CN113394069A - 等离子体处理装置 - Google Patents

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CN113394069A CN202110238997.4A CN202110238997A CN113394069A CN 113394069 A CN113394069 A CN 113394069A CN 202110238997 A CN202110238997 A CN 202110238997A CN 113394069 A CN113394069 A CN 113394069A
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Abstract

本发明提供一种能够在电极外周部的周向生成高均匀性等离子体的等离子体处理装置。等离子体处理装置包括腔室、第1电极、高频电源、供电棒、板状部件和电介质体。第1电极为与腔室内相对的电极。高频电源对第1电极供给高频电力。供电棒对第1电极的与腔室内相对的面的相反一侧的面的中心高频供供电力。板状部件是与第1电极的与腔室内相对的面相反一侧的面平行地设置的、接地的导电性的板状部件。电介质体连接第1电极与板状部件之间，呈相对于第1电极的中心形成旋转对称的形状。

Description

等离子体处理装置
技术领域
本发明涉及一种等离子体处理装置。
背景技术
作为等离子体处理装置例如已知电容耦合型的等离子体处理装置。在电容耦合型的等离子体处理装置中，例如在腔室内配置有一对平行平板电极(上部电极和下部电极)，将处理气体导入到腔室内，并通过对一个电极施加高频来形成处理气体的等离子体。在此，为了提高等离子体的密度，在提高对电极施加的高频的频率时，因谐波而容易在电极表面生成驻波。在产生驻波时电极表面的电场分布变得不均匀，等离子体密度也变得不均匀。对此，提出了通过在对电极施加高频的供电棒和电极的相反一侧设置导电性的部件并接地，使供电棒的电感降低，使等离子体密度均匀。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-331996号公报
发明内容
发明想要解决的技术问题
本发明提供一种能够在电极外周部的周向上生成高均匀性等离子体的等离子体处理装置。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的一个方式的等离子体处理装置包括腔室、第1电极、高频电源、供电棒、板状部件和电介质体。第1电极为与腔室内相对的电极。高频电源对第1电极供给高频电力。供电棒对第1电极的与腔室内相对的面相反一侧的面的中心高频供供电力。板状部件是与第1电极的与腔室内相对的面相反一侧的面平行地设置的、接地的导电性的板状部件。电介质体连接第1电极和板状部件之间，呈相对于第1电极的中心形成旋转对称的形状。
发明效果
根据本发明，能够在电极外周部的周向上生成均匀性高的等离子体。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式中的等离子体处理装置的一例的图。
图2是表示第1实施方式中的腔室上部的覆盖部件的构成的一例的图。
图3是表示第1实施方式中的腔室上部的电介质体的配置的一例的立体图。
图4是表示第1实施方式中的腔室上部的电介质体的配置的一例的平面图。
图5是表示第1实施方式中的腔室上部的构成的一例的立体截面图。
图6是示意地表示上部电极中的高频电力的供给路径的一例的图。
图7是示意地表示上部电极中的高频电力的供给路径的一例的图。
图8是表示从供电棒至顶板的等效电路的一例的图。
图9是表示将第1实施方式中的电介质体在周向均等配置时的等离子体的偏置的一例的图。
图10是表示将比较例中的电介质体偏置周向配置时的等离子体的偏置的一例的图。
图11是示意地表示第1实施方式中的电介质体的有无的高频电力的供给路径的一例的图。
图12是表示将第1实施方式中的电介质体在周向均等配置时的蚀刻率的分布的一例的图。
图13是表示将比较例中的电介质体偏置周向配置时的蚀刻率的分布的一例的图。
图14是表示将第1实施方式中的电介质体按奇数个配置时的配置的一例的图。
图15是表示将第1实施方式中的电介质体按偶数个配置时的配置的一例的图。
图16是表示配置第1实施方式中的环状的电介质体时的一例的图。
图17是表示将第1实施方式中的电介质体配置在多个圆周上时的配置的一例的图。
图18是表示本发明的第2实施方式中的等离子体处理装置的一例的图。
图19是表示第2实施方式中的腔室上部的电介质体的配置的一例的平面图。
图20是表示第2实施方式中的腔室上部的电介质体的配置的一例的平面图。
图21是表示第2实施方式中的腔室上部的电介质体的配置的一例的截面图。
图22是表示第2实施方式中的腔室上部的电介质体的配置的一例的截面图。
图23是表示本发明的第3实施方式中的等离子体处理装置的一例的图。
图24是示意地表示第3实施方式中的电介质体的有无导致的高频电力的供给路径的一例的图。
附图标记说明
1、2、3 等离子体处理装置
10、10a、10b 装置主体
11 腔室
11a 板状部件
11d、11g、11j 覆盖部件
16 载置台
18 静电卡盘
34 喷淋头
36 顶板
38 基座部件
40 扩散室
44、89 供电棒
46、87 匹配器
48、48a、88 高频电源
50、51、52、55、57、58、59 电介质体
64、93 配管
66 气体供给源
83 APC阀
84 排气装置
92 流路
94 制冷单元
100 控制装置
150 LPF
151 直流电源
W 晶片。
具体实施方式
以下，基于附图详细说明本发明的等离子体处理装置的实施方式。此外，不限于以下的实施方式所公开的技术。
近年来，在等离子体处理装置中，进一步对应微细化，因此，要求供给更高的频率(例如，100MHz程度。)的高频电力。在频率进一步变高时，因存在于电极的相反侧和框体部之间的处理气体的导入管、冷水制冷剂的流路的配置，导致电极外周部的周向的电场分布变得不均匀，使得等离子体密度有时变得不均匀。尤其是，在导入管、流路的配管的一部为金属制的情况下，电场分布容易变得不均匀。所以，期待在电极外周部的周向上生成均匀性高的等离子体。
(第1实施方式)
[等离子体处理装置1的构成]
图1是表示本发明的第1实施方式中的等离子体处理装置的一例的图。等离子体处理装置1是对作为被处理体的一例的半导体晶片(以下称为晶片。)进行蚀刻、成膜等的等离子体处理的装置。等离子体处理装置1具备装置主体10和控制装置100。等离子体处理装置1配置在空气的温度和湿度控制为规定范围的无尘室(清洁室)内等。
装置主体10具有例如表面进行了阳极氧化处理的铝等构成的大致圆筒状的腔室11。腔室11安全接地。在腔室11的底部例如隔着由石英等构成的圆筒状的支承部件26配置圆柱状的支承台14，在支承台14之上设置有例如由铝等构成的载置台16。载置台16也作为下部电极发挥作用。
在载置台16的上表面设置有利用静电力吸附保持晶片W的静电卡盘(静电吸盘)18。静电卡盘18具有将由导电膜构成的电极20用一对绝缘层或者绝缘片夹着的构造。电极20与直流电源22电连接。晶片W利用由从直流电源22施加的直流电压在静电卡盘18的上表面产生的库伦力等的静电力，而被吸附保持在静电卡盘18的上表面。
在静电卡盘18的周围、在载置台16的上表面的位置，配置有用于使蚀刻的均匀性提高的、例如由硅形成的导电性的边缘环24。在载置台16和支承台14的侧面配置有支承部件26。
在支承台14的内部设置有流路28，流路28内经由配管30a被供给来自设置在腔室11的外部的制冷单元的制冷剂。另外，供给到流路28内的制冷剂经由配管30b返回制冷单元。制冷单元控制向流路28内供给的制冷剂的温度。经温度控制后的制冷剂在流路28内循环，能够控制支承台14的温度，经由支承台14上的载置台16和静电卡盘18，控制静电卡盘18上的晶片W的温度。
在支承台14、载置台16和静电卡盘18内设置有配管32。从未图示的传热气体供给机构供给到配管32的传热气体，通过配管32供给到晶片W和静电卡盘18之间。传热气体例如为氦气气体。控制供给到晶片W和静电卡盘18之间的传热气体的压力，由此，能够控制晶片W和静电卡盘18之间的热的传递率。
在载置台16的上方，与载置台16大致平行相对地设置有喷淋头34。喷淋头34也作为上部电极发挥作用。即，喷淋头34和载置台16作为一对电极(上部电极和下部电极或者第1电极和第2的电极)发挥作用。喷淋头34与载置台16之间的空间成为等离子体生成空间。
喷淋头34隔着绝缘性的遮蔽部件42支承在腔室11的上部。喷淋头34包括：与载置台16相对配置的顶板36；和对顶板36从上方进行支承的基座部件38。
在顶板36形成有在厚度方向贯通、对腔室11内喷出处理气体的多个排出孔37。顶板36例如由硅、SiC等形成。
基座部件38例如由表面进行阳极氧化处理的铝等的导电性材料构成，在其下部对顶板36可拆卸地支承。在基座部件38的内部形成有用于将处理气体供给到多个排出孔37的扩散室40。在基座部件38的底部以位于扩散室40的下部的方式形成有多个流通孔41。多个流通孔41与多个排出孔37各自连通。
在基座部件38形成有用于对扩散室40导入处理气体的导入口62。在导入口62与具有贯通孔的电介质体51的一端连接。电介质体51的另一端经由设置在板状部件11a的导入口而与配管64的一端连接。配管64的另一端与供给处理气体的气体供给源66连接。配管64从上游侧依次设置质量流量控制器(MFC)67和阀68。在对静电卡盘18上的晶片W进行等离子体处理的情况下，从气体供给源66供给的处理气体经由配管64和电介质体51的贯通孔供给到扩散室40内，在扩散室40内扩散。在扩散室40内扩散了的处理气体经由流通孔41和排出孔37向腔室11内呈喷淋状被供给。
另外，在基座部件38的内部设置流路92，在流路92内经由配管93和具有贯通孔的电介质体52被供给来自设置在腔室11的外部的制冷单元94的制冷剂。电介质体52的一端与流路92连接。电介质体52的另一端经由设置在板状部件11a的导入口与配管93连接。此外，在以下的说明中，在不区别电介质体51、52的情况下，对伪电介质体(虚拟电介质体)表现为电介质体50。另外，电介质体51、52和伪电介质体为相同的形状和材料。电介质体50的材料为各自的介点常数相同或相近的材料即可，能够使用例如PPS(Poly Phenylene Sulfide)、PTFE(Poly Tetra Fluoro Ethylene)等的氟树脂等。此外，对于电介质体50，其为在将多个电介质体50统称为电介质体的情况的该电介质体的多个部位的各自的一例。
从制冷单元94经由配管93和电介质体52的贯通孔供给到基座部件38的流路92内的制冷剂在流路92内循环，经由电介质体52的贯通孔和配管93返回制冷单元94。制冷单元94控制向流路92内供给的制冷剂的温度。制冷单元94是温度控制部的一例。温度控制后的制冷剂在流路92内循环，能够抑制来自在载置台16和喷淋头34之间生成的等离子体的热量输入导致的喷淋头34的温度上升。
在流路92内循环的制冷剂的温度为比腔室11的外气的露点温度低的温度。在本实施方式中，制冷剂的温度例如为0℃以下的温度。形成有流路92的基座部件38为冷却部的一例。
另外，在基座部件38设置有RF(Radio Frequency)导入部44a，经由供电棒44和匹配器46与高频电源48电连接。在本实施方式中，供电棒44为由铝等的导电性的金属构成的中空的圆筒状的部件。高频电源48为等离子体生成用的电源，产生13.56MHz以上的频率、例如60MHz至100MHz的高频电力。产生高频电源48的高频电力经由匹配器46和供电棒44被供给到基座部件38。匹配器46使高频电源48的内部(或者输出)阻抗与负载阻抗匹配。匹配器46发挥作用使得在腔室11内生成等离子体时高频电源48的输出阻抗和负载阻抗显示出一致。匹配器46的输出端子与供电棒44的上端电连接。
喷淋头34和供电棒44由比腔室11的侧壁靠上方设置的大致圆筒状的覆盖部件11d覆盖。覆盖部件11d由铝等的导电性的材料构成，经腔室11而接地。由此，能够抑制供给到喷淋头34的高频电力的、向装置主体10的外部的泄露。覆盖部件11d具有板状部件11a、筒状部件11b和壁部件11c。板状部件11a设置在覆盖部件11d的顶壁部分，与喷淋头34大致平行。筒状部件11b覆盖供电棒44的周围，连接板状部件11a和匹配器46。壁部件11c从腔室11的侧壁的上端部起连接至板状部件11a。板状部件11a设置有经由电介质体51和电介质体52与配管64和配管93的连接的导入口。供电棒44通过筒状部件11b的中心部，连接基座部件38和匹配器46。此外，由覆盖部件11d覆盖的空间为大气压下。
作为下部电极发挥作用的载置台16经由供电棒89和匹配器87与高频电源88电连接。高频电源88是离子引入用(偏置用)的电源，将300kHz～13.56MHz的范围内的频率、例如2MHz的高频电力供给到载置台16。匹配器87使高频电源88的内部(或者输出)阻抗与负载阻抗匹配。匹配器87发挥作用使得在腔室11内生成等离子体时高频电源88的内部阻抗和负载阻抗显示出一致。
在腔室11的底部设置有排气口80。排气口80经排气管82和APC阀(Auto PressureControl valve、自动压力控制阀)83与排气装置84连接。排气装置84具有涡轮分子泵等的真空泵，能够将腔室11内减压至所期望的真空度。APC阀83调整腔室11内的压力。
在腔室11的侧壁设置有用于进行晶片W的搬入和搬出的开口85，开口85通过闸阀86开闭。另外，在腔室11的内侧壁可拆卸地设置有用于防止蚀刻副生成物(沉积物)附着在腔室11的沉积物屏蔽件12。沉积物屏蔽件12也设置在支承部件26的外周。在腔室11的底部、在腔室11的侧壁侧的沉积物屏蔽件12和支承部件26侧的沉积物屏蔽件12之间设置有排气板81。作为沉积物屏蔽件12和排气板81能够适合使用在铝材覆盖有Y2O3等的陶瓷的部件。
在与沿腔室11的内壁配置的沉积物屏蔽件12的晶片W大致相同高度的位置，设置有由导电性部件构成、与地面直流连接的GND区块91。通过GND区块91能够防止腔室11内的异常放电。
如上所述的构成装置主体10由控制装置100统一地控制其动作。控制装置100具有处理器、存储器和输入输出界面。在存储器中存储有程序和处理方案等。处理器执行从存储器读取的程序，按照从存储器读取的处理方案，经由输入输出界面控制装置主体10的各部。
在如上所述构成的等离子体处理装置1中，对晶片W进行使用等离子体的处理的情况下，控制装置100对等离子体处理装置1的各部例如进行以下的控制。首先，控制装置100在静电卡盘18上载置晶片W的状态下，控制MFC67和阀68，对扩散室40内供给规定的流量的处理气体。供给到扩散室40内的处理气体在扩散室40内扩散，经由多个流通孔41和排出孔37对腔室11内呈喷淋状供给。另外，控制装置100控制APC阀83和排气装置84，将腔室11内控制为规定的压力。
然后，控制装置100使高频电源48产生在等离子体的生成中所使用的规定频率的高频电力经由供电棒44供给到喷淋头34。由此，腔室11内的处理气体被等离子体化。另外，控制装置100使高频电源88产生离子的引入(偏置)所使用的规定频率的高频电力并供给至载置台16。由此，等离子体中的离子等的荷电粒子被引入静电卡盘18上的晶片W。由此，对静电卡盘18上的晶片W实施蚀刻等的规定的等离子体处理。
[覆盖部件11d的详细]
图2是表示第1实施方式中的腔室上部的覆盖部件的构成的一例的图。如图2所示，覆盖部件11d以在壁部件11c的上部形成盖的方式设置板状部件11a。另外，覆盖部件11d在板状部件11a的中心部设置筒状部件11b。在图2的例中，在板状部件11a设置8个与电介质体50连接的导入口。
[电介质体50的配置]
图3是表示第1实施方式中的腔室上部的电介质体的配置的一例的立体图。图3是将板状部件11a和筒状部件11b除下的状态，能够看见基座部件38、设置在基座部件38的中心部的RF导入部44a、以包围基座部件38的中心部的方式配置的8个的电介质体50。电介质体50例如在喷淋头34的基座部件38(上部电极)的中心和中心一致的圆的圆周上呈旋转对称地等间隔地配置。即，电介质体50距RF导入部44a的距离相等地呈旋转对称地等间隔地配置。
图4是表示第1实施方式中的腔室上部的电介质体的配置的一例的平面图。图4是以8个的电介质体50之中、电介质体51a、51b为处理气体导入用，以电介质体52a、52b为制冷剂用，剩余的4个的电介质体50为伪电介质体(虚拟电介质体)的情况下一例。如图4所示，电介质体50的配置从RF导入部44a呈轴对称地设置处理气体和制冷剂的导入口，维持喷淋头34(上部电极)和覆盖部件11d(框体)间的轴对称性。此外，各电介质体50的形状包含伪电介质体50在内都相同。
图5是表示第1实施方式中的腔室上部的构成的一例的立体截面图。图5是图4所示的A”-A-A”线中的腔室上部的截面的一例。此外，在图5中，替代基座部件38，使用具有与晶片W的中心部分对应的扩散室40a和与晶片W的边缘部分对应的扩散室40b的基座部件38a。如图5所示，在板状部件11a和基座部件38a之间的空间垂直地配置有电介质体51a、51b、52a、52b。此外，在供电棒44的里侧同样地垂直地配置电介质体50。电介质体51a配置成内部的贯通孔与扩散室40a流体连通。电介质体51b配置成内部的贯通孔与扩散室40b流体连通。电介质体52a、52b配置成内部的贯通孔与流路92流体连通，例如制冷剂按照电介质体52a、流路92、电介质体52b的顺序循环。另外，在基座部件38a的中心部设置RF导入部44a，与供电棒44连接。
[高频电力的供给路径]
图6和图7是示意地表示上部电极中的高频电力的供给路径的一例的图。图6表示图4所示的A’-A-A’线的截面、即电介质体50不存在的部分的截面中的高频电力的供给路径的一例。如图6所示，从高频电源48经匹配器46供给到供电棒44的高频电力，因表面效应而通过供电棒44的表面、基座部件38的上表面、基座部件38的侧面、顶板36的侧面，到达作为等离子体接触面的顶板36的下表面。在该情况下，供电棒44存在于作为上部电极的喷淋头34的基座部件38的中心，因此，在顶板36下表面的边缘部中任何处电压和电流都成为相同的相位，从顶板36的边缘部以同相向中心方向之间供给电力。
图7表示图4所示的A”-A-A”线的截面、即电介质体50存在的部分的截面中的高频电力的供给路径的一例。如图7所示，从高频电源48经匹配器46供给至供电棒44的高频电力，因表面效应而通过供电棒44的表面、基座部件38的上表面、基座部件38的侧面、顶板36的侧面，到达作为等离子体接触面的顶板36的下表面。但是，在基座部件38的上表面存在电介质体50，因此，高频电力的一部分通过电介质体50流向接地的板状部件11a。所以，在电介质体50存在的部分中，到达顶板36下表面的边缘部的高频电力与图6所示的电介质体50不存在的部分不同。
图8是表示从供电棒至顶板的等效电路的一例的图。如图8所示，从供电棒44至顶板36的高频电力的供给路径的等效电路能够以从供电棒44至顶板36的路径和在覆盖部件11d之间并列形成多个电容器的状态表示。此时，例如，在以与基座部件38的上表面对应的电容器为电容器C时，电容器C的电容因电介质体50的有无而变化。所以，在电介质体50的配置偏置的情况下，生成的等离子体中的偏置变大。
[电介质体50的配置导致的等离子体的偏置]
图9是表示将第1实施方式中的电介质体在周向均等配置时的等离子体的偏置的一例的图。如图9所示，作为第1实施方式中的等离子体的偏置，将5个的电介质体50在圆周上均等配置时的等离子体密度的差为一例。在图9中，电介质体50按中心角θ配置。此时，晶片W的边缘的周向的等离子体密度在电介质体50存在的情况下降低Δ1。此外，晶片W的边缘为在300mm晶片上从中心起145～150mm的区域。
图10是表示将比较例中的电介质体在周向偏置配置时的等离子体的偏置的一例的图。在图10所示的比较例中，以将5个电介质体50在圆周上分为2个和3个地配置时的等离子体密度的差为一例。在图10中，电介质体50在中心角θ的范围偏置地配置3个，在相反侧偏置地配置2个。此时，晶片W的边缘的周向的等离子体密度在电介质体50配置3个的区域中降低Δ2，在配置2个的区域降低Δ3。如图9和图10所示可知，在将电介质体50的有无导致的等离子体密度的差Δ1和Δ2/Δ3比较时，将电介质体50均等配置时的Δ1，比偏置配置时的Δ2/Δ3小。这是因为电介质体50固定配置在特定的区域时，该区域的阻抗变高，不配置电介质体50的区域阻抗变大。
此外，当能够使用电介质体50的相对介电常数(在PTFE的情况下，εr＝2.1)在电介质体50不存在的部位(空间)的相对介电常数、即在第1实施方式中接近大气的介电常数(εr＝1.0)的材料时，因电介质体50的有无导致的等离子体密度的差Δ1进一步变小，能够进一步生成等离子体密度的均匀性高的等离子体。
图11是示意地表示第1实施方式中的电介质体的有无的高频电力的供给路径的一例的图。在图11中，示意地表示电介质体50的有无的高频电力的供给路径和等离子体密度。图11的区域D为电介质体50不存在的区域，区域D’为电介质体50存在的区域。如图11所示，从高频电源48经由匹配器46供给到供电棒44的高频电力，在区域D中，通过供电棒44的表面、基座部件38的上表面、基座部件38的侧面、顶板36的侧面，而到达作为等离子体接触面的顶板36的下表面。在作为等离子体生成空间的处理空间中，利用供给的高频电力生成处理气体的等离子体P，高频电力到达作为下部电极的载置台16，经由供电棒89流向地面。此外，在图11中，省略偏置用的高频电源88和匹配器87。
另一方面，在区域D’中，高频电力通过供电棒44的表面、基座部件38的上表面、基座部件38的侧面、顶板36的侧面，而到达作为等离子体接触面的顶板36的下表面。另外，高频电力在达到与处理空间相对的顶板36的下表面之前，其一部分通过电介质体50而流向地面。在处理空间中，利用供给的高频电力生成处理气体的等离子体P，高频电力到达作为下部电极的载置台16，经由供电棒89而流向地面。即，在区域D和区域D’中，高频电源48-等离子体P-地面间产生阻抗的差异。即，在着眼于等离子体P时，在区域D中，等离子体密度变浓，在区域D’中，等离子体密度变薄。
[对蚀刻率的影响]
图12是表示将第1实施方式中的电介质体在周向均等配置时的蚀刻率的分布的一例的图。在图12中，表示将电介质体50如图9所示那样将5个电介质体50在圆周上均等配置时的蚀刻率的分布的一例。如图12所示，晶片W中的蚀刻率的分布在电介质体50存在的区域中形成为稍微向内侧凹陷的分布，但是，均匀性大致变高。
图13是表示将比较例中的电介质体在周向偏置配置时的蚀刻率的分布的一例的图。在图13中，表示将电介质体50如图10所示将5个电介质体50在圆周上均等配置时的蚀刻率的分布的一例。如图13所示，晶片W的蚀刻率的分布在与电介质体50存在的区域对应的区域112、113，形成局部较地面向内侧凹陷的分布。据此，在第1实施方式中，将电介质体50均等配置，在电极外周部的周向上，能够生成均匀性高的等离子体，也能够提高蚀刻率的均匀性。
[第1实施方式的变形例]
在此，使用图14至图17说明第1实施方式中的电介质体50的配置的变形例。图14是表示将第1实施方式中的电介质体配置奇数个时的配置的一例的图。图14所示的配置例120为将3个电介质体50均等配置在基座部件38上的1个圆周上的例子。配置例121是将5个电介质体50均等配置在基座部件38上的1个圆周上的例子。此外，配置例121与图9的配置相同，各电介质体50按中心角θ配置。另外，作为以奇数个配置的例子为3个以上时，个数不限定，可以配置7个、9个等更多的电介质体50。此外，电介质体50在配置为奇数个的情况下，旋转对称地配置。
图15是表示将第1实施方式中的电介质体配置为偶数个时的配置的一例的图。图15所示的配置例122为将6个电介质体50均等配置在基座部件38上的1个圆周上的例。配置例123是将8个的电介质体50均等配置在基座部件38上的1个圆周上的例。另外，作为偶数个配置的例为4个以上时，其个数并不限定，可以配置未10个、12个等更多的电介质体50。此外，电介质体50在配置未偶数个的情况下，旋转对称地配置，另外，在与配置未奇数个的情况同样地旋转对称地配置。
图16是表示配置第1实施方式中的环状的电介质体时的一例的图。图16所示的配置例124为，替代电介质体50，在环状的电介质体55设置多个贯通孔56，贯通孔56均等地配置在1个圆周上的例子。贯通孔56在为奇数个的情况下呈旋转对称地配置，在为偶数个的情况下呈轴对称地配置。电介质体55配置成电介质体55的中心与基座部件38的中心(上部电极的中心)一致。此外，电介质体55可以为半径方向的宽度较宽的板状。
图17是将第1实施方式中的电介质体配置多个圆周上时的配置的一例的图。图17所示的配置例125是在基座部件38上的2个圆周126、127上各自均等地配置6个的电介质体50的例子。在该情况下，电介质体50在圆周126、127上各自旋转对称或者轴对称地配置。此外，圆周126、127上各自的电介质体50的个数在以奇数个配置时为3个以上，在以偶数个配置时为4个以上，其个数不限定。另外，在图14、图15和图17中，电介质体50的个数越多，在电极外周部的周向上越能够生成均匀性高的等离子体。
(第2实施方式)
在第1实施方式中，圆筒状的电介质体50从基座部件38连接到板状部件11a的导入口，与配管64、93连接，在壁部件11c设置导入口连接配管64、93即可，基于此时的实施方式，作为第2实施方式进行说明。此外，对与第1实施方式相同的构成标注相同的附图标记，省略其重复的构成和动作的说明。
[等离子体处理装置2的构成]
图18是表示本发明的第2实施方式中的等离子体处理装置的一例的图。图18所示的等离子体处理装置2与第1实施方式的等离子体处理装置1相比，替代装置主体10具有装置主体10a。另外，装置主体10a与装置主体10相比，替代覆盖部件11d、电介质体51、52，具有覆盖部件11g、电介质体58、59。此外，在以下的说明中，在不区别电介质体58、59的情况下，以及对伪电介质体表现为电介质体57。
覆盖部件11g具有板状部件11e、筒状部件11b和壁部件11f。板状部件11e与第1实施方式的板状部件11a对应，不具有配管64、93的导入口。壁部件11f与第1实施方式的壁部件11c对应，具有配管64、93的导入口。即，覆盖部件11g是将处理气体、制冷剂的配管从侧面导入的覆盖部件。
电介质体58具有贯通孔，两端的面弯曲为90度不同。电介质体58的一端与基座部件38的导入口62连接。电介质体58的另一端经由设置在壁部件11f的导入口与配管64的一端连接。
电介质体59与电介质体58同样地具有贯通孔，两端的面弯曲为90度不同。电介质体59的一端与基座部件38的流路92连接。电介质体59的另一端经由设置在壁部件11f的导入口与配管93连接。此外，电介质体58、59和配管64、93的高度为各自相同的高度，设置在壁部件11f的导入口的高度也为相同的高度。
[电介质体57的配置和形状]
接着，使用图19至图22说明电介质体57的配置和形状。图19至图22是表示第2实施方式中的腔室上部的电介质体的配置的一例的平面图。图19所示的配置例130为将6个电介质体57的一端均等配置在基座部件38上的1个圆周上，将电介质体57的另一端连接到壁部件11f的导入口的例子。在配置例130中，从上表面观察，电介质体57与壁部件11f垂直相接地连接。
图20所示的配置例131是电介质体57的配置的变形例。配置例131是将6个电介质体57的一端均等配置在基座部件38上的1个圆周上，将电介质体57的另一端连接到壁部件11f的导入口的例子。在配置例131中，从上表面观察，电介质体57相对于壁部件11f倾斜相接地连接。电介质体57与壁部件11f相接的角度可以为任意的角度。但是，优选所有的电介质体57与壁部件11f相接的角度相同或近似，以成为旋转对称。
图21所示的配置例132表示电介质体57的形状的一例。在配置例132中，电介质体57的形状形成为大致L字型。电介质体57的形状中的大致L字型的弯曲部分的角度可以为任意的角度。但是，优选电介质体57的形状中的大致L字型的弯曲部分的角度为相同或近似，以成为旋转对称。
图22所示的配置例133为电介质体57的形状的变形例。在配置例133中，电介质体57的形状形成为圆弧状。电介质体57的形状中的圆弧的曲线半径等可以为任意值。优选电介质体57的形状中的圆弧的曲线半径等为相同或近似，以成为旋转对称。
如以上所述，在第2实施方式中，与第1实施方式同样地，将电介质体57均等配置，能够在电极外周部的周向上生成均匀性高的等离子体，也能够提高蚀刻率的均匀性。
(第3实施方式)
在第1实施方式中，将等离子体生成用的高频电源48连接到作为上部电极的喷淋头34，但是，可以与作为下部电极的载置台16连接，基于此时的实施方式，作为第3实施方式进行说明。此外，对与第1实施方式相同的构成标注相同的附图标记，省略其重复的构成和动作的说明。
[等离子体处理装置3的构成]
图23是表示本发明的第3实施方式中的等离子体处理装置的一例的图。图23所示的等离子体处理装置3与第1实施方式的等离子体处理装置1相比，替代装置主体10而具有装置主体10b。另外，装置主体10b与装置主体10相比，替代覆盖部件11d、匹配器46、高频电源48、匹配器87而具有覆盖部件11j、LPF(Low-Pass Filter、低通滤波器)150、直流电源151、高频电源48a、匹配器87a。
覆盖部件11j具有板状部件11h、壁部件11c和绝缘部件11i。板状部件11h与第1实施方式的板状部件11a对应，经由绝缘部件11i与供电棒44连接这点不同。
直流电源151经由LPF150和供电棒44对基座部件38施加直流电压。即，直流电源151对作为上部电极的喷淋头34施加直流电压。另外，LPF150高频接地。高频电源48a经由匹配器87a和供电棒89对作为下部电极的载置台16供给等离子体生成用的高频电力。此外，匹配器87a也与高频电源88连接。高频电源88与第1实施方式同样地，经由匹配器87a和供电棒89对载置台16供给偏置用的高频电力。即，在第3实施方式的装置主体10b中，作为下部电极的载置台16成为等离子体生成用的RF施加电极，作为上部电极的喷淋头34成为相对的地面(GND)电极。
[高频电力的供给路径和等离子体密度]
图24是示意地表示第3实施方式中的电介质体的有无的高频电力的供给路径的一例的图。在图24中，示意地表示电介质体50的有无的高频电力的供给路径和等离子体密度。图24的区域E为电介质体50不存在的区域，区域E’为电介质体50存在的区域。如图24所示，从高频电源48a经由匹配器87a供给到供电棒89的高频电力，在区域E中，通过载置台16的里面、载置台16的侧面，到达作为等离子体接触面的载置台16的表面。在处理空间中，利用供给的高频电力生成处理气体的等离子体P，高频电力到达顶板36的下表面。高频电力通过顶板36的下表面、顶板36的侧面、基座部件38的侧面、基座部件38的上表面、供电棒44的表面经由LPF150流向地面。
另一方面，在区域E’中，高频电力通过载置台16的里面、载置台16的侧面，到达作为等离子体接触面的载置台16的表面。在处理空间中，利用供给的高频电力生成处理气体的等离子体P，高频电力到达顶板36的下表面。高频电力通过顶板36的下表面、顶板36的侧面、基座部件38的侧面、基座部件38的上表面、供电棒44的表面经由LPF150流向地面。另外，高频电力在基座部件38的上表面中到达供电棒44之前，其一部分通过电介质体50流向地面。即，在区域E和区域E’中，在高频电源48a-等离子体P-地面间产生阻抗的不同。即，在着眼于等离子体P时，在区域E中，等离子体密度变浓，在区域E’中，等离子体密度变薄。
根据以上的记载，在第3实施方式中，也与第1实施方式同样地，将电介质体50均等地配置，能够在电极外周部的周向上生成均匀性高的等离子体，也能够提高蚀刻率的均匀性。
以上，根据上述的实施方式，等离子体处理装置1包括腔室11、第1电极(喷淋头34)、高频电源48、供电棒44、板状部件11a和电介质体。第1电极是与腔室11内相对的电极。高频电源48对第1电极供给高频电力。供电棒44对第1电极的与腔室11内相对的面相反一侧的面的中心供电高频电力。板状部件11a是与第1电极的与腔室11内相对的面相反一侧的面平行地设置的、接地的导电性的板状部件。电介质体连接第1电极和板状部件11a之间，为相对于第1电极的中心呈旋转对称的形状。其结果，能够在电极外周部的周向生成均匀性高的等离子体。
另外，在上述的各实施方式中，电介质体具有连接设置在第1电极的内部的空间(扩散室40、流路92)和与板状部件11a的外侧连接的配管64、93的贯通孔。其结果，能够将处理气体供给到喷淋头34，并能够通过制冷剂对基座部件38和喷淋头34进行温度调整。
另外，在上述的各实施方式中，电介质体可以为相同的形状和材料，具备各自具有贯通孔的多个部位(电介质体50)，多个部位的各自相对于第1电极的中心旋转对称地配置。其结果，能够在电极外周部的周向生成均匀性高的等离子体。
另外，根据第1实施方式的变形例，电介质体是环状部件(电介质体55)，环状部件的中心配置成与第1电极的中心一致。其结果，能够在电极外周部的周向生成均匀性高的等离子体。
另外，根据第1实施方式的变形例，环状部件具有多个贯通孔56，贯通孔56的各自相对于第1电极的中心旋转对称地设置。其结果，能够在电极外周部的周向生成均匀性高的等离子体。
另外，根据上述的各实施方式，贯通孔使向腔室11内供给的处理气体流通。其结果，能够将处理气体供给到喷淋头34。
另外，根据上述的各实施方式，贯通孔在电介质体设置多个，包含不使处理气体流通的伪贯通孔(虚拟贯通孔)。其结果，能够在电极外周部的周向生成均匀性高的等离子体。
另外，根据上述的各实施方式，贯通孔在电介质体设置多个，与使处理气体流通的贯通孔不同的贯通孔，使向设置在第1电极的内部的空间供给的制冷剂流通。其结果，能够通过制冷剂对基座部件38和喷淋头34进行温度调整。
另外，根据上述的各实施方式，多个贯通孔中包括不使处理气体和向设置在第1电极的内部的空间供给的制冷剂流通的伪贯通孔。其结果，能够在电极外周部的周向生成均匀性高的等离子体。
另外，根据上述的各实施方式，贯通孔使向设置在第1电极的内部的空间供给的制冷剂。其结果，能够通过制冷剂对基座部件38和喷淋头34进行温度调整。
另外，根据上述的各实施方式，贯通孔在电介质体设置有多个，包括不使向设置在第1电极的内部的空间供给的制冷剂流通的伪贯通孔。其结果，能够在电极外周部的周向生成均匀性高的等离子体。
另外，根据第3实施方式，等离子体处理装置3包括腔室11、第1电极(喷淋头34)、第2的电极(载置台16)、高频电源48a、供电棒44、板状部件11h和电介质体。第1电极与腔室11内相对。第2电极在腔室11内与第1电极相对设置。高频电源48a对第2电极供给高频电力。供电棒44对第1电极的与腔室11内相对的面相反一侧的面的中心供给直流电压。板状部件11h是与第1电极的与腔室11内相对的面相反一侧的面平行地设置的、接地的导电性的板状部件。电介质体连接第1电极和板状部件11h之间，呈相对于第1电极的中心形成旋转对称的形状。其结果，能够在电极外周部的周向生成均匀性高的等离子体。
另外，根据第3实施方式，第1电极与向第2电极供给的高频电力的频率接地。其结果，能够在电极外周部的周向生成均匀性高的等离子体。
另外，根据第3实施方式，等离子体处理装置3还具有对第1电极经由供电棒施加直流电压的直流电源151。其结果，能够在电极外周部的周向生成均匀性高的等离子体。
说明书公开的实施方式在所有的方面都是例示，而不应该认为是限制性的。上述的实施方式在不脱离附加的权利要求的范围及其主旨的情况下，能够以各种的方式省略、置换、变更。
此外，在上述的各实施方式中，使处理气体的扩散室为1个或者2个，但是，并不局限于此。例如可以设置3个、4个的扩散室，在各自设置供给处理气体的电介质体50。
另外，在上述的各实施方式中，使冷水制冷剂的流路为1个，但是，并不局限于此。例如，也可以设置2个以上的制冷剂的流路，在各自设置供给处理气体的电介质体50。
另外，在上述的各实施方式中，作为等离子体生成用的高频电力的供给路径中的效果进行了说明，但是，并不局限于此。例如，通过在偏置用的高频电力的供给路径中将电介质体呈旋转对称地配置，能够期待能够对晶片上引入均匀性高的离子。
另外，在上述的各实施方式中，电介质体50的贯通孔使处理气体或者冷水制冷剂流通或者为伪贯通孔，但是，并不局限于此。例如，也可以将电介质体50的贯通孔用作用于对基座部件38和顶板36的温度进行测量的光纤的通路、激光的光路。另外，在用于对基座部件38和顶板36进行温度调整而在基座部件38内埋入设置有加热器的情况下，可以作为与加热器相连的配线的通路使用。
另外，在上述的各实施方式中，由覆盖部件覆盖的空间在大气压下，但是，不限于此。例如，通过真空泵对由覆盖部件覆盖的空间进行减压，可以成为真空状态。由此，在使用露点温度更低的冷水制冷剂的情况下，能够抑制在由覆盖部件覆盖的空间中产生结露。

Claims (14)

1.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：
腔室；
与所述腔室内相对的第1电极；
对所述第1电极供给高频电力的高频电源；
对所述第1电极的与所述腔室内相对的面相反一侧的面的中心供给所述高频电力的供电棒；
与所述第1电极的与所述腔室内相对的面相反一侧的面平行地设置的、接地的导电性的板状部件；和
连接所述第1电极与所述板状部件之间，相对于所述第1电极的中心形成为旋转对称的形状的电介质体。
2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述电介质体具有连接设置于所述第1电极的内部的空间和与所述板状部件的外侧连接的配管的贯通孔。
3.如权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述电介质体为相同的形状和材料，具备分别具有所述贯通孔的多个部位，
所述多个部位的各自相对于所述第1电极的中心旋转对称地配置。
4.如权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述电介质体是环状部件，所述环状部件的中心配置成与所述第1电极的中心一致。
5.如权利要求4所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述环状部件具有多个所述贯通孔，所述贯通孔各自相对于所述第1电极的中心旋转对称地设置。
6.如权利要求2～5中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述贯通孔使向所述腔室内供给的处理气体流通。
7.如权利要求6所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述贯通孔在所述电介质体设置有多个，包含不使所述处理气体流通的伪贯通孔。
8.如权利要求6所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述贯通孔在所述电介质体设置有多个，与使所述处理气体流通的所述贯通孔不同的所述贯通孔，使向设置于所述第1电极的内部的空间供给的制冷剂流通。
9.如权利要求7所述的等离子体处理装置，其特征在于：
多个所述贯通孔包括不使所述处理气体和向设置于所述第1电极的内部的空间供给的制冷剂流通的伪贯通孔。
10.如权利要求2～5中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述贯通孔使向设置于所述第1电极的内部的空间供给的制冷剂。
11.如权利要求10所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述贯通孔在所述电介质体设置有多个，包括不使向设置于所述第1电极的内部的空间供给的制冷剂流通的伪贯通孔。
12.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：
腔室；
与所述腔室内相对的第1电极；
在所述腔室内与第1电极相对设置的第2电极
对所述第2电极供给高频电力的高频电源；
对所述第1电极的与所述腔室内相对的面相反一侧的面的中心供给直流电压的供电棒；
与所述第1电极的与所述腔室内相对的面相反一侧的面平行地设置的、接地的导电性的板状部件；和
连接所述第1电极和所述板状部件之间，相对于所述第1电极的中心形成为旋转对称的形状的电介质体。
13.如权利要求12所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述第1电极与向所述第2电极供给的所述高频电力的频率接地。
14.如权利要求12或13所述的等离子体处理装置，其特征在于：
还具有对所述第1电极经由所述供电棒施加所述直流电压的直流电源。
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