CN107527784B - 等离子体处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种对矩形的被处理基板的外周侧的区域在周向上进行更加均匀的等离子体处理的技术。本发明的等离子体处理装置(1)利用形成于阴极电极(13)与矩形的阳极电极部(3)之间的处理气体的电容耦合等离子体(P)对矩形的被处理基板(G)实施等离子体处理。此时，阳极电极部(3)在径向上被分割成多个径向分割电极(34、33、32)，外周侧的径向分割电极(32)进一步被分割成角部侧的角部分割电极(32b)和边部侧的边部分割电极(32a)。在这些角部分割电极(32b)和边部分割电极(32a)中的至少一者接地端(104)侧设置有阻抗调整部(52、51)。

Description

等离子体处理装置
技术领域
本发明涉及利用等离子化的处理气体进行被处理基板的等离子体处理的等离子体处理装置。
背景技术
在液晶显示装置(LCD)等的平板显示器(FPD)的制造工序中，存在向作为矩形被处理基板的玻璃基板供给等离子化的处理气体而进行蚀刻处理或成膜处理等的等离子体处理的工序。在这些等离子体处理中，使用了等离子体蚀刻装置或等离子体CVD装置等的各种等离子体处理装置。
另外，在矩形被处理基板的等离子体处理中，要求向包括被处理基板的顶点周边的角(角落)部和这些角部之间的边部的外周侧区域均匀地供给等离子化的处理气体。
其中，在专利文献1中记载了如下的平行平板型的等离子体处理装置：使上部电极与下部电极相对，并且在下部电极上载置被处理基板，通过向这些上部、下部电极的一侧施加高频电力而形成的电容耦合而使处理气体等离子化。
专利文献1所记载的等离子体处理装置通过在作为阳极电极而构成的上部电极的上表面侧的横向上彼此分离的部位设置多个阻抗调整部，来进行阻抗调整，能够抑制伴随阳极电极与处理容器的壁部之间的电容耦合而产生不需要的等离子体。
另外，在专利文献2中记载了如下的技术：在进行等离子体处理的平行平板型的等离子体处理装置中，与RF电源所连接的载置作为被处理体的半导体晶片的载置电极(相当于阴极电极)相对地配置对置电极(相当于阳极电极)，并且在距中心的距离不同的每个区域分割该对置电极，为了在这些区域间使阻抗不同，在各区域设置有阻抗可变部。
然而，这些专利文献1、2均没有公开，在对矩形被处理基板进行等离子体处理时，向上述角部和边部均匀地供给等离子化的处理气体的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4553247号公报：权利要求1、2；段落0034、0041；图8
专利文献2：日本特开平6－61185号公报：权利要求1、2；段落0030～0031；图1、2
发明内容
发明想要解决的技术问题
本发明是鉴于上述事情而完成的发明，其目的在于提供一种对矩形的被处理基板的外周侧区域在周向上进行更加均匀的等离子体处理的技术。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的等离子体处理装置，其利用等离子化了的处理气体对进行了真空排气的处理容器内的矩形的被处理基板实施等离子体处理，上述等离子体处理装置的特征在于，包括：
阴极电极，其在与该处理容器绝缘的状态下配置于上述处理容器内，经由匹配电路与高频电源连接，并且用于载置矩形的被处理基板；和
阳极电极部，其在与上述处理容器绝缘的状态下与上述阴极电极相对地配置，具有与上述被处理基板对应的矩形的平面形状，
上述阳极电极部，其在令从该阳极电极部的中央侧向外周侧去的方向为径向时，在上述径向上被分割成多个径向分割电极，这些径向分割电极分别在彼此绝缘的状态下与接地端连接，
上述多个径向分割电极中位于外周侧的径向分割电极，在周向上被分割成位于上述阳极电极部的角部侧的多个角部分割电极和位于边部侧的多个边部分割电极，这些角部分割电极和边部分割电极分别在彼此绝缘的状态下与接地端连接，
在上述角部分割电极和边部分割电极中的至少一者的接地端侧设置有阻抗调整部，该阻抗调整部用于对从上述阴极电极经由等离子体至各角部分割电极或边部分割电极的接地端的电路的阻抗进行调整。
发明效果
本发明在对矩形被处理基板进行等离子体处理的平行平板型的等离子体处理装置中，将以与被处理基板相对的方式配置的平面形状为矩形的位于阳极电极部的外周侧的径向分割电极分割成位于角部侧的多个角部分割电极和位于边部侧的多个边部分割电极，并设置有用于对从阴极电极经由等离子体至接地端的电路的阻抗进行调整的阻抗调整部。作为该结果，能够对与上述角部和边部对应的位置的被处理基板进行均匀的等离子体处理。
附图说明
图1是实施方式所涉及的等离子体处理装置的纵剖侧视图。
图2是设置于上述等离子体处理装置中的阳极电极部的俯视图。
图3是现有的等离子体处理装置的作用图。
图4是表示上述阳极电极部的第一变形例的俯视图。
图5是表示上述阳极电极部的第二变形例的俯视图。
图6是用于实验的阳极电极部的俯视图。
图7是表示内侧分割电极侧的阻抗调整结果的说明图。
图8是表示中间分割电极侧的阻抗调整结果的说明图。
图9是表示使用分割电极的蚀刻处理的结果的说明图。
图10是表示内侧分割电极中流动的电流与试验片的消耗量的关系的说明图。
图11是表示中间分割电极中流动的电流与试验片的消耗量的关系的说明图。
附图标记说明
G 基板
P、P’ 等离子体
1 等离子体处理装置
13 载置台
151 匹配器
152 第一高频电源
161 匹配器
162 第二高频电源
3、3a～3d 阳极电极部
32 外周分割电极
32a 边部分割电极
32b 角部分割电极
33 中间分割电极
34 内侧分割电极
503、504 电流计
51～54 阻抗调整部
6 控制部。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。
本例的等离子体处理装置1可以用于在作为矩形被处理基板、例如FPD用的基板G上形成薄膜晶体管时的形成金属膜、ITO(Tin-doped Indium Oxide)膜、氧化膜等的成膜处理和对这些膜进行蚀刻的蚀刻处理、抗蚀剂膜的灰化处理等的各种等离子体处理。其中，作为FPD，可以例示液晶显示器(LCD)、电致发光(Electro Luminescence；EL)显示器、等离子体显示屏(PDP)等。另外，等离子体处理装置1并不限于FPD用的基板G，也能够用于对太阳能电池面板用的基板G所进行的上述的各种等离子体处理。
以下，参照图1、2，对作为对在短边的长度为730mm以上、长边的长度为920mm以上的大型玻璃基板(以下，仅记为基板)G上形成的膜进行蚀刻处理的蚀刻装置而构成的等离子体处理装置1进行说明。如图1所示，等离子体处理装置1具有由导电性材料、例如内壁面被阳极氧化处理的铝构成的角筒形状的容器主体10，该容器主体10被电接地。在容器主体10的上表面(后述的框体部11)形成有开口，利用阳极电极部3气密地封闭该开口。由这些容器主体10和阳极电极部3包围的空间成为基板G的处理空间100，阳极电极部3的上方侧被配置有后述的阻抗调整部51、52等的导电性材料制的上部盖50覆盖。另外，在处理空间100的侧壁，设置有用于搬入和搬出基板G的搬入搬出口101和对搬入搬出口101进行开闭的闸阀102。
在处理空间100的下部侧，以与上述阳极电极部3上下相对的方式设置有用于载置基板G的载置台13。载置台13由导电性材料、例如表面被阳极氧化处理的铝构成。利用未图示的静电卡盘吸附保持载置于载置台13上的基板G。载置台13收纳于绝缘体框14内，隔着该绝缘体框14设置于容器主体10的底面。
第一、第二高频电源152、162分别经由匹配器151、161与载置台13连接。
从第一高频电源152供给例如10～30MHz范围内的频率的高频电力。从第一高频电源152供给的电力发挥在载置台13与阳极电极部3之间形成高密度的电容耦合等离子体P的作用。
另一方面，从第二高频电源162施加偏压用的高频电力、例如2～6MHz范围内的频率的高频电力。利用由该偏压用的高频电力生成的自偏压，能够将在处理空间100内生成的等离子体P中的离子引入基板G。
为了在与阳极电极部3之间形成等离子体P，从第一、第二高频电源152、162供给高频电力的载置台13相当于本实施方式的阴极电极。其中，将频率彼此不同的多个高频电源(第一高频电源152、第二高频电源162)与载置台13连接不是必须的条件。例如，也可以仅将第一高频电源152与载置台13连接。
进一步而言，在载置台13内，为了控制基板G的温度，设置有由陶瓷加热器等的加热方式和制冷剂流路构成的温度控制机构、温度传感器、用于向基板G的背面供给导热用的He气体的气体流路(均未图示)。
另外，例如在容器主体10的底面形成有排气口103，该排气口103的下游侧与包含真空泵等的真空排气部12连接。利用该真空排气部12将处理空间100的内部真空排气至蚀刻处理时的压力。
如图1、2所示，在容器主体10的侧壁的上表面侧，设置有作为由铝等金属构成的矩形的框体的框体部11。在容器主体10与框体部11之间，设置有用于保持处理空间100的气密性的密封部件110。其中，容器主体10和框体部11构成了本实施方式的处理容器。
阳极电极部3由导电性材料、例如表面被阳极氧化处理的铝等构成。另外，本例的阳极电极部3将多个分割电极32(32a、32b)、33、34组合配置，由此，作为整体构成了矩形的阳极电极部3。
参照图2，对本例的阳极电极部3的详细结构进行说明，阳极电极部3配置在形成于框体部11的开口的内侧。在阳极电极部3与框体部11之间设置有绝缘部件31，阳极电极部3成为与框体部11和容器主体10绝缘的状态。阳极电极部3具有与载置于载置台13的基板G对应的矩形的平面形状。例如，阳极电极部3的短边比基板G的短边长、或者阳极电极部3的长边比基板G的长边长地形成。
进一步而言，阳极电极部3配置为与载置台13上的基板G的短边和长边的方向一致，并且使载置台13上的基板G的中心(将矩形的相对的顶点彼此连结的2条对角线交叉的位置)与阳极电极部3的中心一致。作为该结果，将阳极电极部3的轮廓向载置台13侧进行投影时，基板G成为配置于阳极电极部3的轮廓的内侧的状态。
在上述的阳极电极部3中，在将从其中心(中央侧)向轮廓侧(外周侧)的方向设为径向时，阳极电极部3在径向上被分割成多个、例如3个。这些分割的电极(内侧分割电极34、中间分割电极33、外周分割电极32)相当于本例的径向分割电极。
在分割成3个的径向分割电极中，在图2中标注了砂状的影线的内侧分割电极34配置于阳极电极部3的中央部侧。例如，内侧分割电极34具有长方形的平面形状。
在图2中，用灰色填充的中间分割电极33具有包围内侧分割电极34的外周的角环状的平面形状。另外，在包围中间分割电极33的外周的角环状的区域设置有外周分割电极32。
如图2所示，在内侧分割电极34与中间分割电极33之间、中间分割电极33与外周分割电极32之间，设置有绝缘部件31，这些内侧分割电极34、中间分割电极33、外周分割电极32彼此绝缘。
上述的径向分割电极(内侧分割电极34、中间分割电极33、外周分割电极32)中位于最外周侧的外周分割电极32进一步在周向上被分割成例如8个。即，外周分割电极32被分割成包括阳极电极部3的顶点的角部侧的4个角部分割电极32b(在图2中，标注了向左斜的斜线的影线)、和位于连结相邻的顶点间的边部侧的4个边部分割电极32a(在图2中，标注了向右斜的斜线的影线)。在相邻的角部分割电极32b与边部分割电极32a之间设置有绝缘部件31，各角部分割电极32b、边部分割电极32a彼此绝缘。
如图2所示，内侧分割电极34、中间分割电极33、角部分割电极32b、边部分割电极32a分别与接地端104连接。例如，作为接地端104，设置于已接地的容器主体10的上表面，可以使用与该容器主体10电导通的上部盖50。如图1所示，通过将各分割电极34、33、32b、32a与该上部盖50的内壁面连接(在图1中，表示了连接有角部分割电极32b、边部分割电极32a的例子)，可以将这些分割电极34、33、32b、32a接地。
利用上述构成，在等离子体处理装置1中，可以形成从与第一、第二高频电源152、162连接的载置台(阴极电极)13经由电容耦合等离子体P连通各分割电极34、33、32b、32a至接地端104的电路。
进一步而言，本例的阳极电极部3兼作处理气体供给用的喷头。如图1所示，在构成阳极电极部3的各分割电极(内侧分割电极34、中间分割电极33、角部分割电极32b、边部分割电极32a)的内部，形成有使处理气体扩散的处理气体扩散室301。另外，在各分割电极34、33、32b、32a的下表面，形成有用于从处理气体扩散室301向处理空间100供给处理气体的多个处理气体喷出孔302。并且，各分割电极34、33、32b、32a的处理气体扩散室301经由气体供给管41与处理气体供给部42连接(图1)。从处理气体供给部42供给作为对基板G上的膜进行蚀刻处理所需要的处理气体的蚀刻气体。
另外，为了便于图示，在图1中，仅例示了部分的分割电极(角部分割电极32b、边部分割电极32a)的处理气体扩散室301和处理气体喷出孔302。在图1中，还表示了将处理气体供给部42与1个分割电极(角部分割电极32b)连接的状态。实际上，在全部的分割电极(内侧分割电极34、中间分割电极33、角部分割电极32b、边部分割电极32a)中都设置有处理气体扩散室301和处理气体喷出孔302，各处理气体扩散室301与处理气体供给部42连通。
另外，如图1所示，在该等离子体处理装置1中，设置有控制部6。控制部6由未图示的具有CPU(Central Processing Unit)和存储部的计算机构成，在该存储部中记录有步骤(命令)组所组成的程序，该步骤组用于输出实施对配置有基板G的处理空间100内进行真空排气、使向载置台13与阳极电极部3之间供给的蚀刻气体等离子化并对基板G进行蚀刻处理的动作的控制信号。该程序例如被存储于硬盘、微型光盘、磁光盘、存储卡等存储介质中，从而被安装于存储部中。
在此，对现有的等离子体处理装置进行研究，该现有的等离子体处理装置在具有上述构成的本例的等离子体处理装置1中，使用由具有与上述阳极电极部3相同的短边和长边的长度的1个矩形电极构成的阳极电极部3a，来代替如上所述将多个分割电极(内侧分割电极34、中间分割电极33、角部分割电极32b、边部分割电极32a)组合而构成的阳极电极部3。
例如考虑如下的情况：使用由1个矩形电极构成的阳极电极部3a，将该阳极电极部3a与接地端104连接，在载置台13与阳极电极部3a之间形成等离子体P’，对基板G进行蚀刻处理。一般而言，在平行平板型的等离子体处理装置1的处理空间100内产生等离子体时，存在等离子体密度高的区域向处理空间100的中央部集中的倾向。
根据上述的特性，发明人等掌握了：在阳极电极部3a的下方侧(处理空间100内)，可以观察到在阳极电极部3a的顶点附近的角部侧等离子体P’的密度变低的倾向。作为该结果，从上表面侧观看等离子体P’所形成的区域时，如图3中用虚线示意地表示等离子体P’的密度高的区域的轮廓那样，在阳极电极部3a的短边和长边附近的边部侧等离子体P’的密度相对变高，在上述角部侧等离子体P’的密度相对变低。
这样，沿着周向观看阳极电极部3a的外周侧区域时，在相邻的区域(角部侧和边部侧)使用密度不同的等离子体P’对基板G进行蚀刻处理时，有时与该等离子体P’的密度分布相对应，在基板G的表面内蚀刻速度等会发生变化，无法获得均匀的蚀刻处理的结果。在对如上所述短边的长度也为730mm以上的大型基板G进行处理时，该倾向变得显著。
因此，如图2所示，本例的等离子体处理装置1在构成外周分割电极(外周侧的径向分割电极)32的角部分割电极32b与接地端104之间、以及边部分割电极32a与接地端104之间，设置有用于对从载置台13连通各角部分割电极32b、边部分割电极32a至接地端104的电路的阻抗进行调整的阻抗调整部52、51。
如图1所示，将频率彼此不同的多个高频电源(第一高频电源152、第二高频电源162)与作为阴极电极的载置台13连接。因此，在本例的等离子体处理装置1中，与这些多个频率对应的多个阻抗调整部52a、52b、51a、51b并排设置于角部分割电极32b与接地端104之间、以及边部分割电极32a与接地端104之间。其中，在图2中，集中显示了这些与各频率对应的阻抗调整部52a、52b、51a、51b(阻抗调整部52、51)。
除了设置上述的阻抗调整部52、51以外，也可以在中间分割电极33和内侧分割电极34的一部分、或全部(为分割成角部分割电极32b和边部分割电极32a的外周分割电极32以外的径向分割电极)设置阻抗调整部53。此时，当然可以对应于与载置台13连接的第一、第二高频电源152、162的各频率，对于中间分割电极33和内侧分割电极34也设置多个阻抗调整部53、53。其中，在图2中表示了，在内侧分割电极34与接地端104之间设置阻抗调整部53、并且中间分割电极33直接与接地端104连接的例子。
如图2所示，各阻抗调整部51～53例如包含可变容量电容器502和电感器501，通过使可变容量电容器502的容量发生变化，能够分别对从载置台13至接地端104的电路的阻抗进行调整。
其中，阻抗调整部51～53的具体构成并不限定于可变容量电容器502和电感器501的组合。可以例示单独设置可变容量电容器502的情况、或将固定容量电容器和可变容量电容器502组合的情况、将可变电感器和固定容量电容器组合的情况。另外，阻抗调整部51～53能够改变阻抗值并不是必须的条件。例如，也可以利用固定容量电容器构成保持预先设定的阻抗值的阻抗调整部51～53。
以下，对具有上述构成的本实施方式所涉及的等离子体处理装置1的作用进行说明。
首先，打开闸阀102，利用搬送机构从相邻的真空搬送室经由搬入搬出口101向处理空间100内搬入基板G(搬送机构和真空搬送室未图示)。接着，将基板G载置于载置台13上，利用未图示的静电卡盘固定基板G，另一方面，使搬送机构退出处理空间100，并关闭闸阀102。
然后，从处理气体供给部42经由处理气体扩散室301向处理空间100内供给蚀刻气体，并且利用真空排气部12对处理空间100内进行真空排气，将处理空间100内调节至例如0.66～26.6Pa左右的压力气氛。另外，从未图示的气体流路向基板G供给导热用的He气体。
接着，从第一高频电源152向阳极电极部3施加高频电力时，利用载置台13与阳极电极部3之间的电容耦合在处理空间100内将蚀刻气体等离子化，生成高密度的等离子体P。然后，利用从第二高频电源162向载置台13施加的偏压用的高频电力，向基板G引入等离子体中的离子，对基板G进行蚀刻处理。
此时，与使用图3所说明的阳极电极部3a的现有例相比，在本例的等离子体处理装置1中，位于外周侧的外周分割电极32在周向上被分割成角部分割电极32b和边部分割电极32a，在这些分割电极32b、32a中分别设置有阻抗调整部52、51。
因此，调整阻抗调整部52、51的阻抗值，使得相对于边部分割电极32a的下方侧区域，在角部分割电极32b的下方侧区域等离子体P的密度成为同等程度。具体而言，将等离子体P的密度高的区域扩展至阳极电极部3的角部侧。作为该结果，与利用使用图3所说明的现有的阳极电极部3而产生的等离子体P’所进行的蚀刻处理相比，能够使阳极电极部3的角部侧与边部侧的等离子体P的密度差变小，并能够进行面内均匀性更高的蚀刻处理。
与现有相比，作为使阳极电极部3的角部侧的等离子体P’的密度变高的方法，如后述的参考例的实验结果所示，可以例示使用与角部分割电极32b或边部分割电极32a连接的阻抗调整部52、51，在从载置台13连通角部分割电极32b至接地端104的电路中，与边部分割电极32a侧的相同电路比较时，以使载置台13侧的高频率电压的直流成分成为同等程度或变大的方式进行阻抗调整的方法。
另外，有时也可以观察到，例如因集中于阳极电极部3的中央部侧的等离子体P的特性，在内侧分割电极34的下方侧区域，与其外周侧(中间分割电极33和外周分割电极32的下方侧)的区域相比，等离子体密度变高且蚀刻速度变大的倾向。
在这种情况下，通过降低内侧分割电极34的下方侧区域的等离子体P的密度并与外周侧的等离子体P的密度一致，能够使这些区域间的等离子体P的密度差变小，并能够进行面内均匀性更高的蚀刻处理。作为降低内侧分割电极34的下方侧区域的等离子体P的密度的方法，如后述的参考例所示的实验结果，可以例示使用与内侧分割电极34连接的阻抗调整部53，在从载置台13连通内侧分割电极34而至接地端104的电路中，以使载置台13侧的高频率电压的直流成分变小的方式进行阻抗调整的方法。
进一步列举伴随使用阻抗调整部51～53进行阻抗调整而获得的效果。如后述的实验结果所示，发明人等掌握了，阳极电极部3的各内侧分割电极34、中间分割电极33、外周分割电极32中流动的电流变大时，存在因各分割电极34、33、32的表面被等离子体P切削而导致的厚度减少(以下，称为“消耗”)变大的倾向。因此，如上所述，在以使等离子体P的密度在阳极电极部3的表面内一致的方式对各阻抗调整部51～53的阻抗值进行调整后，在蚀刻处理的面内均匀性不受影响的范围内，以使在载置台13至接地端104的各电路中流动的电流变得尽可能小的方式进一步对阻抗调整部51～53的阻抗值进行微调整，由此也能够降低各分割电极34、33、32的消耗。
若使用进行了以上所说明的阻抗调整的阳极电极部3在处理空间100内产生等离子体P并仅在预先设定的时间内进行蚀刻处理，则停止来自各高频电源152、162的电力供给、来自处理气体供给部42的蚀刻气体供给和处理空间100内的真空排气，按照与搬入时相反的顺序搬出基板G。
利用本实施方式所涉及的等离子体处理装置1，具有以下的效果。在对矩形基板G进行蚀刻处理的平行平板型的等离子体处理装置1中，关于以与基板G相对的方式配置的、平面形状为矩形的位于阳极电极部3的外周侧的外周分割电极32，被分割成位于角部侧的角部分割电极32b和位于边部侧的边部分割电极32a。并且，设置有用于对从载置台(阴极电极)13经由等离子体P至接地端104的电路的阻抗进行调整的阻抗调整部51～53。作为该结果，能够对与上述角部和边部对应的位置的基板G进行均匀的蚀刻处理。
能够获得上述的效果的情况并不限于作为进行蚀刻处理的蚀刻装置而构成等离子体处理装置1的情况。对于作为对基板G进行成膜处理的成膜装置、或进行抗蚀剂膜的灰化处理的灰化装置而构成等离子体处理装置1的情况，也同样能够在基板G的表面内进行均匀的处理。
其中，阳极电极部3在径向上至少分成2个即可。另外，所谓“位于外周侧的径向分割电极”，只要是径向上分割的多个径向分割电极中配置于比从阳极电极部3的中心至阳极电极部3的外缘(上述的短边和长边)的距离的1/2更靠外侧的区域内的电极，通过分割成角部分割电极32b和边部分割电极32a而进行阻抗调整，就能够发挥上述的作用效果。
其中，如使用图2进行说明的那样，关于本例的阳极电极部3，在位于最外周侧的外周分割电极32中，位于角部侧的4个角部分割电极32b与共用的阻抗调整部52连接，位于边部侧的4个边部分割电极32a与共用的阻抗调整部51连接。另一方面，将阻抗调整部52相对于4个角部分割电极32b共用、或者将阻抗调整部51相对于4个边部分割电极32a共用并不是必须的条件，也可以相对于角部分割电极32b、各边部分割电极32a分别设置阻抗调整部52、51。
另外，将角部分割电极32b和边部分割电极32a的双方与阻抗调整部52、51连接也不是必须的条件。将角部分割电极32b或边部分割电极32a中的至少一者与阻抗调整部52、51连接而进行阻抗调整时，通过使阳极电极部3的角部侧与边部侧的等离子体P的密度差变小，能够获得使等离子体处理的面内均匀性提高的作用效果。
另外，在周向上进行分割的径向分割电极并不限于配置于最外周侧的外周分割电极32。在分割成3个的径向分割电极(内侧分割电极34、中间分割电极33、外周分割电极32)中，例如也可以将中间分割电极33在周向上进行分割。如图4所示的阳极电极部3b那样，将中间分割电极33分割成角部分割电极33b和边部分割电极33a时，在将角部分割电极33b配置于能够对阳极电极部3的角部侧的等离子体P的密度产生影响的区域的情况下，通过将这些角部分割电极33b、边部分割电极33a中的至少一者与阻抗调整部52、51连接而进行上述的阻抗调整，能够有助于等离子体处理的面内均匀性的提高。
此外，在周向上进行分割的径向分割电极并不限定于1个。如图5所示的阳极电极部3c那样，除了将外周分割电极32在周向上分割成角部分割电极32b和边部分割电极32a以外，也可以将中间分割电极33在周向上分割成角部分割电极33b和边部分割电极33a。在这种情况下，优选中间分割电极33的角部分割电极33b与不同于外周分割电极32的角部分割电极32b的阻抗调整部连接，还优选中间分割电极33的边部分割电极33a与不同于外周分割电极32的边部分割电极32a的阻抗调整部连接。
另外，例如在图5所示的阳极电极部3c中，考虑：(i)将中间分割电极33的角部分割电极33b、边部分割电极33a与共用的阻抗调整部连接的情况；(ii)将各角部分割电极33b、边部分割电极33a与各自的阻抗调整部连接，在从载置台13经由电容耦合等离子体P连通各分割电极33b、33a至接地端104的电路中，例如从等离子体P侧观看时，以使分割电极33b、33a的每单位面积的阻抗一致的方式进行阻抗调整的情况；(iii)使阻抗调整部不与中间分割电极33的角部分割电极33b、边部分割电极33a连接而直接与接地端104连接的情况。在这些情况下，形成于各分割电极33b、33a的下方侧的等离子体P的状态与形成于未被分割的中间分割电极33的下方侧的等离子体P的状态没有变化。
因此，在(i)～(iii)的情况下，可以说，即使中间分割电极33在结构上被分割成多个分割电极33b、33a，在形成电容耦合等离子体P后，也与使用一体地构成的中间分割电极33的情况没有不同。例如，在图2所示的中间分割电极33、内侧分割电极34中，也包括进行分割后成为(i)～(iii)中的任一种构成的情况。
进一步而言，将阳极电极部3在径向上分割成多个而获得的径向分割电极的形状并不限定于图2所示的矩形(内侧分割电极34)、角环状(中间分割电极33、外周分割电极32)的情况。例如，也可以将内侧分割电极34构成为椭圆形状，将中间分割电极33构成为包围该内侧分割电极34的外周的椭圆环状。在这种情况下，外周分割电极32成为从矩形的阳极电极部3除去椭圆形上的内侧分割电极34和中间分割电极33后所剩余的区域的形状。因此，关于将外周分割电极32等在周向上进行分割而获得的角部分割电极32b、边部分割电极32a的形状，当然也不限定于图2的例子，可以根据外周分割电极32的形状等适当决定。
实施例
(实验1)
对于图6所示的具有3个径向分割电极(内侧分割电极34、中间分割电极33、外周分割电极32)的阳极电极部3d，一边使用阻抗调整部53、54进行阻抗调整，一边进行电流值的测定等。其中，在图6所示的阳极电极部3d中，省略了外周分割电极32向接地端104的连接的记载。
A.实验条件
(参考例1－1)
使用具有图6所示的阳极电极部3d的等离子体处理装置1，在内侧分割电极34与接地端104之间、以及中间分割电极33与接地端104之间设置阻抗调整部53、54，使设置于内侧分割电极34侧的阻抗调整部53的可变容量电容器502的电容发生变化，利用电流计503、504对各电路中流动的电流进行测定。在该操作期间，中间分割电极33侧的可变容量电容器502的电容固定。另外，利用设置于第一高频电源152侧的匹配器151的未图示的电压计对载置台13(阴极电极)侧的电压变化进行测定。从处理气体供给部42以1000sccm(标准状态：25℃、1个标准大气压)供给CF4和O2的混合气体，将处理空间100的压力调整至1.33Pa(10mTorr)。另外，从第一高频电源152、第二高频电源162分别供给22kW的高频电力。
(参考例1－2)
在与参考例1－1相同的条件下，使设置于中间分割电极33侧的阻抗调整部54的可变容量电容器502的容量发生变化，对各电路中流动的电流和载置台13侧的电压进行测定。在该操作期间中，内侧分割电极34侧的可变容量电容器502的电容固定。
B.实验结果
图7表示参考例1－1的结果，图8表示参考例1－2的结果。图7、图8的横轴表示可变容量电容器502的刻度值。该刻度值的值越小，可变容量电容器502的电容越大，随着使刻度值变大，电容变小。图7、图8的左侧的纵轴表示各分割电极34、33的电流值，右侧的纵轴表示载置台13侧的电压值。在各图中，用点划线表示内侧分割电极34侧的电流值的变化，用实线表示中间分割电极33侧的电流值的变化。另外，用虚线表示载置台13侧的电压值的变化。
根据图7所示的参考例1－1的结果，使设置于阻抗调整部53内的可变容量电容器502的刻度值逐渐变大(使可变容量电容器502的电容逐渐变小)时，内侧分割电极34侧的电流值增大，在刻度值为3.5～4.5的范围内显示峰值后，随着进一步使刻度值变大，内侧分割电极34侧的电流值逐渐减少。
另一方面，在上述的刻度操作期间中，中间分割电极33侧的电流值保持低的状态而几乎没有变化。
进一步而言，能够观察到：在上述的刻度操作期间中，与内侧分割电极34侧的电流值的增减相对应，载置台13侧的电压值下降的现象。因此能够评价为，内侧分割电极34中流动的电流值的变化通过从载置台13侧供给的高频电力经由等离子体P被引入内侧分割电极34侧而发生。
另一方面，在图8所示的参考例1－2的结果中，可以得到与图7所示的参考例1－1的实验结果对照的结果。
即，使设置于阻抗调整部54内的可变容量电容器502的刻度值逐渐变大时，中间分割电极33侧的电流值增大，在刻度值为2～4左右的范围内显示峰值后，随着进一步使刻度值变大，中间分割电极33侧的电流值逐渐减少。
另一方面，在上述的刻度操作期间中，内侧分割电极34侧的电流值保持低的状态而几乎没有变化。
进一步而言，在上述的刻度操作期间中，与中间分割电极33中流动的电流值的增减相对应，可以观察到载置台13侧的电压值下降的现象。因此可以评价为，中间分割电极33侧的电流值的变化通过从载置台13侧供给的高频电力经由等离子体P被引入中间分割电极33侧而发生。
汇总以上的实验结果能够确认，通过对设置于中间分割电极33、内侧分割电极34的阻抗调整部53、54的阻抗值进行调整，在中间分割电极33和内侧分割电极34中，可以相互独立地进行使包含各分割电极33、34的电路(从载置台13至接地端104的电路)中流动的电流发生增减的调整。
该结果在图2所示的角部分割电极32b、边部分割电极32a之间对阻抗调整部52、51的阻抗值进行调整时也同样成立。
(实验2)使用具有图6所示的阳极电极部3d的等离子体处理装置1对基板G进行蚀刻处理。
A.实验条件
(参考例2－1)
将各阻抗调整部53、54内的可变容量电容器502的刻度值设定在载置台13侧所测得的电压值的直流成分(Vdc)最小的位置，在与参考例1－1相同的条件下对基板G进行蚀刻处理。内侧分割电极34侧的阻抗调整部53中的可变容量电容器502的刻度值为4.5，是与图7中的内侧分割电极34侧的电流值的峰值对应的位置。另外，中间分割电极33侧的可变容量电容器502的刻度值为3.0，是与图8中的中间分割电极33侧的电流值的峰值对应的位置。
(参考例2－2)
将各阻抗调整部53、54内的可变容量电容器502的刻度值设定在载置台13侧所测得的电压值的直流成分(Vdc)最大的位置，在与参考例1－1相同的条件下对基板G进行蚀刻处理。内侧分割电极34侧的阻抗调整部53中的可变容量电容器502的刻度值为8.0，是图7中的内侧分割电极34侧的电流值最小的位置。另外，中间分割电极33侧的可变容量电容器502的刻度值为8.0，是图8中的中间分割电极33侧的电流值最小的位置。
(比较例2)
在内侧分割电极34与接地端104之间、中间分割电极33与接地端104之间不设置阻抗调整部53、54而对基板G进行蚀刻处理。
B.实验结果
图9表示参考例2－1、2－2、比较例2的结果。图9的横轴表示在载置台13侧测得的电压值的直流成分。另外，图9的左侧的纵轴表示每单位时间的蚀刻速度，右侧的纵轴表示基板G的表面内的蚀刻速度的均匀性(((标准偏差σ)/(平均值Ave))×100[％])。
在图9中，空心圆的图标表示内侧分割电极34的下方侧区域的基板G的蚀刻速度的平均值，涂成黑色圆的图标表示中间分割电极33的下方侧区域的基板G的蚀刻速度的平均值。另外，空心白横杠的图标表示外周分割电极32的下方侧区域的蚀刻速度的最大值，涂成黑色横杠的图标表示外周分割电极32的下方侧区域的蚀刻速度的最小值。另外，涂成黑色菱形的图标表示基板G的表面内的蚀刻速度的平均值，叉号的图标表示蚀刻速度的均匀性。
根据图9所示的参考例2－1、2－2的结果，载置台13侧的电压值的直流成分最小时，各区域和基板G表面内的平均蚀刻速度会变小(参考例2－1)，上述直流成分最大时，各区域和基板G表面内的平均蚀刻速度会变大。因此能够确认，通过使用阻抗调整部53、54进行阻抗值的调整，能够使基板G的蚀刻速度发生变化。
该结果在图2所示的角部分割电极32b、边部分割电极32a之间对阻抗调整部52、51的阻抗值进行调整时也同样成立。
另一方面，在内侧分割电极34、中间分割电极33的接地端104侧不设置阻抗调整部53、54的比较例2中，在内侧分割电极34和中间分割电极33的下方侧区域蚀刻速度变大，在外周分割电极32的下方侧区域蚀刻速度变小，形成了向上凸的蚀刻速度分布。作为该结果，蚀刻速度的均匀性的值与参考例2－1、2－2相比变差。另外，在比较例2中，没有进行通过对从载置台13至接地点的电路进行阻抗调整而使蚀刻速度发生变化的方法。
(实验3)使用具有图6所示的阳极电极部3d的等离子体处理装置1，对阳极电极部3侧的消耗量进行测定。
A.实验条件
(参考例3－1)
将由铝片构成的试验片粘贴于内侧分割电极34的下表面，进行与参考例1－1相同的操作，一边使内侧分割电极34侧的电路中流动的电流值发生变化，一边仅在规定时间内产生等离子体P，对上述试验片的消耗量进行测定。
(参考例3－2)
粘贴中间分割电极33的上述试验片，进行与参考例1－2相同的操作，进行与参考例3－1相同的实验。
B.实验结果
将参考例3－1、3－2的结果分别示于图10、图11。这些图的横轴表示各分割电极34、33中流动的电流值，纵轴表示试验片的飞溅量。用涂成黑色的菱形的图标表示各电流值的飞溅量。另外，在各图中，用虚线表示了未设置阻抗调整部53、54时的试验片的飞溅量。
根据图10、图11所示的参考例3－1、3－2的结果，在内侧分割电极34、中间分割电极33的任一个中，随着该分割电极34、33中流动的电流变大，试验片的飞溅量也变大。因此，在配置于各分割电极34、33的下方侧区域的基板G，在可以获得所希望的蚀刻速度的范围内，以这些分割电极34、33中流动的电流变小的方式对阻抗调整部53、54的阻抗值进行调整，能够降低内侧分割电极34、中间分割电极33的消耗量。
该结果在图2所示的角部分割电极32b、边部分割电极32a中也同样成立。

Claims (6)

1.一种等离子体处理装置，其利用等离子化了的处理气体对进行了真空排气的处理容器内的矩形的被处理基板实施等离子体处理，所述等离子体处理装置的特征在于，包括：
阴极电极，其在与该处理容器绝缘的状态下配置于所述处理容器内，经由匹配电路与高频电源连接，并且用于载置矩形的被处理基板；和
阳极电极部，其在与所述处理容器绝缘的状态下与所述阴极电极相对地配置，具有与所述被处理基板对应的矩形的平面形状，
所述阳极电极部，其在令从该阳极电极部的中央侧向外周侧去的方向为径向时，在所述径向上被分割成多个径向分割电极，这些径向分割电极分别在彼此绝缘的状态下与接地端连接，
所述多个径向分割电极中位于外周侧的径向分割电极设置于方环状的区域中，且在所述方环状的区域中在周向上被分割成位于所述阳极电极部的角部侧的多个角部分割电极和位于边部侧的多个边部分割电极，这些角部分割电极和边部分割电极分别在彼此绝缘的状态下与接地端连接，
在所述角部分割电极和边部分割电极中的至少一者的接地端侧设置有阻抗调整部，该阻抗调整部用于对从所述阴极电极经由等离子体至各角部分割电极或边部分割电极的接地端的电路的阻抗进行调整。
2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：
被分割成所述角部分割电极和边部分割电极的径向分割电极是所述多个径向分割电极中位于最外周侧的电极。
3.如权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其特征在于：
设置于所述角部分割电极和边部分割电极的至少一者的阻抗调整部被所述多个角部分割电极共用或被所述多个边部分割电极共用。
4.如权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其特征在于：
在被分割成所述角部分割电极和边部分割电极的径向分割电极以外的径向分割电极的至少一个设置有阻抗调整部，该阻抗调整部用于对从所述阴极电极经由等离子体至各径向分割电极的接地端的电路的阻抗进行调整。
5.如权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述阴极电极与频率彼此不同的多个高频电源连接，在设置有所述阻抗调整部的分割电极的接地端侧并联设置有与所述多个高频电源的各自频率对应的多个阻抗调整部。
6.如权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述阻抗调整部能够改变阻抗值。
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