CN1885488A - 上部电极、等离子体处理装置和等离子体处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有温度控制性优异的冷却结构的上部电极。上部电极(11)具有：与基座(4)平行对向配置的电极板(13)；与该电极板(13)的中央上部连接配置，在内部形成有传热介质流路(15)的温度调节板(14)；和与电极板(13)的周边部连接配置，在内部具有传热介质流路(16)的温度调节块体(17)。温度调节板(14)通过与电极板(13)的中央上部连接配置，可在与电极板(13)之间进行热交换，将在传热介质流路(15)中流动的制冷剂的冷热供给电极板(13)而进行冷却。

Description

上部电极、等离子体处理装置和等离子体处理方法
技术领域
本发明涉及上部电极、等离子体处理装置和等离子体处理方法，详细地说，涉及在平板显示器(FPD)等的制造过程中，在等离子体处理玻璃基板等的被处理基板时使用的上部电极、具有该上部电极的等离子体处理装置和等离子体处理方法。
背景技术
在FPD的制造过程中，对作为被处理基板的大型玻璃基板进行干蚀刻等的等离子体处理。例如，在等离子体处理装置的腔室内配置一对平行平板电极(上部电极和下部电极)，在将玻璃基板载置在作为下部电极起作用的基座(基板载置台)上后，将处理气体导入腔室内，同时将高频电力施加在电极的至少一个上，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，对玻璃基板实施等离子体处理。
在等离子体处理装置中，由于上部电极直接暴露在等离子体中，在等离子体处理中，上部电极的温度变高。由此，提出在上部电极内形成有传热介质流路，使制冷剂在该传热介质流路内流通，冷却上部电极的等离子体处理装置(参照专利文献1)。
另外，提出主要以半导体晶片的处理为目的的装置，将上部电极内的传热介质流路做成弯曲结构，通过考虑制冷剂的流动方向，提高温度控制的精度，提高上部电极全体的温度均匀性的等离子体处理装置(参照专利文献2)。
[专利文献1]日本专利特开昭63-284820号公报(图1等)
[专利文献2]日本专利特开2004-342704号公报(图2等)
发明内容
如上所述，在现有等离子体处理装置中，努力通过冷却上部电极，使其温度均匀化，以提高处理精度。然而FPD用玻璃基板的情况，尺寸比半导体晶片大得多，特别是近年来，玻璃基板有大型化的倾向，必需处理例如长边长度超过2m的玻璃基板。由于这样，与玻璃基板相对应，上部电极也大型化，使其温度均匀化是困难的。例如，上部电极的中央部比周边部温度容易上升，该温度差成为辐射热的差，对玻璃基板上的蚀刻精度有影响，是引起蚀刻不均匀等的原因。
另外，通常在进行蚀刻处理的情况下，在基座上部形成的静电卡盘的表面上设置几处气体喷出孔，通过从这里以规定压力将热介质气体导入被处理基板的背面侧，达到使被处理基板的温度均匀化的目的。但是，与半导体晶片的情况不同，由于未必容易将FPD用大型玻璃基板的全体控制在均匀的温度，所以在玻璃基板的面内产生温度不匀，损害处理的均匀性。在这种情况下，与上述相反，通过使上部电极的温度具有部分差别，利用其辐射热，可以使玻璃基板的面内温度均匀化。
这样，在处理有大型化倾向的FPD用玻璃基板的等离子体处理装置中，为确保等离子体处理的精度，要求以比现有高的精度控制上部电极的温度。因此，本发明的课题提供一种具有温度控制性优异的温度调节结构的上部电极。
为解决上述问题，本发明的第一方面提供一种上部电极，其在等离子体处理装置的处理室内，用于与载置被处理基板的载置台对向配置，用于在与上述载置台之间产生处理气体的等离子体，其特征在于，具有：
形成有用于向上述载置台上的被处理基板喷出上述处理气体的多个喷出口的电极板；和
在内部具有使传热介质流通用的传热介质流路，配置在上述电极板的上部，调节上述电极板的温度的多个温度调节体。
在上述第一方面中，优选具有：
用于调节上述电极板周边部以外的区域的一部分或全部的温度的第一温度调节体；和
用于调节上述电极板的周边部区域的温度的第二温度调节体。
在这种情况下，优选对在上述第一温度调节体内部流通的传热介质的温度和在上述第二温度调节体内部流过的传热介质温度，进行独立控制。
本发明的第二方面提供一种上部电极，其在等离子体处理装置的处理室内，与载置被处理基板的载置台对向配置，用于在与上述载置台之间产生处理气体的等离子体，其特征在于，具有：
形成有用于向上述载置台上的被处理基板喷出上述处理气体的多个喷出口的电极板；和
在内部具有使传热介质流通用的传热介质流路，配置在上述电极板的上部，调节上述电极板的温度的温度调节板。
在上述第二方面中，优选在上述温度调节板上形成有用于使上述处理气体通过的多个开口。另外，优选在上述温度调节板的上部，形成有用于使上述处理气体扩散的处理气体扩散用空隙。在这种情况下，优选在上述处理气体扩散用空隙中，设置具有与上述温度调节板的开口错开位置配置的多个气体通流孔，促进上述处理气体扩散的气体扩散板。
另外，在第二方面中，优选具有多个上述温度调节板，可以对在各温度调节板内部流通的传热介质的温度进行独立控制。
本发明的第三方面提供一种上部电极，其在等离子体处理装置的处理室内，与载置被处理基板的载置台对向配置，用于在与上述载置台之间产生处理气体的等离子体，其特征在于，具有：
形成有用于向上述载置台上的被处理基板喷出上述处理气体的多个喷出口的电极板；
在内部具有使传热介质流通用的传热介质流路，调节上述电极板中央部的温度的温度调节板；和
在内部具有使传热介质流通用的传热介质流路，调节上述电极板周边部的温度的温度调节块体。
在第三方面中，优选在上述温度调节板上形成有使上述处理气体通过的多个开口。另外，上述温度调节块体，优选：以覆盖上述温度调节板的方式形成，具有在与上述温度调节板之间形成有使上述处理气体扩散用的处理气体扩散用空隙的凹部。在这种情况下，优选在上述处理气体扩散用空隙中设置具有多个气体通流孔、促进上述处理气体扩散的气体扩散板。另外，优选上述气体扩散板的气体通流孔与上述温度调节板的开口错开位置地配置。
在第三方面中，优选对在上述温度调节板内部流通的传热介质的温度和在上述温度调节块体内部流通的传热介质的温度，进行独立控制。
在第三方面中，可以具有多个上述温度调节板。在这种情况下，对在多个上述温度调节板内部流通的传热介质的温度进行独立控制。
本发明的第四方面提供一种等离子体处理装置，其特征在于：具有上述第一～第三方面中任一方面所述的上部电极。
本发明的第五方面提供一种等离子体处理方法，其特征在于：利用具有上述第一方面的、对在上述第一温度调节体内部流通的传热介质的温度和在上述第二温度调节体内部流通的传热介质的温度进行独立控制的上部电极的等离子体处理装置，一边对在上述第一温度调节体内部流通的传热介质的温度和在上述第二温度调节体内部流通的传热介质的温度进行独立控制，一边在被处理基板上进行等离子体处理。
本发明的第六方面提供一种等离子体处理方法，其特征在于：利用具有上述第二方面的、对在多个上述温度调节板内部流通的传热介质的温度进行独立控制的上部电极的等离子体处理装置，一边对在多个上述温度调节板内部流通的传热介质的温度进行独立控制，一边在被处理基板上进行等离子体处理。
本发明的第七方面提供一种等离子体处理方法，其特征在于：利用具有上述第三方面的、对在上述温度调节板内部流通的传热介质的温度和在上述温度调节块体内部流通的传热介质的温度进行独立控制的上部电极等离子体处理装置，一边对在上述温度调节板内部流通的传热介质的温度和在上述温度调节块体内部流通的传热介质的温度进行独立控制，一边在被处理基板上进行等离子体处理。
上述第五～第七方面中任一方面的等离子体处理方法优选对被处理体进行蚀刻处理。
本发明的第八方面提供一种控制程序，其特征在于：在计算机上运行、执行时，控制上述等离子体处理装置，进行上述第五～第七方面中任一方面的等离子体处理方法。
本发明的第九方面提供一种计算机存储介质，存储有在计算机上运行的控制程序，其特征在于：上述控制程序在执行时控制上述等离子体处理装置，进行上述第五～第七方面中任一方面的等离子体处理方法。
采用本发明，由于构成为具有：在内部具有使传热介质流通用的传热介质流路的、配置在电极板的上部的、调节电极板的温度的多个温度调节体，所以可以高精度地控制电极板的面内温度，另外，扩大温度控制的自由度。这样，如后述的实施例所示，被处理基板的面内温度控制性高，容易对蚀刻处理等处理不匀(处理的不均匀性)产生对策。
附图说明
图1为表示本发明一实施方式的等离子体蚀刻装置的概略结构的截面图
图2为温度调节板的平面图
图3为表示另一实施方式的等离子体蚀刻装置的概略结构的截面图
图4为表示实施例1的温度变化的推移的曲线图
图5为表示比较例1的温度变化的推移的曲线图
图6为表示实施例2的温度变化的推移的曲线图
图7为表示比较例2的温度变化的推移的曲线图
图8为表示实施例3的温度变化的推移的曲线图
图9为表示比较例3的温度变化的推移的曲线图
图10为用于说明温度调节板的配置例的图
图11为用于说明温度调节板的另一配置例的图
图12为用于说明温度调节板的又一配置例的图
符号说明
1等离子体蚀刻装置                   2腔室
3绝缘板                             4基座
5静电卡盘                           6电极
8介电性材料膜                       11上部电极
12绝缘部件                      13电极板
13a气体喷出孔                   14温度调节板
15传热介质流路                  16传热介质流路
17温度调节块体                  18气体扩散用空隙部
20连接部                        45排气装置
50过程控制器
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的优选实施方式。
图1为表示本发明的一实施方式的等离子体蚀刻装置的截面图。如图1所示，等离子体蚀刻装置1构成为在作成矩形的作为被处理体的FPD用玻璃基板等基板G上，进行蚀刻的电容耦合型平行平板等离子体蚀刻装置。这里，作为FPD可列举出液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、电致发光(Electro Luminescence：EL)显示器、荧光显示管(Vacuum Fluorescent Display：VFD)、等离子体显示板(PDP)等。另外，本发明的处理装置，不是仅限于等离子体蚀刻装置。
该等离子体蚀刻装置1具有由例如表面进行氧化铝膜处理(阳极氧化处理)的铝构成的成形为方筒形的腔室2。在该腔室2内的底部上设有由绝缘材料构成的角柱状的绝缘板3，在该绝缘板3上设有用于载置基板G的基座4。作为基板载置台的基座4具有基座基体材料4a和设在基座基体材料4a上的静电卡盘5。另外，腔室2和基座基体材料4a接地。
在基座基体材料4a的外周形成有绝缘膜7，另外，在静电卡盘5上面设置陶瓷喷镀膜等的介电性材料膜8。静电卡盘5通过将直流电压从直流电源26、经由供电线27，施加到在介电性材料膜8中埋设的电极6上，例如利用库仑力静电吸附基板G。
在上述绝缘板3和基座基体材料4a、上述静电卡盘5上形成有贯通它们的气体通路9。通过该气体通路9，将传热气体例如He气等供给作为被处理体的基板G的背面。
即，气体通路9中供给的传热气体，通过在基座基体材料4a和静电卡盘5的边界上形成的气体积存部9a，一旦在水平方向扩散后，通过在静电卡盘5内形成的气体供给孔9b，从静电卡盘5的表面向基板G的背面侧喷出。这样，基座4的冷热被传递到基板G上，基板G维持在规定的温度。
在基座基体材料4a的内部设有制冷剂室10。例如氟类液体等制冷剂，通过传热介质导入管10a，导入该制冷剂室10，而且通过经由传热介质排出管10b排出而进行循环，该冷热经由上述传热气体，对基板G进行传热。
在上述基座4的上方，与该基座4对向、设置上部电极11。该上部电极11与基座4一起，构成一对平行平板电极。
上部电极11通过绝缘部件12被支撑在腔室2的上部。上部电极11构成为具有：相对于基座4平行对向配置的电极板13；在该电极板13的中央上部连接配置，作为在内部形成有传热介质流路15的温度调节体的温度调节板14；和形成有凹部、用以覆盖温度调节板14，只与电极板13的周边部连接，作为在内部具有传热介质流路16的温度调节体的温度调节块体17。电极板13的上部，在与温度调节块体17之间，形成有气体扩散用空隙18。
电极板13做成平面看为矩形的板状(参照图10～图12)，由导电性金属材料构成。电极板13经由作为电极基体材料的温度调节块体17，与供给高频电力的供电线23电连接。匹配器24和高频电源25连接于该供电线23。从高频电源25，将例如13.56MHz的高频电力经由匹配器24，供给电极板13。
在电极板13上形成有多个气体喷出孔13a，向着与基座4之间的等离子体形成空间喷出处理气体。
作为温度调节机构起作用的温度调节板14，通过与电极板13的中央上部连接配置，在与电极板13之间进行热交换，将在传热介质流路15中流动的制冷剂的冷热供给电极板13进行冷却。制冷剂，从传热介质供给源30，经由阀29和传热介质导入管28，导入温度调节板14内的传热介质流路15，在传热介质流路15内流通后，经由传热介质排出管35和阀36排出，循环使用。该传热介质供给源30将制冷剂等传热介质分成多个系统(例如2个系统)，可以供给各个系统中，个别地进行温度控制。
在连接部20中，该温度调节板14利用例如螺钉等固定机构，与温度调节块体17连接固定。另外，经由该连接部20将制冷剂导入温度调节板体14的传热介质导入管28和排出制冷剂的传热介质排出管35连接。另外，温度调节板14利用螺钉等固定机构固定在电极板13上，可以被电极板13和温度调节块体17所夹持。
图2示出该温度调节板14的大致结构。传热介质流路15，以温度调节板14的内部成为蛇行的方式而形成，具有弯曲的流路结构。利用这种流路结构，通过在传热介质流路中流动的制冷剂可以高效率地冷却温度调节板14全体。在温度调节板14的传热介质流路15内流动的制冷剂的流动方向在图2中用箭头表示。在本实施方式的温度调节板14中，制冷剂从与传热介质导入管28连接的导入部15a导入传热介质流路15中。一旦向着温度调节板14的中央附近，卷绕地折返，在该中央附近流动，然后，在温度调节板14的周边部流动，从排出部15b向传热介质排出管35排出。利用这样的制冷剂流动，可以重点冷却温度最容易上升的电极板11的中央部附近。但温度调节板14内的传播介质流路15不仅限于1个系统，可以设置多个独立的传热介质流路。
另外，如图2所示，在温度调节板14上形成有多个贯通孔14a。这些贯通孔14a配置在与电极板13的气体喷出孔13a连通的位置上。这样，从气体扩散用空隙18，通过温度调节板14的贯通孔14a和电极板13的气体喷出孔13a，到达等离子体形成空间，成为连通状态。
这种温度调节板14由例如SUS或铝等热传导性好的金属材料制成，在内部具有弯曲的传热介质流路15，但通过利用例如扩散接合法形成，可以减薄其厚度，另外作为其原材料，可以组合使用不同种类金属。
作为这一种温度调节机构起作用的温度调节块体17，与温度调节板14同样，由SUS和铝等金属材料制成，兼有作为电极基体材料的作用。在该温度调节块体17的下面形成有凹部，利用该凹部围绕气体扩散用空隙18。另外，在该凹部的壁17a上设有传热介质流路16。由于传热介质流路16与传热介质导入管32和传热介质排出管37连接，制冷剂从被控制温度的传热介质供给源30，经由阀33和传热介质导入管32，导入传热介质流路16中，在传热介质流路16内流通后，经由传热介质排出管37和阀38排出、循环使用。温度调节块体17与电极板13周边部连接时，该制冷剂的冷热传递到电极板13的周边部，可重点地冷却电极板13的周边部。
在上部电极11的温度调节块体17中形成有气体导入用开口39，该气体导入用开口39与气体导入路径40连接，经由阀41、质量流量控制器42，与处理气体供给源43连接。从处理气体供给源43供给蚀刻用的处理气体。作为处理气体，可以使用例如SF6等卤素类气体、O2气、Ar气和He气等稀有气体等通常在该领域中使用的气体。
排气管44在二个地方与上述腔室2的底部连接。排气装置45与该排气管44连接。排气装置45具有涡轮分子泵等真空泵，由此可将腔室2内抽真空至规定的减压氛围。另外，在腔室2的侧壁上，设有基板搬入搬出口46，和开闭该基板搬入搬出口46的闸阀47，在打开该闸阀47的状态下，可将基板G在与邻接的负载锁定室(未图示)之间搬送。
等离子体蚀刻装置1的各构成部构成为与具有CPU的过程控制器50连接控制。由工序管理者管理等离子体蚀刻装置1而进行指令输入操作等的键盘或可视化显示等离子体蚀刻装置1的工作状况的显示器等构成的用户接口51与过程控制器50连接。
另外，存储在过程控制器50的控制下，用于实现由等离子体蚀刻装置1进行的各种处理的控制程序(软件)或记录处理条件数据等的方案的存储部52，与过程控制器50连接。
根据需要，按照从用户接口51发出的指示等，从存储部52中调出任意方案，通过在过程控制器50中实行，可在过程控制器50的控制下，在等离子体蚀刻装置1中进行所希望的处理。另外，上述控制程序或处理条件数据等的方案，可以利用存储在计算机可读取的存储介质例如CD-ROM、硬盘、软盘、闪存等中的状态，或者从其他装置通过例如专用线路随时传送，在线地利用。
其次，说明这样构成的等离子体蚀刻装置1的处理动作。
首先，在开放闸阀47后，将作为被处理体的基板G，从未图示的负载锁定室，经由基板搬入搬出口46，送入腔室2内，载置到基座4上形成的静电卡盘5上。在这种情况下，基板G的交接通过插入基座4的内部、从基座4可突出设置的升降销(未图示)进行。然后，关闭闸阀47，利用排气装置45，将腔室2内抽真空至规定真空度。
然后，打开阀41，利用质量流量控制器42调整从处理气体供给源43送出的处理气体流量，经由处理气体供给管40、气体导入用开口39，导入上部电极11的气体扩散用空隙18。处理气体从该气体扩散空隙18，经由温度调节板14的贯通孔14a和电极板13的气体喷出孔13a，均匀向基板G喷出，使腔室2内的压力维持在规定值。
在这种情况下，将高频电力从高频电源25，通过匹配器24，施加在上部电极11上，这样，在作为下部电极的基座4和上部电极11之间产生高频电场，处理气体分解、等离子体化，这样，在基板G上进行蚀刻处理。这时，通过气体供给孔9b，将He等传热气体供给基板G的背面侧，进行基板G的温度调节。另外，打开阀29和33，从被控制温度的传热介质供给源30，经由传热介质导入管28和32，分别将制冷剂导入温度调节板14内的传热介质流路15和温度调节块体17内的传热介质流路16，这样冷却上部电极11的电极板13。在本实施方式中，由于与电极板13的中央部对应，配置温度调节板14，与电极板13的周边部对应，配置温度调节块体17，以包围该温度调节板14，可以均匀地冷却大型的电极板13，不产成不匀。
另外，在温度调节板14和温度调节块体17中，由于独立地设定内部的制冷剂温度，可进行与等离子体蚀刻时产生的电极板13内的温度分布相对应的温度控制。即，使用可以供给多个系统的传热介质，且使用可在各个系统中进行温度控制的传热介质供给源30，通过独立设定供给在温度调节板14和温度调节块体17的制冷剂温度，可以个别地调整温度调节板14和温度调节块体17的冷却程度。例如，当等离子体蚀刻时，在电极板13的中央附近比周边部容易成为高温的情况下，通过设定低的温度调节板14内的传热介质流路15的制冷剂温度，可以加强电极板13中央部的冷却，可以使电极板13全体的温度均匀化。
另外，通过改变导入温度调节板14和温度调节块体17中的制冷剂流量可以达到同样的目的。另外，可以根据预先设想的电极板13的温度分布，设定温度调节板14内的传热介质流路15和温度调节块体17内的传热介质流路16的流路长度、流路的截面积、流路结构(弯曲的程度)等。
这样，在进行蚀刻处理后，停止从高频电源25施加高频电力，停止气体导入后，将腔室2内的压力减压至规定压力。另外，打开闸阀47，基板G通过基板搬入搬出口46，从腔室2内搬出至未图示的负载锁定室，结束基板G的蚀刻处理。这样，通过调节上部电极11的温度，并进行基板G的蚀刻处理，可以抑制由电极板13的辐射热不均匀引起的蚀刻不匀等，可以进行高精度的等离子体蚀刻处理。
图3为表示第二实施方式的等离子体蚀刻装置100的大致结构的截面图。在该等离子体蚀刻装置100中，在上部电极11的气体扩散用空隙部18中配置扩散气体用的扩散板60。气体扩散板60在温度调节板14和电极板13的上部，与它们大致平行配置。在气体扩散板60上形成有多个气体通过孔60a，而且该气体通过孔60a配置成与温度调节板14的贯通孔14a和电极板13的气体喷出孔13a错开位置。即，气体通过孔60a，贯通孔14a和气体喷出孔13a不是在垂直方向成直线配置。
通过这样配置扩散板60，由于更加促进气体扩散用空隙部18中的气体扩散，气体可均等地分配在温度调节板14的贯通孔14a和电极板13的气体喷出孔13a中，可以生成均匀的等离子体。图3的等离子体蚀刻装置100的其他结构与图1的等离子体蚀刻装置1相同，因此相同的结构用相同的符号表示省略说明。
其次，说明确认本发明的效果的试验结果。
使用与图1所示的等离子体蚀刻装置1结构相同的等离子体蚀刻装置，在下述条件下进行等离子体蚀刻处理，研究作为被处理体的玻璃基板G的温度和上部电极11的温度变化。使用的温度调节板14的尺寸为540mm×630mm，电极板13的尺寸为1654mm×2014mm。作为导入温度调节板14中的制冷剂，使用50℃的Galden(ガルデン)。
另外，为了比较，除了不配置温度调节板14这点以外，使用结构与图1所示的等离子体蚀刻装置1相同的等离子体蚀刻装置，同样研究温度变化。
<处理条件>
上下部电极间间隙：90mm
腔室内压力：46.7Pa(350mTorr)
高频输出：15kW
处理气体(SF6/O2/He比)＝1000/3600/1500mL/min(Sccm)
温度(上部电极/基座/腔室壁)＝50℃/40℃/50℃
高频输出时间＝130秒
<实验方法>
在气体导入步骤(30秒)后，在上述处理条件下，进行高频输出步骤(130秒)，设定间隔(60秒)，以这个为1个循环，重复30个循环，利用荧光温度传感器测定这期间的温度变化。测定点取玻璃基板的中央部和角部(离基板端大约25mm的部位)和上部电极的中央部和角部(上述玻璃基板角部的测定点的正上方部位)4个点。
在图4、图6和图8中，表示配置温度调节板14的情况(实施例1～3)的结果，图5、图7和图9表示不配置温度调节板14的情况(比较例1～3)的结果。另外，在表1中表示各实施例和比较例的玻璃基板和电极板13的初期温度和最大温度。
表1
            初期温度(℃)                  最大温度(℃)
 玻璃基板中央部 玻璃基板角部 电极板中央部 电极板角部 玻璃基板中央部 玻璃基板角部 电极板中央部 电极板角部
实施例1(图4) 50.2 50.3 53.1 53.7 89.5 79.0 70.2 73.7
比较例1(图5) 50.5 50.6 49.8 53.2 103.8 88.2 99.2 78.4
实施例2(图6) 47.5 46.9 52.7 53.8 83.8 81.2 68.4 71.6
比较例2(图7) 47.1 47.4 51.7 52.7 95.2 75.7 97.3 72.7
实施例3(图8)     47.3   46.2   53.1   53.9     75.1   73.2   69.3   73.4
比较例3(图9) 47.0 46.7 51.3 54.4 79.2 74.4 96.0 76.0
在实施例1(图4)和比较例1(图5)中，施加在静电卡盘上的电压为3kV，不进行传热气体供给的冷却。
在实施例2(图6)和比较例2(图7)中，施加在静电卡盘上的电压为3kV，传热气体的背压为160Pa(1.2Torr)。
在实施例3(图8)和比较例3(图9)中，施加在静电卡盘上的电压为3.5kV，传热气体(He气)的背压为333.3Pa(2.5Torr)。
在比较例1(图5)和实施例1(图4)的比较中，比较例1的基板面内温度差为15.6℃，在实施例1中为10.5℃，在只利用静电卡盘侧吸附，不进行传热气体的冷却的情况下，通过利用温度调节板14进行上部电极11的冷却，可将基板中央部的最大温度抑制得较低，而且可确实抑制基板面内的温度差。
在比较例2(图7)和实施例2(图6)的比较中，比较例2中的基板面内的温度差为约19.5℃，在实施例2中为2.6℃，通过在上部电极11上配置温度调节板14，进行冷却，而且合并使用静电卡盘侧的传热气体冷却，可将基板中央部的最大温度抑制得较低，而且可以确实抑制玻璃基面内的温度差。
另外，在比较例3(图9)和实施例3(图8)的比较中，比较例3中的基板面内的温度差为4.8℃，在实施例3中为1.9℃，在施加静电卡盘上的电压为3.5kV，传热气体(He气)的背压为333.3Pa(2.5Torr)，增强静电卡盘侧的传热气体的冷却的情况下，利用温度调节板14进行上部电极11的冷却，可以将基板中央部的最大温度抑制得较低，更可以使基板面内的温度均匀化。
再从实施例1～3(图4、图6和图8)的比较中，通过合并使用由温度调节板14进行的上部电极11冷却和静电卡盘侧的传热气体冷却，可以消除至实用上不产生蚀刻不匀等问题水平，得到基板面内的温度。
在上部电极11中，温度调节板不限于图1和图2所示的形式，可具有各种变形，可以配置在电极板13上。现参照图10～图12说明温度调节板配置布局。另外，图10～图12为从上面看的配置有温度调节板的电极板13的平面图，图中省略气体喷出孔13a。另外，由于图10～图12所示的温度调节板的结构和功能与图2所述温度调节板14相同，省略其详细说明。
例如，如图10所示，可以只在与电极板13的中央部对应的区域上配置温度调节板70。另外，如图11所示，也可以并列地配置二块温度调节板71a、71b。在这种情况下，可使不同流量、不同温度或不同种类的制冷剂独立地在温度调节板71a、71b内的传热介质流路72a、72b中流通，也可以在相同的流量下，使相同制冷剂流通。另外，不限于二块，配置三块以上的温度调节板也可以。
另外，如图12所示，将温度调节板73偏置在电极板13的一部分上也可以。本实施方式，根据某些理由，在电极板13的一部分上成为局部高温的情况下，和在对应基座4侧的温度偏差(基板G的面内温度分布)进行上部电极11的温度控制的情况等下是有效的。
本发明不限于上述的实施方式。例如，在本发明的处理装置中，以将高频电力施加在上部电极上的PE(等离子体蚀刻)型的电容耦合型平行平板等离子体蚀刻装置为例进行说明，但不限于蚀刻装置，在灰化等其他等离子体处理装置中也适用，在将高频电力供给下部电极的形式中也可以，也不限于电容耦合型，感应耦合型装置也可以。
另外，在上述实施方式中，说明了使用温度调节板14和温度调节块体17，冷却等离子体蚀刻装置1的上部电极11的电极板13的方式，但在使用传热介质，加热电极板13的情况下，也可以使用温度调节板14和温度调节块体17。在加热电极板13的情况下，也与冷却的情况同样，可以进行高精度的温度控制。

Claims (23)

1.一种上部电极，其在等离子体处理装置的处理室内，与载置被处理基板的载置台对向配置，用于在与所述载置台之间产生处理气体的等离子体，其特征在于，具有：
形成有用于向所述载置台上的被处理基板喷出所述处理气体的多个喷出口的电极板；和
在内部具有使传热介质流通用的传热介质流路，配置在所述电极板的上部，调节所述电极板的温度的多个温度调节体。
2.如权利要求1所述的上部电极，其特征在于，具有：
用于调节所述电极板周边部以外的区域的一部分或全部的温度的第一温度调节体；和
用于调节所述电极板的周边部区域的温度的第二温度调节体。
3.如权利要求2所述的上部电极，其特征在于：
对在所述第一温度调节体内部流通的传热介质的温度、和在所述第二温度调节体内部流通的传热介质的温度进行独立控制。
4.一种上部电极，其在等离子体处理装置的处理室内，与载置被处理基板的载置台对向配置，用于在与所述载置台之间产生处理气体的等离子体，其特征在于，具有：
形成有用于向所述载置台上的被处理基板喷出所述处理气体的多个喷出口的电极板；和
在内部具有使传热介质流通用的传热介质流路，配置在所述电极板的上部，调节所述电极板的温度的温度调节板。
5.如权利要求4所述的上部电极，其特征在于：
在所述温度调节板上形成有使所述处理气体通过用的多个开口。
6.如权利要求5所述的上部电极，其特征在于：
在所述温度调节板的上部，形成有使所述处理气体扩散用的处理气体扩散用空隙。
7.如权利要求6所述的上部电极，其特征在于：
在所述处理气体扩散用空隙中，设置具有与所述温度调节板的开口错开位置配置的多个气体通流孔，促进所述处理气体的扩散的气体扩散板。
8.如权利要求4～7中任一项所述的上部电极，其特征在于：
具有多个所述温度调节板，对在各温度调节板内部流通的传热介质的温度进行独立控制。
9.一种上部电极，其在等离子体处理装置的处理室内，与载置被处理基板的载置台对向配置，用于在与所述载置台之间产生处理气体的等离子体，其特征在于，具有：
形成有用于向所述载置台上的被处理基板喷出所述处理气体的多个喷出口的电极板；
在内部具有使传热介质流通用的传热介质流路，调节所述电极板中央部的温度的温度调节板；和
在内部具有使传热介质流通用的传热介质流路，调节所述电极板周边部的温度的温度调节块体。
10.如权利要求9所述的上部电极，其特征在于：
在所述温度调节板上形成有使所述处理气体通过用的多个开口。
11.如权利要求9或10所述的上部电极，其特征在于：
所述温度调节块体以覆盖所述温度调节板的方式形成，具有在与所述温度调节板之间形成有使所述处理气体扩散用的处理气体扩散用空隙的凹部。
12.如权利要求11所述的上部电极，其特征在于：
在所述处理气体扩散用空隙中设置具有多个气体通流孔，促进所述处理气体扩散的扩散板。
13.如权利要求12所述的上部电极，其特征在于：
所述气体扩散板的气体通流孔和所述温度调节板的开口错开位置进行配置。
14.如权利要求9～13中任一项所述的上部电极，其特征在于：
对在所述温度调节板内部流通的传热介质的温度和在所述温度调节块体内部流通的传热介质的温度进行独立控制。
15.如权利要求9～13中任一项所述的上部电极，其特征在于：
具有多块所述温度调节板。
16.如权利要求15所述的上部电极，其特征在于：
构成为对在多个所述温度调节板内部流通的传热介质的温度进行独立控制。
17.一种等离子体处理装置，其特征在于：
具有如权利要求1～16中任一项所述的上部电极。
18.一种等离子体处理方法，其特征在于：
使用具有如权利要求3所述的上部电极的等离子体处理装置，一边对在所述第一温度调节体内部流通的传热介质的温度和在所述第二温度调节体内部流通的传热介质的温度进行独立控制，一边在被处理基板上进行等离子体处理。
19.一种等离子体处理方法，其特征在于：
使用具有如权利要求8所述的上部电极的等离子体处理装置，一边对在多个所述温度调节板内部流通的传热介质的温度进行独立控制，一边在被处理基板上进行等离子体处理。
20.一种等离子体处理方法，其特征在于：
使用具有如权利要求14所述的上部电极的等离子体处理装置，一边对在所述温度调节板内部流通的传热介质的温度和在所述温度调节块体内部流通的传热介质的温度进行独立控制，一边在被处理基板上进行等离子体处理。
21.如权利要求18～20中任一项所述的等离子体处理方法，其特征在于：对被处理体进行蚀刻处理。
22.一种控制程序，其特征在于：
在计算机上运行、执行时，控制所述等离子体处理装置，进行如权利要求18～21中任一项所述的等离子体处理方法。
23.一种计算机存储介质，存储有在计算机上运行的控制程序，其特征在于：
所述控制程序在执行时控制所述等离子体处理装置，进行如权利要求18～21中任一项所述的等离子体处理方法。
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