CN102110574A - 等离子体处理装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种可以对等离子体生成所消耗的高频波的电场强度分布进行控制的等离子体处理装置。等离子体蚀刻装置(10)，具有在内部对被处理体进行等离子体处理的处理容器(100)；在处理容器(100)内部互相相对，并在相互之间形成处理空间的上部电极(105)和下部电极(110)；与下部电极(110)连接，向处理容器(100)内输出高频电力的第一高频电源(150)。在上部电极(105)和下部电极(110)的至少任一个，具有由板状金属形成的基材，和在内部埋设有金属的板电极的状态下嵌入上述基材的、一部分从上述基材露出的电介质。

Description

等离子体处理装置
技术领域
本发明涉及在内部通过等离子体实施规定的等离子体处理的等离子体处理装置，更具体而言，涉及具有用于对生成等离子体所消耗的高频波的电场强度分布进行控制的电极结构的等离子体处理装置。
背景技术
作为通过等离子体作用在被处理体上实施蚀刻和成膜等微细加工的装置，实用化的有电容耦合型(平行平板型)等离子体处理装置、感应耦合型等离子体处理装置、微波等离子体处理装置等。其中，在平行平板型等离子体处理装置中，在相对的上部电极和下部电极的至少一方施加高频电力，通过其电场能激励气体生成等离子体，通过生成的放电等离子体对被处理体进行微细加工。
近年来随着微细化的需求，供给具有较高频率的电力，生成高密度等离子体逐渐变得不可或缺。如图9所示，如果从高频电源915供给的电力频率较高，高频电流就会由于集肤效应，而在下部电极910的表面传导，在下部电极910的上部表面从端部侧向中心侧传导。据此，下部电极910中心侧的电场强度比下部电极910端部侧的电场强度高，在下部电极910中心侧比在下部电极端部侧，气体的电离和离解更加得到促进。其结果是，下部电极910中心侧等离子体的电子密度比端部侧等离子体的电子密度高。由于在等离子体的电子密度较高的下部电极910中心侧等离子体的电阻率较低，在相对的上部电极905中基于高频波的电流也集中在上部电极905中心侧，进一步使等离子体密度的不均匀变高。
对此，为了提高等离子体的均匀性，提出有在电极主体的下部中心埋设平坦的电介质(例如参照专利文献1)。据此，通过图2(c)所示的电介质920a的作用，能够在电介质920a下方使电场强度分布E/Emax降低。
进一步，为了更加提高等离子体的均匀性，提出有如图2(b)所示的使电介质920形成锥形的方法。据此，由于电介质920端部比中心部电容成分大，与图2(c)的设置平坦的电介质的情况相比，在电介质920的端部电场强度分布E/Emax不会过于降低。其结果是，能够更加提高电场强度分布E/Emax的均匀性。
专利文献1：日本特开2004-363552号公报
发明内容
但是，当在基材中埋入锥形的电介质920时，电介质920和基材的接合需要用到粘着剂或螺丝。这时，由于基材由铝等金属形成，电介质920由陶瓷等形成，所以产生线热膨胀差。考虑这点，需要在部件间设置适当的间隙。
但是，如果电介质920是锥形的，因机械加工上的精度，锥形部分的尺寸精度会变差。其结果是，因热膨胀差发生应力集中。在此基础上，因接合界面的尺寸公差的偏差和电介质的厚度的差异而产生热传导差，由此也发生应力集中。因此应力集中使接合界面的粘着剂剥离。这样剥离后的粘着剂从间隙出来，由此成为腔室内污染的原因。
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种可以对等离子体生成所消耗的高频波的电场强度分布进行控制的等离子体处理装置。
为了解决上述课题，根据本发明的某观点，提供一种等离子体处理装置，其具有在内部对被处理体进行等离子体处理的处理容器；在上述处理容器内部互相面对，并在相互之间形成处理空间的相对电极和施加电极；与上述施加电极连接，向上述处理容器内输出高频电力的高频电源，所述等离子体处理装置的特征在于：上述相对电极和上述施加电极的至少任一个具有由金属形成的基材，和在内部埋设金属板电极的状态下嵌入上述基材的电介质。
据此，可以认为流过金属的板电极的金属表面的电流量，与流过基材的金属表面的电流量几乎相同。其结果是，对等离子体来说可以将基材和板电极看成一体。由此，对等离子体来说，位于与板电极的等离子体侧相反侧的电介质部分等于不存在。即，对等离子体来说，电介质中的板电极背面侧所存在部分，被板电极遮断。由此，当板电极被控制在地电位时，电介质205的端部侧比中心侧电容成分大。其结果是，在电介质的端部电场强度分布E/Emax不会过于降低，能够得到均匀的电场强度分布。由此，能够取得与图2(b)所示使电介质为锥形的情形类似的效果。
也可以在上述电介质内部互相隔开间隔地层叠多块上述板电极。
也可以使上述多块板电极图案化。
上述多块板电极也可以具有对于上述电介质中心同心圆状的大小不同的开口。
上述多块板电极的开口，也可以越位于等离子体生成空间侧的板电极越大。
也可以还包括驱动机构，其具有驱动部，通过驱动该驱动部，控制与上述多块板电极每一个的物理连接或电连接。
上述驱动机构，也可以通过驱动作为上述驱动部的环电极，控制上述板电极每一个的物理连接或电连接。
上述驱动机构，也可以通过使上述驱动部不旋转地升降、或使上述驱动部边旋转边升降、或使上述驱动部不升降地旋转中的任何一种方式，控制上述多块板电极每一个的物理连接或电连接。
上述多块板电极也可以由同样的金属形成。
上述板电极的表面电阻率(sheet Resistivity)也可以是2Ω/□以下。
上述电介质的等离子体生成空间侧的表面的至少一部分，也可以从上述基材露出。
上述电介质的等离子体生成空间侧的表面也可以通过喷镀覆盖。
埋入有上述板电极的电极，也可以是上部电极，在上述上部电极中，贯通有多个气体导入管。
在上述上部电极的电介质上方，也可以设置与上述多个气体导入管连通，使气体扩散的气体扩散部。
埋入上述板电极的电极，也可以是下部电极，在设置于上述下部电极的静电卡盘机构的金属电极的下方，在上述下部电极的电介质中，埋设有上述板电极。
为了解决上述课题，根据本发明的某观点，提供一种等离子体处理装置用电极，其为通过施加的高频电力从气体生成等离子体，用生成的等离子体对被处理体进行等离子体处理的等离子体处理装置用的电极，所述等离子体处理装置用电极的特征在于，所述电极为相互面对，并在相互之间形成处理空间的相对电极和施加电极中的至少任一个，该电极包括：由金属形成的基材，和在内部埋设金属板电极的状态下嵌入上述基材的电介质。
根据如上说明的本发明，能够在等离子体处理装置中对等离子体生成所消耗的高频波的电场强度分布进行控制。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的RIE等离子体蚀刻装置的纵截面图。
图2(a)是同实施方式的上部电极的纵截面图，图2(b)(c)是现有的上部电极的纵截面图。
图3是表示同实施方式的将多层板电极埋设到上部电极的情况下对电场强度分布进行模拟的结果的图。
图4是概念性地表示同实施方式的驱动机构的连接方式的图。
图5是表示同实施方式的驱动方法的一例的图。
图6是表示同实施方式的驱动方法的其他例的图。
图7是同实施方式的将多层板电极埋设到上部电极的情况下的纵截面图。
图8是同实施方式的变形例的上部电极的纵截面图。
图9是用于说明施加到一般的等离子体装置的高频电流的图。
附图符号说明
10      等离子体蚀刻装置
100     处理容器
105     上部电极
105a    上部基材
105b    气体扩散部
105c    气孔
105d            槽部
105e            环电极
105e1           凹坑
105f            马达
110             下部电极
110a            下部基材
125             静电卡盘机构
150             第一高频电源
205、500、920   电介质
205a            突出部
210a、210b、210c板电极
E/Emax          电场强度分布
C               连接器
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式详细进行说明。另外，在本说明书和附图中，通过对于实际上具有同样功能结构的构成要素采用同样的符号，而省略重复说明。
(等离子体处理装置的整体结构)
首先，对本发明的一个实施方式相关的等离子体处理装置的整体结构，参照图1进行说明。图1表示使用本发明的一个实施方式的在上部电极使用电极的RIE等离子体蚀刻装置(平行平板型等离子体处理装置)。RIE等离子体蚀刻装置10是对被处理体实施期望的等离子体处理的等离子体处理装置的一例。
RIE等离子体蚀刻装置10具有可以减压的处理容器100。处理容器100由直径小的上部腔室100a和直径大的下部腔室100b形成。处理容器100由例如铝等金属形成，并且接地。
在处理容器的内部，相面对地配置有上部电极105和下部电极110，由此构成一对平行平板电极。晶片W从闸阀V被搬入处理容器100内部，载置在下部电极110上。在上部电极105和下部电极110之间的等离子体生成空间内，导入处理气体，由高频电力的能量生成等离子体。晶片W通过该等离子体被蚀刻处理。
上部电极105具有上部基材105a，和在上部基材105a正上方与上部电极105a一起形成喷淋头的气体扩散部(导体基底板)105b。在上部基材105a中，贯通有多个气体导入管。气体从气体供给源116供给，在气体扩散部105b扩散后，从气体扩散部105b上形成的多个气体通路，通过上部基材105a的多个气体导入管并通过多个气孔105c，被导入处理容器内。
在上部电极105设置有上部开口的环状的槽部105d，在槽部105d设置有环电极105e。环电极105e配置在大气侧，通过配置在大气空间的马达105f的动力进行升降。含有环电极105e的驱动机构，通过适当配置的未图示的绝缘部件而与其他部件绝缘。另外，对上部电极105的构造在后面过程中详述。
下部电极110借助由铝等金属形成的下部基材110a通过绝缘层110b被支撑台110c支撑。由此下部电极110处于电浮状态。支撑台110c的下方部分被罩115覆盖。在支撑台110c的下部外周设置有挡板120，对气体的流动进行控制。
在下部电极110中设置了致冷剂室110a1，从致冷剂导入管110a2的输入侧导入的致冷剂，在致冷剂室110a1中循环，从致冷剂导入管110a2的输出侧排出。由此，将下部电极110控制在期望的温度。
有关下部电极110正上方的静电卡盘机构125，在绝缘部件125a中埋入金属薄板部件125b。金属薄板部件125b与直流电源135连接，通过将从直流电源135输出的直流电压施加到金属薄板部件125b，晶片W被静电吸附在下部电极110上。在静电卡盘机构125的外周，设置有例如由硅形成的聚焦环130，发挥维持等离子体均匀性的功能。
下部电极110经由第一供电棒140与第一匹配器145及第一高频电源150连接。处理容器内的气体通过从第一高频电源150输出的高频电场被激励，通过由此生成的放电型等离子体对晶片W实施蚀刻处理。
下部电极110还经由从第一供电棒140分岔的第二供电棒155与第二匹配器160及第二高频电源165连接。从第二高频电源165输出的例如3.2MHz的高频波作为偏置电压被用在将离子向下部电极110引入上。
在处理容器100底面设置有排气口170，通过驱动与排气口170连接的排气装置175，使处理容器100的内部保持期望的真空状态。
在上部腔室100a的周围，配置由多级环形磁铁180a、180b。多级环形磁铁180a、180b以如下方式配置：多个各向异性弓形柱状磁铁安装在环形磁性体套管上，邻接的多个各向异性弓形柱状磁铁彼此的磁极方向相反。由此，在邻接的弓形磁铁间形成磁力线，只在上部电极105和下部电极110之间的处理空间周边部形成磁场，发挥将等离子体关在处理空间中的作用。
另外，在以上说明的本实施方式相关的等离子体处理装置中，施加电极是下部电极110，相对电极是上部电极105，但高频电力既可以施加到上部电极105也可以施加到下部电极110，也可以施加电极是上部电极105，相对电极是下部电极110。
(电极结构)
以下参照图2(a)对本实施方式相关的电极结构进行详细说明。如上所述，上部电极105具有上部基材105a和气体扩散板105b。上部基材105a是由板状金属形成的基材的一例。
上部基材105a的槽部105d，被挖成环状。作为上部基材105a中央部在槽部105d内侧，嵌入了圆柱状的平坦的电介质205。电介质205的等离子体生成侧的表面从上述基材105a露出。电介质205由石英、陶瓷等介电物质形成。
在电介质205的内部，埋设了三块金属的板电极210a、210b、210c。板电极210a、210b、210c在电介质205内部互相隔开间隔叠层。在这里，板电极的叠层块数是三块，但不限于此，也可以是一块，也可以是两块，也可以是四块以上。
板电极210a、210b、210c被图案化。即，三块板电极210a、210b、210c对于电介质205的中心呈同心圆状具有大小不同的开口。各板电极的开口，形成为越位于等离子体生成空间侧的板电极越大。由此，能够在电介质205的中央部在板电极210a、210b、210c上产生阶梯差。
板电极210a、210b、210c只要是金属可以使用任何材料。例如，板电极可以用碳、铝、钨等。板电极210a、210b、210c可以全部由同样的金属形成。板电极210a、210b、210c以如下方式构成：其外缘部具有持有厚度的连接器C，使其与后述的环电极105e容易电耦合。作为将板电极埋入电介质的制造方法的一例，可要考虑例如分别在石英的电介质205中夹入碳的板电极210a、210b、210c，进行压力粘结的方法。
(驱动机构)
设置在槽部105d的环电极105e通过图1所示的马达105f的动力进行升降。由此控制环电极105e和各板电极210a、210b、210c的电连接状态。另外，环电极105e和马达105f是驱动机构的一例，其中环电极105e是驱动部的一例。作为驱动部的其他例，可以列举棒状电极。
通过环电极105e的升降，控制各板电极210a、210b、210c的连接器C和环电极105e的距离，由此控制各板电极210a、210b、210c的电位。例如，当环电极105e逐渐下降到上部板电极210a近旁时，环电极105e靠近板电极210a的连接器C，板电极210a和环电极105e电连接。在本实施方式中，环电极105e虽未图示但保持地电位。由此，在本实施方式中，所谓电连接，是指板电极210a接近地电位，高频电流流过板电极210a表皮的状态。
即，当从环电极105e到板电极210a的连接器C的间隔，比高频电力的集肤深度小时，板电极210a和环电极105e电连接。所谓集肤深度，是指实际上高频电流通过导体表面部分的表皮厚度。由此，像本实施方式这样如果从环电极105e到板电极的距离比集肤深度小，高频电流就会流过板电极210a的表面。另一方面，如果从环电极105e到板电极的距离超过集肤深度，高频电流就不能流过板电极的表面。其结果是，板电极是比地电位高一定程度的浮动电位。这样，对板电极的电位进行控制。
另外，集肤深度由以下的式子定义。
δ＝(2/ωσμ)1/2
但ω＝2πf(f：频率)，σ：导电率，μ：导磁率
接着，环电极105e降下到中央的板电极210b近旁，如果环电极105e接近板电极210b的连接器C，板电极210a和板电极210b就会与环电极105e电连接。由此，在此状态下，板电极210a和板电极210b被控制在地电位。
接着，环电极105e下降到下部的板电极210c近旁，如果环电极105e接近板电极210c的连接器C，板电极210c就会与环电极105e电连接。由此，在此状态下，全部的板电极210a、板电极210b和板电极210c被控制在地电位。
为了这样控制各板电极的电位，从连接器C端部到电极105e的距离P1，形成为比从板电极中的上部板电极210a到电介质205上表面的距离P2充分地小。由此，避免板电极210a和电介质205上的上部基材105a的金属被电连接，能够精度良好地将各板电极210a、210b、210c控制为地电位和浮动电位。
即，在本实施方式中，通过使距离P2比距离P1充分长，使板电极210a和上部基材105a之间(距离P2部分)产生的电感Z2，比环电极105e和各连接器C之间(距离P1部分)产生的电感Z1充分的大。在此状态下，通过控制环电极105e和各连接器C之间的距离P1，控制各板电极210a、210b、210c为地电位或浮动电位。
另外，在本实施方式中，通过使板电极的连接器C的部分比板的部分厚，使耦合更容易。如果对环电极105e和各连接器C之间的电介质使用电容率高的物质，就会使耦合变得更加容易，能够提高各板电极的电位控制精度。
(板电极和电场强度分布的关系)
接着，对板电极的上述电位控制和电场强度分布的关系进行说明。如图2(c)所示，当在上部电极905的中心埋设平坦的电介质920时，电极中央的电场强度分布E/Emax会降低。这是因为当高频电流流过上部电极905的金属表面时，根据对应设置在上部电极905中心部的电介质920的容积的电容成分和上部电极905的下表面近旁的表面的电容成分，产生分压，而在电介质905下部高频电场强度发生分散。
为了改善电场强度分布，如图2(b)所示，如果使电介质920为锥形，能够从上部电极900的端部向中央提高电场强度分布E/Emax的均匀性。这是因为由于电介质920的端部比中央部电容成分大，所以与设置平坦的绝缘体920的情况相比，在电介质920的端部电场强度分布E/Emax不会太过降低，从而能够得到均匀的电场强度分布。
但是，如果电介质920是锥形的，因机械加工上的精度，锥形部分的尺寸精度会变差。其结果是，因热膨胀差发生应力集中，接合界面的粘着剂剥离，成为腔室内污染的原因。
因此，在本实施方式中，通过将板电极埋入电介质205内，提高电场强度分布E/Emax的均匀性。以下，基于图3的模拟结果，对板电极的配置、作用及其效果进行详述。
作为模拟条件，将从电介质205中央到各板电极210a、210b、210c的距离(各板电极210a、210b、210c的开口半径)r分别设定为40mm、80mm、120mm。另外，电介质205的半径是150mm，由石英形成。
使电介质205的厚度a可变为4、10、16mm。当电介质205的厚度a为4mm时，邻接的板电极的中心间的距离b(以及从电介质上表面到上部板电极210a中心的距离b)为1mm，从电介质下表面到板电极210c中心的距离c为1mm。由于板电极的厚度设定为0.8mm，板电极间的距离为0.2mm。
当电介质205的厚度a为10mm时，邻接板电极的中心间的距离b(以及从电介质上表面到上部板电极210a中心的距离b)为3mm，从电介质下表面到板电极210c中心的距离c为1mm。由于这时板电极的厚度也为0.8mm，板电极间的距离为2.2mm。
当电介质205的厚度a为16mm时，邻接板电极的中心间的距离b(以及从电介质上表面到上部板电极210a中心的距离b)为5mm，从电介质下表面到板电极210c中心的距离c为1mm，板电极间的距离为4.2mm。
各板电极210a、210b、210c的表面(シ一ト)电阻率，需要是在2Ω/□以下的低电阻。这是因为通过使各板电极的外缘部和内缘部为几乎同电位，使流过板电极金属表面的电流量，与流过上部基材105a金属表面的电流量几乎相同。其结果是，如果从等离子体侧观察，可以将上部基材105a和各板电极看成一体。由此，位于与各板电极的等离子体侧相反侧的电介质205的部分等于不存在。即，对等离子体来说，电介质205中位于板电极背面侧的部分，被各板电极遮断。
由此，改变各板电极210a、210b、210c的开口直径，以从等离子体侧能够看到板部分的阶梯差的方式配置各板电极，由此将全部板电极210a、210b、210c控制在地电位，在这种情况下，在电介质205的端部侧由中心侧具有三段阶梯差，电容成分发生变化。其结果是，如图3的图表中的GND 4(0.2)(即，全部板电极的电位为接地，电介质的厚度为4mm，电极间距离为0.2的情况)、GND 10(2.2)、GND 16(4.2)所示，与图2(c)的设置平坦的电介质920的情况相比，在电介质端部电场强度分布E/Emax不会过于降低，能够得到均匀的电场强度分布。由此，根据本实施方式，能够得到与图2(b)所示的使电介质为锥形的情形类似的效果。
另外，根据图表的结果可以看出，对于全部板电极为几乎地电位时的图表中的GND 4(0.2)、GND 10(2.2)、GND 16(4.2)，电介质205的厚度越大，使电场强度分布E/Emax降低的效果越大。
还可以看出，对于全部板电极几乎浮动电位时的图表中的GND4(0.2)、GND 10(2.2)、GND 16(4.2)，与全部板电极为地电位的情况相比，使电场强度分布E/Emax降低的效果小。
但是，可以看出，不论在全部板电极是地电位或是浮动电位哪一种情形下，与不埋设板电极的电介质的情况(all Qz)相比，具有使电场强度分布E/Emax降低的效果。
根据本实施方式，当高频电流流过上部电极侧的上部基材105a的金属表面时，由于对应嵌入在上部基材105a的电介质205的电容，高频能量发生分散。由此，电介质表面比基材表面能够使高频电场强度分布降低。在此基础上，根据本发明相关的电极，在上述电介质内埋设板电极。在高频电流被电位控制为流过导电性盖的金属表面的同时在电介质内也流过板电极的表皮的情况下，位于与各板电极的等离子体侧相反侧的电介质部分等于不存在。由此，能够使高频电场强度均匀化。
另外，根据本实施方式，由于上部电极105即使在因等离子体而削减时板电极210a、210b、210c也不从电介质205露出，因此能够防止板电极的损伤。另外，通过在电介质内埋设板电极210a、210b、210c，能够实现多块板电极形成阶梯差的结构。
板电极210a、210b、210c虽然也可以是一块，但如果像本实施方式这样配置多块，就能够在工艺条件变化电场强度分布发生变化时也能够对应。即，根据工艺条件开动驱动机构将各板电极电位切换为地电位或浮动电位。例如，当上部电极105的中央的电场强度非常高时，将三块板电极耦合，使三块板电极210a、210b、210c接地。另一方面，当中央的电场强度不太高时，只将最上部的板电极210a耦合。这样，通过对各板电极的电位状态进行控制，能够以板电极彼此叠加量使静电容量可变，所以即使工艺条件发生变化，也能够与之相应地使高频电场强度分布均匀化。
(具体驱动方法)
下面，参照图4对环电极105e和板电极210a、210b、210c的连接方式进行概念性的说明，并针对环电极105e的具体驱动方法基于图5、6说明几个例子。
作为环电极105e和板电极210a、210b、210c的连接方式，既可以是接触方式也可以是非接触方式。例如，除了如上所述的图4(a)的电容器连接方式以外，还有图4(b)的接触连接方式。在图4(b)的接触连接方式中，如图4(a)所示，在板电极210a、210b、210c的端部不需要连接器C，通过环电极105e的升降状态，各板电极的端部Q与环电极105e直接接触，或者非接触，由此对与各板电极的物理连接进行控制。由此，对各板电极的电位状态进行控制。
作为环电极105e的具体驱动方法，可以列举(1)使环电极105e不旋转地升降的情况、(2)使环电极105e边旋转边升降的情况、(3)使环电极105e不升降地旋转的情况。其中任意一种情况，都能够使用图4(a)的电容器连接方式和图4(b)的接触连接方式。
例如，在图4所示(1)的升降控制中，作为环电极105e设置三等排以上的直动导引机构，通过向直动导引机构传递动力，使直动导引机构升降。动力发生源除了带直动转换马达(例如步进伺服)以外，可以列举通过压缩空气工作的致动器和电磁螺线管致动器等。既可以是磁驱动也可以是电驱动。
但是，当使用通过压缩空气工作的致动器时，只能对各板电极210a、210b、210c的全连接或非全连接进行控制，无法控制局部连接。另一方面，当使用带直动转换马达和电磁螺线管致动器时，通过对环电极105e在三个位置分别进行控制，可以对全连接、板电极210a和板电极210b的连接、板电极210a的v的连接的环电极105e的三个位置进行控制。在(1)的升降控制中，环电极105e不旋转。
在图5所示的(2)的旋转升降控制中，在环电极105e的外周(也可以是内周)形成螺纹状的螺旋状沟，借助滚珠丝杠机构R向环电极105e传递马达(例如步进伺服)的动力，由此使环电极105e边旋转边升降。据此，通过环电极105e的位置控制，可以进行全连接、板电极210a和板电极210b的连接、只有板电极210a的连接。
在(3)的旋转控制中，如图6(a)(b)所示，在环电极105e的内壁侧设置凹坑105e1，并在电介质205的外壁侧形成花瓣状的凹凸。图6(a)是省略了上部基材105a，只描述环电极105e和电介质205的立体图，图6(b)是表示图6(a)的1-1截面图的状态变化的图。
环电极105e的内壁侧的凹坑105e1等间隔地形成。另外，电介质205的花瓣状突出部205a以与凹坑105e1相同的等间隔形成。向环电极105e传递马达(例如步进伺服)的动力使环电极105e旋转，由此能够对电连接图案和非连接图案进行切换。
连接图案如图6(b)的上部分所示，是使环电极105e旋转到凹坑105e1和突出部205a不相对，并且环电极105e的内壁和突出部205a相对的位置的情况。在此连接图案中，板电极和环电极电连接，板电极为地电位。
在非连接图案中，如图6(b)的下部分所示，是使环电极105e旋转到凹坑105e1和突出部205a相对的位置的情况。在此非连接图案中，板电极和环电极是电非连接，板电极为浮动电位。
(3)的旋转控制特别适用于电容器连接方式。据此，在(1)的升降控制和(2)的旋转升降控制中不可能的连接，不仅是例如全连接、板电极210a和板电极210b的连接、只有板电极210a的连接，而且板电极210a和板电极210c的连接、板电极210b和板电极210c的连接也变得可能。但是，接触点即使是均等等排连接也存在无法全周连接的情形。
另外，在(3)的旋转控制中，环电极105e不升降。另外，也可以代替在环电极105e和电介质205中形成凹凸，而使环电极105e或电介质205成梳齿状(齿轮状)。
进一步，在以上(1)～(3)的控制方法中，使环电极侧旋转或升降，但也可以将环电极侧固定，使电极侧旋转或升降。
以上参照附图对本发明的最佳实施方式进行了详细说明，但本发明并不限定于该例子。只要是在本发明所属技术领域中具有一般知识的人员，在专利请求范围记载的范畴内，可以想到各种改变例和修正例，这些当然都属于本发明的技术范围。
例如在上述实施方式中，是以上部电极为例进行说明的，但本发明并不限定于该例子。例如，在本发明中，板电极可以设置在下部电极。图7表示将板电极210a、210b、210c埋设在下部电极110的结构。这时，在设置在静电卡盘机构125的金属电极125b下方，在电介质500中埋设板电极210a、210b、210c。
本发明的上部电极，也可以具有图8所示的结构。在图8所示的上部电极中，电介质205’的基材的下表面中央以外的表面整体被导电性罩300覆盖。导电性罩300由例如铝、碳、钛、钨等金属形成。导电性罩300通过喷镀、粘贴带状或片状部件、离子电镀法、电镀中的任意一种，紧贴在电介质205’的基材上形成数十μm的厚度。据此，当高频电流流过导电性罩300的金属表面时，由于对应位于导电性罩300开口部的电介质205’的基材的电容，高频能量发生分散。由此，在电介质205’中形成基材的情况下，与在金属中形成基材的情况相比，在导电性罩300的开口部能够使高频电场强度分布降低。在此基础上，在电介质205’的基材中埋入板电极210a、210b、210c。由此，对等离子体来说，电介质205’中的板电极210a、210b、210c背面侧所存在部分，被板电极210a、210b、210c遮断。由此，当板电极被控制为地电位时，电介质205’的端部侧比中心侧电容成分大。其结果是，在板电极210a、210b、210c的端部电场强度分布E/Emax不会过于降低，能够得到均匀的电场强度分布。
另外，通过在基材105a的表面整体喷镀耐等离子体性高的氧化钇(FC层)，能够形成表面喷镀层310。表面喷镀层310的厚度可以是100～200μm程度。
另外，将表面喷镀层剥离后，通过再次喷镀，能够简单地使电极再生。
本发明的等离子体处理装置，不仅限于上述实施方式所示的平行平板型等离子体处理装置，也可以适用于ICP(Inductively CoupledPlasma)等离子体处理装置等装置。另外，本发明可以适用于蚀刻处理装置、CDV处理装置、太阳能电池用等离子体处理装置。
另外，例如在本实施方式中，将高频电力施加于下部电极，但在本发明相关的等离子体处理装置中，既可以施加于上部电极和下部电极的任何一个，也可以施加于双方电极。

Claims (16)

1.一种等离子体处理装置，其具有在内部对被处理体进行等离子体处理的处理容器；在所述处理容器内部互相面对，并在相互之间形成处理空间的相对电极和施加电极；以及与所述施加电极连接，向所述处理容器内输出高频电力的高频电源，所述等离子体处理装置的特征在于：
所述相对电极和所述施加电极中的至少任一个包括：
由金属形成的基材，和
在内部埋设有金属的板电极的状态下嵌入所述基材的电介质。
2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：
在所述电介质内部互相隔开间隔地层叠有多块所述板电极。
3.如权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述多块板电极被图案化。
4.如权利要求3所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述多块板电极具有相对于所述电介质中心同心圆状的大小不同的开口。
5.如权利要求4所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述多块板电极的开口，越靠近等离子体生成空间侧的板电极，其开口越大。
6.如权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于：
还包括驱动机构，其具有驱动部，通过驱动该驱动部，控制与所述多块板电极的每一个的物理连接或电连接。
7.如权利要求6所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述驱动机构通过驱动作为所述驱动部的环电极，控制所述板电极的每一个与所述环电极的物理连接或电连接。
8.如权利要求6所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述驱动机构通过使所述驱动部不旋转地升降、或使所述驱动部边旋转边升降、或使所述驱动部不升降地旋转中的任何一种方式，控制与所述多块板电极的每一个的物理连接或电连接。
9.如权利要求2中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述多块板电极由相同的金属形成。
10.如权利要求1～9中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述板电极的表面电阻率是2Ω/□以下。
11.如权利要求1～9中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述电介质的等离子体生成空间侧的表面的至少一部分，从所述基材露出。
12.如权利要求1～9中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述电介质的等离子体生成空间侧的表面通过喷镀被覆盖。
13.如权利要求1～9中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
埋入有所述板电极的电极，是上部电极，
在所述上部电极，贯通有多个气体导入管。
14.如权利要求13所述的等离子体处理装置，其特征在于：
在所述上部电极的电介质上方，设置有与所述多个气体导入管连通的、使气体扩散的气体扩散部。
15.如权利要求1～9中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
埋入有所述板电极的电极，是下部电极，
在设置于所述下部电极的静电卡盘机构的金属电极的下方，在所述下部电极的电介质中，埋设有所述板电极。
16.一种等离子体处理装置用电极，该等离子体处理装置通过施加的高频电力从气体生成等离子体，利用生成的等离子体对被处理体进行等离子体处理，所述等离子体处理装置用电极的特征在于：
所述电极为相互面对，并在相互之间形成等离子体处理空间的相对电极和施加电极中的至少任一个，该电极包括：
由金属形成的基材，和
在内部埋设有金属的板电极的状态下嵌入所述基材的电介质。
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