同的相位，而且从电极板310的边缘部以相同相位向着中心方向慢慢提供电力，所以，电极板310的中心和边缘部产生相位差r/λ(λ是电极表面波的波长，r是电极的半径)。为此，如果提高施加频率，就不能忽视电极板310下面的直径方向的电感，通过由上述相位差导致的干涉作用，产生这样的现象：电极板130下面的中心部分的电场强度比边缘部分的电场强度高。另外，由于电极板310的中心位置与等离子体接触，所以，成为RF等价电路的开放端。因此，电极板310下面，中心部的电场变强，电场分布产生驻波的不均匀。通过这样，向等离子体供给的电场分布变得不均匀，形成不均匀的等离子体。
与此相对，本实施方式的上部电极300，如图5所示那样，在电极支撑体320的与电极板310的接合面设置有空洞部330，所以，在该空洞部330，在向上部电极300供给的高频电力的频率产生共振，在其中产生相对电极板310正交的电场，由此，空洞部330的电场和电极的电场耦合，利用空洞部330的电场，能够控制电极板310的空洞部330下侧的电场。
这种情况下，例如，如图5所示那样，如果将没有设置空洞部330的情况下的电极板310表面的电场强度设为E0，将设置空洞部330的情况下的电极板310表面的电场强度设为E1，将空洞部330所发生的电场强度设为E2，能够代数地表示为：E1＝E0+E2。而且，在空洞部330所发生的电场强度E2，是通过对应于上述各个圆板空洞部332、334、336的半径r和距离电极板310的高度L分别发生的共振而发生的电场强度E21，E22，E23的合成。
在该空洞部330所发生的电场强度E2如后述那样依赖于空洞部330的形状。本实施方式的上部电极300的空洞部330，中心部和周缘部的高度不同，为从周缘部向着中心部其高度慢慢变高的形状，所以，不仅电极中心部，而且遍及直到电极周缘部的宽广范围，能够控制电极板310的空洞部330下侧的电场强度。
(电极板背面侧的空洞部形状和电场强度分布的关系)
这里，说明关于设置在电极板里面侧的空洞部330的形状和电极正下方的电场强度分布的关系的试验结果。这里，比较如下情况进行说明：空洞部330为层叠直径不同的3个圆板状空洞部的形状(3级空洞部)的情况(图2、图3)；空洞部330为由1个圆板状空洞部(1级空洞部)构成的形状的情况(图6、图7)；没有设置空洞部的情况(图4)。
在该试验中，关于1级空洞部的情况，使用如图7所示的空洞部330″的高度t为0.2mm，直径d为240mm的上部电极。另外，关于3级空洞部的情况，使用图3所示的空洞部330的1级、2级、3级的高度t1、t2、t3分别是0.1mm、0.1mm、0.05mm，1级、2级、3级的直径d1、d2、d3分别是100mm、200mm、310mm的上部电极。
图8表示向上述这样的上部电极施加高频电力来进行试验的结果。图8所示的曲线y11、y12、y13分别是没有设置空洞部的情况、设置1级空洞部的情况下、设置3级空洞部情况下的电场强度分布的曲线。图8中，横轴上为距离电极中心的距离，纵轴上为以百分率表示电极板的电场强度E1的均匀性。
根据图8所示的试验结果可知，在1级空洞部的情况下(y12)，与没有设置空洞部的情况(y11)相比，空洞部的中心部的正下方的电场降低，空洞部的周缘部的正下方的电场变高，为这样的倾向，所以，可提高均匀性。
但是，如果试着在空洞部330″的中心部的正下方和周缘部的正下方比较1级空洞部情况(y12)的电场均匀性，在中心部(例如0～60mm左右的范围)的正下方，能够实现±1％左右的比较高的均匀性，所以，在周缘部(例如60mm～120mm左右的范围)的正下方，为±3％左右，与中心部相比，均匀性低。这是因为，在1级空洞部情况下，在电场强度分布曲线上存在多个拐点，特别是在1级空洞部330″的端部附近的正下方，其拐点的斜度具有变得比较大的倾向。
这样的存在于电场强度分布曲线上的拐点的斜度，通过改变1级空洞部的尺寸，即高度t和直径d来改变，所以，也能够考虑通过调整1级空洞部的尺寸来调整上述拐点的斜度。但是，如果改变高度t和直径d，不仅对周缘部的电场均匀性造成影响，而且对中心部的电场均匀性也造成影响。例如，如果使得进一步提高周缘部的电场均匀性，中心部的电场均匀性具有降低的倾向。为此，仅通过调整1级空洞部的尺寸，保持电极中心部的电场均匀性，且进一步提高电极周缘部的电场均匀性是有限度的。
与此相对，在3级空洞部的情况下(y13)，在电场强度分布曲线上几乎不产生拐点，所以，在从空洞部330的中心部到周缘部的宽广范围能够实现±0.5％左右的极高均匀性。这样可知，将空洞部330的形状形成为上述空洞部(例如3级空洞部)330那样的中心部和周缘部之高度不同的形状，由此，能够减少电场强度分布曲线上的拐点，同时，能够减小拐点的斜度，能够极力地缓和拐点的影响。如果这样，不仅电极中心部，而且遍及直到电极周缘部的宽广范围，能够控制电极板310的空洞部330下侧的电场分布，所以，能够在宽广范围形成极高均匀性的等离子体。
这里，关于使用上述这样的上部电极实际对晶片进行蚀刻情况下的试验结果，进行说明。在该试验中，使用图1所示的等离子体处理装置100，将电极板310的电阻率值设为0.75Ω·m，利用C5F8气体和Ar气体和O2气体的混合气体，来蚀刻300mm晶片的氧化膜。高频电力的频率是60MHz。
图9是表示使用在电极板背面侧设置1级空洞部的上部电极，来对晶片进行蚀刻处理的情况下的蚀刻率分布图。图10是表示使用在电极板背面侧设置3级空洞部的上部电极来对晶片进行蚀刻处理的情况下的蚀刻率分布图。如果这样，在3级空洞部的情况下(图10)，与1级空洞部情况(图9)相比，进一步提高了均匀性。
而且，在本实施方式的上部电极300的构成例中，关于在电极支撑体320上形成3级空洞部330的情况进行了说明，但是不一定局限于此。例如，在电极支撑体320上所形成的空洞部330的级数，可以是2级，也可以是4级以上。
(电极板背面侧的空洞部的级数和电场强度分布的关系)
这里，说明关于在上部电极300上所形成的空洞部330的级数和电极正下方的电场强度分布的关系所进行的试验的结果。这里，比较如下情况来进行说明：图11所示的1级空洞部的情况、图12所示的2级空洞部的情况、图13所示的3级空洞部的情况。
该试验中所使用的上部电极的图11、图12、图13的各个圆板状空洞部的尺寸，与图3所示的空洞部330的1级、2级、3级分别相同。即，高度t1、t2、t3分别是0.1mm、0.1mm、0.05mm，直径d1、d2、d3分别是100mm、200mm、310mm。
图14表示对上述这样的上部电极施加高频电力来进行试验的结果。图14所示的曲线y21、y22、y23分别是表示1级空洞部的情况下、2级空洞部的情况下、3级空洞部的情况下的电场强度分布之曲线。图14中，横轴为距电极中心的距离，纵轴为以百分率表示的电极板的电场强度E1的均匀性。
根据图14所示的试验结果可知，如1级空洞部的情况(y21)、2级空洞部的情况(y22)、3级空洞部的情况(y23)那样，越增加空洞部的级数，电场分布曲线的拐点越减少，同时，其拐点的斜度也变小，关于电场均匀性，也分别提高为±6％、±2％、±0.5％。优选形成为这种情况下的各级的直径d1、d2、d3从电极板310侧开始慢慢变小这样的形状，这样，将空洞部的形状形成为使得中心部高，周缘部低，由此，能够减小电场分布曲线的拐点的影响。
这样，在上部电极所形成的空洞部330的级数多的情况下能够更精细地控制电极正下方的电场分布，所以，也能够提高电场的均匀性。但是，如果考虑空洞部330的加工功夫和各级的空洞部330的尺寸(高度t，直径d)的自由度等，更优选空洞部330为3级。
优选这样的3级空洞部330的直径d1、d2、d3分别为晶片直径的80％～120％、60％～80％、40％～60％，更优选是90％～110％、65％～75％、45％～55％。另外，优选3级空洞部330的高度t1、t2、t3例如在相对介电常数为1的空洞部的情况下分别为0.08mm～0.16mm、0.08mm～0.12mm、0.03mm～0.09mm，更优选是0.10mm～0.12mm、0.09mm～0.11mm、0.05mm～0.07mm。
(空洞部的第一级的直径)
而且，本实施方式的空洞部330的第一级的直径可以比晶片(例如300mm)的直径小，或者为晶片的直径左右或者为直径以上。关于这一点，仅1级的空洞部，如果使得其直径比晶片的直径大，具有中心部的电场向着正方向转移，周缘部的电场向着负方向转移的倾向，反而会降低电场均匀性。例如，电场分布曲线在直径240mm的情况下，如图8所示的y12那样，但在直径为310mm的情况下，如图14所示的y21那样，电场分布的均匀性降低。
与此相对，对于重叠多级的形状的空洞部，使得其第一级的直径至少为晶片直径以上，由此，能够从中心部到周缘部宽广地控制电场分布，所以，能够进一步提高在晶片上所形成的等离子体均匀性。
但是，对于上部电极的气体喷出孔312，施加的高频电力越大，在电极板310和电极支撑体320的边界附近，电场越集中，发生异常放电的可能性提高。如果在电极板310和电极支撑体320之间具有空洞部330，这样的异常放电难于发生。为此，从防止异常放电的观点来看，理想的，使得空洞部330的直径比晶片的直径更大，形成为包含形成气体喷出孔312的范围左右的大小。关于这一点，对于仅1级的空洞部，如果加大直径，反而会降低电场分布的均匀性。
与此相对，对于重叠多级的形状的空洞部330，既使将其第一级的直径加大到包含形成气体喷出孔312的范围的程度，也能够从中心部到周缘部宽广地控制电场分布，所以可提高电场分布的均匀性，而且能够进一步防止异常放电。
(第二实施方式的等离子体处理装置的构成例)
下面，关于本发明的第二实施方式的等离子体处理，参照附图来进行说明。图15是表示本实施方式的等离子体处理装置的大致构成的截面图。图15所示的等离子体处理装置101是平行平板型等离子体蚀刻装置，在处理室内具有用于利用两个系统导入气体的上部电极。
第二实施方式的上部电极301，构成为将内侧上部电极302分为第一、第二气体导入部350、360。第一、第二气体导入部350、360分别向载置在基座116上的晶片W面内上的第一、第二区域导入气体。第一区域例如是晶片W的中心部区域(下面称为“中心区域”)，第二区域例如是包围中心部区域的周缘部区域(下面称为“边缘区域”)。而且，上部电极301的具体构成例在后面描述。
在这样的向上部电极301供给气体的气体供给装置201中，将处理气体分流为：向着处理室110内的晶片W的中心部区域供给的第一处理气体(中心部区域用处理气体)、向着晶片W的边缘部区域供给的第二处理气体(边缘部区域用处理气体)这两股。而且，不限于本实施方式这样将处理气体分流为两股的情况，也可以分流为三股以上。
气体供给装置201例如，如图15所示那样，包括：处理气体供给部件210，用于对晶片供给进行成膜或者蚀刻等规定处理的处理气体；以及附加气体供给部件220，供给规定的附加气体。处理气体供给部件210连接构成处理气体供给流路的处理气体供给配管202，附加气体供给部件220连接构成附加气体供给流路的附加气体供给配管208。从处理气体供给配管202分支构成第一分支流路的第一分支配管204、和构成第二分支流路的第二分支配管206。。而且，第一、第二分支配管204、206也可以在分流量调整部件230的内部分支，另外，也可以在分流量调整部件230的外部分支。
这些第一、第二分支配管204、206，例如与内侧上部电极302的第一、第二气体导入部350、360连接。具体地说，第一分支配管204与第一气体导入部350的第一缓冲室352连接，第二分支配管206与第二气体导入部360的第二缓冲室362连接。
气体供给装置201进一步具有分流量调整部件(例如流分流器(flow splitter))230，基于第一、第二分支配管204、206内的压力，调整在第一、第二分支配管204、206中流动的第一、第二处理气体的分流量。另外，上述附加气体供给部件220在该分流量调整部件230的下游侧利用附加气体供给配管208连接在第二分支配管206的途中。
根据这样的气体供给装置201，来自处理气体供给部件210的处理气体，利用分流量调整部件230来调整分流量，且分流给第一分支配管204和第二分支配管206。然后，在第一分支配管204内流动的第一处理气体从第一气体导入部350向晶片W上的中心区域提供，在第二分支配管206内流动的第二处理气体从第二气体导入部360向晶片W的边缘区域提供。
此时，如果从附加气体供给部件220供给附加气体，该附加气体就通过附加气体供给配管208流向第二分支配管206，与第二处理气体混合，从第二气体导入部360向晶片W的边缘部区域供给。
(气体供给装置的具体构成例)
这里，关于上述气体供给装置201的各个部分的具体构成例来进行说明。图16是表示气体供给装置201的具体构成例的方框图。处理气体供给部件210例如，如图16所示那样，由收容有多个(例如3个)气体供给源212a、212b、212c的气体箱(box)构成。各个气体供给源212a～212c的配管与合流来自它们的各个气体的处理气体供给配管202连接。各个气体供给源212a～212c的配管上，分别设置有用于调整各个气体的流量的质量流量控制器214a～214c。根据这样的处理气体供给部件210，来自各个气体供给源212a～212c的气体以规定的流量比混合，向处理气体供给配管202流出，分流给第一、第二分支配管204、206。
在气体供给源212a中，例如，如图16所示那样，封入作为蚀刻气体的碳氟化合物系列氟化合物，CF4、C4F6、C4F8、C5F8等CxFY气体。在气体供给源212b中，例如封入作为控制CF系列反应生成物沉积的气体的例如O2气体，在气体供给源212c中，封入作为载气的惰性气体，例如Ar气体。而且，处理气体供给部件210的气体供给源的个数不限于图16所示的例子，例如可以设置1个，可以设置2个，另外也可以设置4个。
另一方面，附加气体供给部件220例如，如图16所示那样，由收容多个(例如2个)的气体供给源222a、222b的气体箱(box)所构成。各个气体供给源222a，222b的配管，与合流来自它们的各个气体的附加气体供给配管208连接。在各个气体供给源222a、222b的配管上，分别设置用于调整各个气体流量的质量流量控制器224a、224b。根据这样的附加气体供给部件220，来自各个气体供给源222a、222b的气体进行选择，或者以规定的气体流量比混合，向附加气体供给配管208流出。
在气体供给源222a中，例如封入可促进蚀刻的CxFY气体，在气体供给源222b中，例如封入可控制CF系列反应生成物沉积的气体的O2气体。而且，附加气体供给部件220的气体供给源的个数，不限于图16所示的例子，例如可以是1个，另外，也可以设置3个以上。
分流量调整部件230包括：压力调整部232，调整第一分支配管204内的压力；以及压力调整部234，调整第二分支配管206内的压力。具体地说，压力调整部232包括：压力传感器232a，检测第一分支配管204内的压力；以及阀门232b，调整第一分支配管204的开闭度，压力调制器234包括：压力传感器234a，检测第二分支配管206内的压力；以及阀门234b，调整第二分支配管206的开闭度。
压力调整部232、234与压力控制器240连接。压力控制器240，对应于来自控制等离子体处理装置101各个部分的控制部400的指令，基于来自各个压力传感器232a、234a的检测压力，调整各个阀门232b、234b的开闭度。例如控制部400通过压力比控制来控制分流量调整部件230。这种情况下，压力控制器240调整各个阀门232b、234b的开闭度，使得第一、第二处理气体达到由来自控制部400的指令所指示的目标流量比，即使得第一、第二分支配管204、206内的压力达到目标压力比。而且，压力控制器240也可以作为控制板内置于分流量调整部件230中，另外，也可以与分流量调整部件230分开地构成。另外，压力控制器240也可以设置在控制部400内。
而且，图15所示的控制部400，除了控制上述分流量调整部件230之外，还进行气体供给装置200处理气体供给部件210、附加气体供给部件220的控制，以及第一高频电源154和第二高频电源182等的控制。
(上部电极的构成例)
这里，参照附图来详细地说明上部电极301的具体构成例。图17是表示本实施方式的上部电极301的内侧上部电极302的构成例的示意图。这里，以在电极支撑体320的与电极板310的接合面形成多级空洞部例如3级空洞部的上部电极为例子，来进行说明。
图17所示的上部电极301，将内侧上部电极302分成第一、第二气体导入部350、360来构成。这些第一、第二气体导入部350、360的构成如下。在电极支撑体320的内部形成由圆板状空间构成的缓冲室322，该缓冲室322利用缓冲室用环状隔壁部件323划分成由圆板状空间构成的第一缓冲室352、包围该第一缓冲室352的由环状空间构成的第二缓冲室362。缓冲室用环状隔壁部件323例如由O型环所构成。
这里，在电极支撑体320上所形成的空洞部330的直径加大，达到多个气体导入部(例如气体导入部350、360)来进行设置的情况下，例如，如图17所示那样，在电极支撑体320上所形成的空洞部330的直径超过第一缓冲室352的直径之情况下，该空洞部330也例如通过空洞部用环状隔壁部件340对每个气体导入部350、360划分成第一区域部354和第二区域部364。空洞部用环状隔壁部件340的直径与缓冲室用环状隔壁部件323的直径大致相同。这样，对每个气体导入部350、360设置划分空洞部的隔壁部件，所以，能够防止提供给各个气体导入部350、360的气体混合。关于空洞部用环状隔壁部件340的具体构成例在后面描述。
并且，第一气体导入部350由第一缓冲室352、设置在其下面的多个气体喷出孔312、空洞部330的第一区域部354所构成，第二气体导入部340由第二缓冲室362、设置在其下面的多个气体喷出孔312、空洞部330的第二区域部364所构成。
向各个缓冲室352、362供给来自气体供给装置201的规定气体，从第一气体导入部350通过第一缓冲室352向着晶片W上的中央部区域喷出规定的气体，从第二气体导入部360通过第二缓冲室362向着晶片W上的边缘部区域喷出规定的气体。
对于这样的上部电极301，与第一实施方式的情况相同，如果从第一高频电源154施加27～150MHz、例如60MHz的高频，则在上部电极301和作为下部电极的基座116之间产生高频电场。
这种情况下，可以得知，如果由金属等导电体构成空洞部用环状隔壁部件340，则在该部分电场集中，发生异常放电。因此，例如象图18所示那样，如果加工由导电体的铝构成的电极支撑体320的下面来形成铝的隔壁342，就具有这样的担心：即由向上部电极301所施加的高频电力的大小而发生异常放电。
为此，从防止异常放电的观点来看，优选空洞部用环状隔壁部件340由绝缘体(例如树脂系列材料或者陶瓷系统材料)所构成。例如，空洞部用环状隔壁部件340由图19所示那样的树脂环344所构成。树脂环344例如由特氟隆(注册商标)等聚四氟乙烯(PTFE)、VESPEL(注册商标)等聚酰亚胺等树脂所构成。
而且，优选树脂环344形成为按压时易于弹性变形排斥力弱的形状，使得在电极支撑体320和电极板310的连接力弱的情况下也能够在其之间划分空洞部330。这里，在本实施方式中，例如，如图19所示那样，将树脂环344形成为其侧面为截面大致V字形状的锥状面的形状。通过这样，树脂环344易于弹性变形，其排斥力也弱小，所以，例如在将由硅材料等构成的电极板310螺接到电极支撑体320上的情况这样的连接力弱小的情况下，也能够充分发挥划分空洞部330的功能。
另外，空洞部用环状隔壁部件340也可以如图20所示那样由O型环346构成。对于O型环346，与上述树脂环344的情况相同的，理想的，形成为按压时易于弹性变形排斥力弱小的形状。例如，如图20所示那样，O型环346使用截面椭圆形状的O型环。
更进一步，空洞部用环状隔壁部件340例如象图21所示那样，是将氧化铝、氧化钇等陶瓷系列材料喷镀到电极支撑体320的下面所形成的隔壁348。这种情况下，例如在电极支撑体320的下面形成空洞部之后，在该空洞部的面上形成掩膜之后，向着电极支撑体320的下面喷镀陶瓷系列材料。之后，通过研磨喷镀的部分形成一个面，安装电极板310。而且，也可以代替将陶瓷系列材料喷镀到电极支撑体320的下面，而是旋涂树脂系列材料来形成空洞部用环状隔壁部件340。
关于这样的形成空洞部用环状隔壁部件340的上部电极，对在容易发生异常放电的条件下施加高频电力来进行试验的结果，进行说明。例如，在向上部电极301和构成下部电极的基座116施加高频电力的情况下，该施加的电压和放电的关系就如图22所示那样。图22中，纵轴为向上部电极的施加电压，横轴为向构成下部电极的基座的施加电压。图22是改变这些施加电压的组合来进行试验，将开始放电的高频电力绘制成曲线之图。根据这样，开始放电的高频电力越高，就越提高在不发生放电的状态下所施加的高频电力的余量(margin)，所以，难于发生异常放电。
在图22中，y31表示由铝构成空洞部用环状隔壁部件340的情况(例如参照图18)，y32表示由O型环构成空洞部用环状隔壁部件340的情况(例如参照图20)，y33表示通过喷镀氧化铝来构成空洞部用环状隔壁部件340的情况(例如参照图21)，y34表示由特氟隆(注册商标)来构成空洞部用环状隔壁部件340的情况(例如参照图19)。
根据图22可知，在由铝构成空洞部用环状隔壁部件340的情况下(y31)，最容易发生异常放电。在由O型环构成空洞部用环状隔壁部件340的情况下(y32)，在通过喷镀氧化铝来构成空洞部用环状隔壁部件340的情况下(y33)，与由铝构成空洞部用环状隔壁部件340的情况(y31)相比，更难于发生异常放电，在由特氟隆(注册商标)构成空洞部用环状隔壁部件340的情况下(y34)最难于发生异常放电。这样可知，通过利用树脂系列材料或者陶瓷系列材料等绝缘体来构成空洞部用环状隔壁部件340，能够有效地防止异常放电。
而且，作为具有用于以两个系统向处理室内导入气体的上部电极的等离子体处理装置，不限于图15所示那样设置向第二供给配管提供附加气体的类型的气体供给装置201的等离子体处理装置，例如，也可以适用于图23所示那样设置能够将附加气体选择供给第一供给配管和第二供给配管的任何一个的类型的气体供给装置201的等离子体处理装置。
具体地说，从图23所示的气体供给装置201的附加气体供给配管208，分支构成附加气体用第一分支流路的附加气体用第一分支配管254、构成附加气体用第二分支流路的附加气体用第二分支配管256。
这些附加气体用第一、第二分支配管254、256分别在分流量调整部件230的下游侧，连接在分别构成处理气体用第一、第二分支流路的处理气体用第一、第二分支配管204、206的途中。在附加气体用第一分支配管254上，设置开闭该配管254的开闭阀门264，在附加气体用第二分支配管256上，设置开闭该配管256的开闭阀门266。通过控制该开闭阀门264、266，能够将来自附加气体供给部件220的附加气体提供给第一、第二分支配管254、256的任何一个。而且，这些开闭阀门264、266构成附加气体用分支流路的流路切换部件。
根据这样的气体供给装置201，来自处理气体供给部件210的处理气体，一边利用分流量调整部件230来调整分流量，一边分流到处理气体用第一分支配管204和处理气体用第二分支配管206。
并且，在向处理气体用第二分支配管206供给附加气体的情况下，关闭附加气体用第一分支配管254的开闭阀门264，打开附加气体用第二分支配管256的开闭阀门266，开始从附加气体供给部件220供给附加气体。通过这样，该附加气体通过附加气体供给配管208、附加气体用第二分支配管256，流向处理气体用第二分支配管206，与第二处理气体混合。然后，附加气体和第二处理气体一起通过第二缓冲室362向晶片W的边缘部供给。
另一方面，在向处理气体用第一分支配管204供给附加气体的情况下，关闭附加气体用第二分支配管256的开闭阀门266，打开附加气体用第一分支配管254的开闭阀门264，开始从附加气体供给部件220供给附加气体。通过这样，该附加气体通过附加气体供给配管208、附加气体用第一分支配管254，流向处理气体用第一分支配管204，与第一处理气体混合。然后，附加气体与第一处理气体一起，通过第一缓冲室352向晶片W的中心部供给。根据图23所示的等离子体处理装置101，能够选择使得附加气体与第一处理气体和第二处理气体的一种进行混合并提供。
而且，图23所示的气体供给装置201中，在附加气体用第一、第二分支配管254、256上分别设置开闭阀门264、266，通过对这些开闭阀门264、266进行开闭控制，切换流动来自附加气体供给配管208的附加气体的流路，就这种情况进行了说明，但是不一定局限于此，在附加气体用第一、第二分支配管254、256的任何一个上设置作为流路切换部件之外的例子的开闭阀门，通过开闭控制该开闭阀门，切换流动来自附加气体供给配管208的附加气体之流路也可以。
另外，在图23所示的气体供给装置201中，在附加气体用第一、第二分支配管254、256上分别设置有开闭阀门264、266，所以，来自附加气体用第一分支配管、第二分支配管254、256两者的附加气体也能够分别提供给处理气体用第一、第二分支配管204、206。在该情况下，在附加气体用第一、第二分支配管254、256上也可以设置例如质量流这样的流量控制部件。通过这样，能够正确地控制在附加气体用第一、第二分支配管254、256中流动的附加气体的流量。
另外，在上述第二实施方式中，处理气体用第二分支配管206，由从处理气体供给配管202分支的3个以上的分支配管所构成，构成为能够向这些各个第二分支配管供给来自附加气体供给部件220的附加气体也可以。通过这样，能够将上部电极300构成为使得分为三个以上的处理气体导入部，分别供给处理气体，所以，能够更精细地控制晶片外周部区域的处理均匀性。
另外，在上述第二实施方式中，从气体供给装置201供给的处理气体，从处理室110的上部向晶片W喷出，是对这种情况进行了说明，但是不一定局限于此，从处理室110的其它部分，例如从处理室110的等离子体生成空间PS的侧面也喷出处理气体也可以。通过这样，能够从等离子体生成空间PS的上部和侧部分别供给规定的处理气体，所以，能够调整等离子体生成空间PS内的气体浓度。通过这样，能够进一步提高晶片的处理面内均匀性。
另外，在上述第一、第二实施方式中，以将设置在电极板里面的空洞部形成为重叠3级圆板状空洞部的形状为例，来进行说明，但空洞部的形状不限于此，如果是中心部和周缘部的高度不同的形状的空洞部，可以是任意的形状。例如空洞部的级数可以是2级，也可以是4级以上，另外，也可以是从周缘部向中心部其高度慢慢变高那样的截面锥状形状或者截面曲线形状。
以上，参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明不限于该例子，这是不言而喻的。可以知道，本领域技术人员在记载在权利要求范围的范畴内，能够想到各种变更例和修正例，它们也当然属于本发明的技术的范围内。
例如在上述第一、第二实施方式中，关于向上部电极和下部电极两者施加高频的情况进行了说明，但是不一定局限于此，也能够将本发明适用于仅向上部电极施加高频的情况。另外，对向上部电极施加27～150MHz的高频的情况进行了说明，但是不限于该范围。更进一步，关于使用半导体晶片作为被处理基板，来对其进行蚀刻之情况进行了说明，但是不限于此，作为被处理基板，也可以是液晶显示装置(LCD)基板等其它基板。另外，等离子体处理也不限于蚀刻，也可以是溅射，CVD等其它处理。
产业上的可利用性
本发明能够适用于等离子体处理装置和用于它的电极。

Claims (20)

1.一种电极，用作等离子体处理装置的第一电极，该等离子体处理装置在处理室内相对设置有所述第一电极和第二电极，一边向支撑在所述第二电极上的被处理基板之上导入处理气体，一边向所述电极的一个或者两个供给高频电力，生成等离子体，通过这样，对所述被处理基板进行规定的等离子体处理，其特征在于，包括：
电极板，与所述第二电极相对；
支撑体，与所述电极板的所述第二电极侧的相反侧的面接合，支撑所述电极板；以及
电介质部，设置在所述支撑体的与所述电极板的接合面上，形成为中心部和周缘部的高度不同的形状。
2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于：
所述电介质部，形成为从其周缘部向着中心部其高度慢慢变高的形状。
3.根据权利要求1所述的电极，其特征在于：
所述电介质部是重叠多级直径不同的圆板状电介质部的形状，使得所述圆板状电介质部的直径从所述支撑体的所述电极板侧向着其相反侧慢慢地变小。
4.一种电极，用作等离子体处理装置的第一电极，该等离子体处理装置在处理室内相对设置有所述第一电极和第二电极，一边向支撑在所述第二电极上的被处理基板之上导入处理气体，一边向所述电极的一个或者两个供给高频电力，生成等离子体，通过这样，对所述被处理基板进行规定的等离子体处理，其特征在于，包括：
电极板，与所述第二电极相对；
支撑体，与所述电极板的所述第二电极侧的相反侧的面接合，支撑所述电极板；以及
电介质部，设置在所述支撑体的与所述电极板的接合面上，其中，
所述电介质部形成为将直径不同的第一、第二、第三圆板状电介质部从所述支撑体的所述电极板侧向着其相反侧重叠的形状，使得从所述电介质部的周缘部向着中心部其高度慢慢变高。
5.根据权利要求4所述的电极，其特征在于：
所述第一圆板状电介质部的直径是所述被处理基板直径的80％～120％，所述第二圆板状电介质部的直径是所述被处理基板直径的60％～80％，所述第三圆板状电介质部的直径是所述被处理基板直径的40％～60％。
6.根据权利要求3所述的电极，其特征在于：
设置有多个气体喷出孔，向所述被处理基板供给气体，
所述圆板状电介质部中的最大的直径，至少比形成所述气体喷出孔的范围大。
7.根据权利要求4所述的电极，其特征在于：
设置有多个气体喷出孔，向所述被处理基板供给气体，
所述圆板状电介质部中的最大的直径，至少比形成所述气体喷出孔的范围大。
8.根据权利要求5所述的电极，其特征在于：
设置有多个气体喷出孔，向所述被处理基板供给气体，
所述圆板状电介质部中的最大的直径，至少比形成所述气体喷出孔的范围大。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的电极，其特征在于：
所述电介质部，由设置在所述支撑体的与所述电极板的接合面的空洞部所构成。
10.根据权利要求1～8中任一项所述的电极，其特征在于：
所述电介质部，通过在设置在所述支撑体的与所述电极板的接合面的空洞部中埋入电介质部件而构成。
11.一种电极，用作等离子体处理装置的第一电极，该等离子体处理装置在处理室内相对设置有所述第一电极和第二电极，将所述第一电极分成多个气体导入部，在各个气体导入部上形成多个气体喷出孔，一边从所述各个气体导入部向支撑在所述第二电极上的被处理基板之上分别导入处理气体，一边向所述电极的一个或者两个供给高频电力，生成等离子体，通过这样，对所述被处理基板进行规定的等离子体处理，其特征在于，包括：
电极板，与所述第二电极相对；
支撑体，与所述电极板的所述第二电极侧的相反侧的面接合，支撑所述电极板；
空洞部，设置在所述支撑体的与所述电极板的接合面上，形成为中心部和周缘部高度不同的形状；以及
隔壁部件，对所述每个气体导入部划分所述空洞部。
12.根据权利要求11所述的电极，其特征在于：
所述隔壁部件由绝缘体所构成。
13.根据权利要求11所述的电极，其特征在于：
所述隔壁部件由将截面大致呈V字形状的锥面设为侧面的树脂环所构成。
14.根据权利要求11所述的电极，其特征在于：
所述隔壁部件，通过喷镀陶瓷系材料所形成。
15.一种等离子体处理装置，在处理室内相对设置有第一电极和第二电极，一边向支撑在所述第二电极上的被处理基板之上导入处理气体，一边向所述电极的一个或者两个供给高频电力，生成等离子体，通过这样，对所述被处理基板进行规定的等离子体处理，其特征在于，所述第一电极包括：
电极板，与所述第二电极相对；
支撑体，与所述电极板的所述第二电极侧的相反侧的面接合，支撑所述电极板；以及
电介质部，设置在所述支撑体的与所述电极板的接合面上，形成中心部和周缘部高度不同的形状。
16.一种等离子体处理装置，在处理室内相对设置有第一电极和第二电极，一边向支撑在所述第二电极上的被处理基板之上导入处理气体，一边向所述电极的一个或者两个供给高频电力，生成等离子体，通过这样，对所述被处理基板进行规定的等离子体处理，其特征在于，所述第一电极包括：
电极板，与所述第二电极相对；
支撑体，与所述电极板的所述第二电极侧的相反侧的面接合，支撑所述电极板；以及
电介质部，设置在所述支撑体的与所述电极板的接合面上，其中，
所述电介质部形成为将直径不同的第一、第二、第三圆板状电介质部从所述支撑体的所述电极板侧向着其相反侧重叠的形状，使得从所述电介质部的周缘部向着中心部高度慢慢变高。
17.一种等离子体处理装置，在处理室内相对设置有第一电极和第二电极，将所述第一电极分成多个气体导入部，在各个气体导入部上形成多个气体喷出孔，一边从所述各个气体导入部向支撑在所述第二电极上的被处理基板之上分别导入处理气体，一边向所述电极的一个或者两个供给高频电力，生成等离子体，通过这样，对所述被处理基板进行规定的等离子体处理，其特征在于，所述第一电极包括：
电极板，与所述第二电极相对；
支撑体，与所述电极板的所述第二电极侧的相反侧的面连接，支撑所述电极板；
空洞部，设置在所述支撑体的与所述电极板的接合面上，形成为中心部和周缘部高度不同的形状；以及
隔壁部件，对每个所述气体导入部划分所述空洞部。
18.一种等离子体处理装置，在处理室内相对设置有第一电极和第二电极，将所述第一电极分成第一、第二气体导入部，在各个气体导入部上形成多个气体喷出孔，一边从所述各个气体导入部向支撑在所述第二电极上的被处理基板之上分别导入处理气体，一边向所述电极的一个或者两个供给高频电力，生成等离子体，通过这样，对所述被处理基板进行规定的等离子体处理，其特征在于，包括：
处理气体供给部件，供给处理所述被处理基板的处理气体；
处理气体供给流路，流动来自所述处理气体供给部件的处理气体；
第一、第二分支流路，从所述处理气体供给流路分支，分别与所述第一、第二气体导入部连接；
分流量调整部件，基于所述第一、第二分支流路内的压力，调整从所述处理气体供给流路向所述第一、第二分支流路分流的处理气体分流量；
附加气体供给部件，供给规定的附加气体；以及
附加气体供给流路，通过所述分流量调整部件，在下游侧，将来自所述附加气体供给部件的附加气体与所述第一分支流路或者所述第二分支流路合流，其中，
所述第一电极包括：
电极板，与所述第二电极相对；
支撑体，与所述电极板的所述第二电极侧的相反侧的面接合，支撑所述电极板；
空洞部，设置在所述支撑体的与所述电极板的接合面，形成为中心部和周缘部高度不同的形状；以及
隔壁部件，对每个所述气体导入部划分所述空洞部。
19.一种等离子体处理装置，在处理室内相对设置有第一电极和第二电极，将所述第一电极分成第一、第二气体导入部，在各个气体导入部上形成多个气体喷出孔，一边从所述各个气体导入部向支撑在所述第二电极上的被处理基板之上分别导入处理气体，一边向所述电极的一个或者两个供给高频电力，生成等离子体，通过这样，对所述被处理基板进行规定的等离子体处理，其特征在于，包括：
处理气体供给部件，供给处理所述被处理基板的处理气体；
处理气体供给流路，流动来自所述处理气体供给部件的处理气体；
处理气体用第一、第二分支流路，从所述处理气体供给流路分支，分别与所述第一、第二气体导入部连接；
分流量调整部件，基于所述各个处理气体用第一、第二分支流路内的压力，调整从所述处理气体供给流路向所述各个处理气体用第一、第二分支流路分流的处理气体的分流量；
附加气体供给部件，供给规定的附加气体；
附加气体供给流路，流动来自所述附加气体供给部件的附加气体；
附加气体用第一分支流路，从所述附加气体供给流路分支，通过所述分流量调整部件在下游侧与所述处理气体用第一分支流路连接；
附加气体用第二分支流路，从所述附加气体供给流路分支，通过所述分流量调整部件在下游侧与所述处理气体用第二分支流路连接；以及
流路切换部件，用于切换所述附加气体用第一分支流路和所述附加气体用第二分支流路中，流动来自所述附加气体供给流路的附加气体的流路，其中，
所述第一电极包括：
电极板，与所述第二电极相对；
支撑体，与所述电极板的所述第二电极侧的相反侧的面接合，支撑所述电极板；
空洞部，设置在所述支撑体的与所述电极板的接合面，形成为中心部和周缘部高度不同的形状；以及
隔壁部件，对每个所述气体导入部划分所述空洞部。
20.一种等离子体处理装置，在处理室内相对设置有第一电极和第二电极，将所述第一电极分成多个气体导入部，在各个气体导入部上形成多个气体喷出孔，一边从所述各个气体导入部向支撑在所述第二电极上的被处理基板之上分别导入处理气体，一边向所述电极的一个或者两个供给高频电力，生成等离子体，通过这样，对所述被处理基板进行规定的等离子体处理，其特征在于，包括：
处理气体供给部件，供给处理所述被处理基板的处理气体；
处理气体供给流路，流动来自所述处理气体供给部件的处理气体；
多个分支流路，从所述处理气体供给流路分支，分别与所述多个气体导入部连接；
分流量调整部件，基于所述各个分支流路内的压力，调整从所述处理气体供给流路向所述各个分支流路分流的处理气体的分流量；
多个附加气体供给部件，供给规定的附加气体；
附加气体供给流路，通过所述分流量调整部件，在下游侧将来自所述各个附加气体供给部件的附加气体与所述各个分支流路合流，其中，
所述第一电极包括：
电极板，与所述第二电极相对；
支撑体，与所述电极板的所述第二电极侧的相反侧的面接合，支撑所述电极板；
空洞部，设置在所述支撑体的与所述电极板的接合面，形成为中心部和周缘部高度不同的形状；以及
隔壁部件，对每个所述气体导入部划分所述空洞部。
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8628621B2 (en) 2007-12-31 2014-01-14 Jusung Engineering Co., Ltd. Gas injector and film deposition apparatus having the same
JP5683822B2 (ja) * 2009-03-06 2015-03-11 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理装置用の電極
JP5455462B2 (ja) * 2009-06-23 2014-03-26 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
JP5513104B2 (ja) * 2009-12-28 2014-06-04 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
KR101159509B1 (ko) * 2010-06-01 2012-06-25 주식회사 테스 플라즈마 발생용 전극
CN103003924B (zh) * 2010-06-28 2015-07-08 东京毅力科创株式会社 等离子体处理装置及方法
JP5650479B2 (ja) * 2010-09-27 2015-01-07 東京エレクトロン株式会社 電極及びプラズマ処理装置
KR101196422B1 (ko) * 2011-02-22 2012-11-01 엘아이지에이디피 주식회사 플라즈마 처리장치
JP4844697B1 (ja) * 2011-06-24 2011-12-28 日新電機株式会社 プラズマ処理装置
JP5377587B2 (ja) 2011-07-06 2013-12-25 東京エレクトロン株式会社 アンテナ、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP5879069B2 (ja) * 2011-08-11 2016-03-08 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置の上部電極の製造方法
CN103198993B (zh) * 2012-01-09 2015-08-12 中微半导体设备(上海)有限公司 一种用于等离子体处理装置的气体喷淋头
JP5568608B2 (ja) * 2012-08-20 2014-08-06 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US20140141619A1 (en) * 2012-11-19 2014-05-22 Tokyo Electron Limited Capacitively coupled plasma equipment with uniform plasma density
CN102978589B (zh) * 2012-12-04 2014-10-15 中国科学院电工研究所 一种pecvd喷淋电极
JP6144070B2 (ja) * 2013-02-27 2017-06-07 アクア株式会社 冷蔵庫
JP5917477B2 (ja) * 2013-11-29 2016-05-18 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
JP6242288B2 (ja) * 2014-05-15 2017-12-06 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
KR101619812B1 (ko) 2014-10-29 2016-05-12 주식회사 케이씨텍 가스공급장치 및 이를 구비하는 원자층 증착장치
CN107427693B (zh) * 2015-04-13 2019-11-29 株式会社首琳医疗保险 利用等离子体的皮肤治疗装置
JP2019109980A (ja) 2017-12-15 2019-07-04 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
US20190244793A1 (en) * 2018-02-05 2019-08-08 Lam Research Corporation Tapered upper electrode for uniformity control in plasma processing
CN108321101B (zh) * 2018-02-24 2020-09-11 惠科股份有限公司 一种电极组件和蚀刻设备
CN109246919B (zh) * 2018-10-24 2023-09-12 江苏菲沃泰纳米科技股份有限公司 一种可变形电极及其应用设备、使用方法
WO2020084762A1 (ja) * 2018-10-26 2020-04-30 株式会社Ｆｕｊｉ プラズマ発生装置
CN109461641B (zh) * 2018-11-29 2024-03-19 吉林大学 一种等离子刻蚀装置
KR200496470Y1 (ko) 2020-11-30 2023-02-08 주식회사 티이엠 원가 절감 결합형 실리콘 전극
KR102583263B1 (ko) * 2020-12-30 2023-10-04 세메스 주식회사 기판 처리 장치
CN114121584B (zh) * 2021-11-22 2024-04-16 北京北方华创微电子装备有限公司 下电极组件、半导体加工设备及下电极防冷凝方法
CN115198252B (zh) * 2022-03-25 2024-04-23 华中科技大学 原子层沉积设备及原子层沉积薄膜的制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69719108D1 (de) * 1996-05-02 2003-03-27 Tokyo Electron Ltd Plasmabehandlungsgerät
US6415736B1 (en) * 1999-06-30 2002-07-09 Lam Research Corporation Gas distribution apparatus for semiconductor processing
JP4454781B2 (ja) * 2000-04-18 2010-04-21 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP4472372B2 (ja) * 2003-02-03 2010-06-02 株式会社オクテック プラズマ処理装置及びプラズマ処理装置用の電極板
JP4550507B2 (ja) * 2004-07-26 2010-09-22 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置

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