201230890 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種可任意控制處理室内 電漿處理裝置及電漿控制方法。 / 【先前技術】 以半導體元件或液晶顯示裴置(1^]〇)為首之 FPD(Flat Panel Display)的製造步驟中，已知有對玻璃基 板為首之各種基板施予電漿處理之電漿處理裝置。電漿 處理裝置依f槳產生方法的不同，有電轉合型電梁處 理裝置與感應柄合型電聚處理裝置之大的區別。 電容搞合型電躁處理裂置（以下稱為「ccp處理裝 置」）的典型例已知有例如於處理室（腔室）内設置2片電 極板，並使2片電極中的其中一電極板連接於高頻電 源’而使另-電極板連接於接地電位者。上述ccp處 理褒置例如係從高頻電源來對其中一電極板施加高頻 電功率’來使電場產生於電極板相互之間，藉以使電子 產生於電極板相互間的處理空間内，並藉由高頻電源產 ，的電場來加速所生成之電子，使該電子與處理氣體的 ，體粒子職產生電雜合賴，岐㈣生成之電渡 來對基板施予電漿處理。 處理裝置巾’由於腔室周邊部的㈣會擴散導 至其检度降低，因而便有腔室中心部的電漿密度高於周 I。!5的電裝密度之傾向。於是，腔室内的電㈣度便會 201230890 均勻，結果導致無法對基板施予均勻的電漿處理 (柯題。 於疋’便提出有—種例如於處理室⑽電極板設置 工陰極構bP ’來藉以謀求處理室内電浆分佈的均勾 :便賴對基板辭均勻㈣漿處理之·處理裝 置（，酌例如專利文獻：日本特開勘3.716號公報）。
然而’即使是於處理室内設置有巾空陰極構造部之 理裝置’由於所生成之電漿密度或分佈範圍係大 至/、疋於巾空陰極構造部的形狀(例如溝槽或孔洞的大 J =寸及床度），因而便有無法積極地控制腔室内的電 聚密度而只能隨趨勢發展之問題。 【發明内容】 本發明之課題係提供一種可任意控制處理室内電 漿分佈以使處理室内的電製密度均勻化來對基板施予 均勻的電聚處理之職處理裝置及電漿控制方法。 為達成上述課題，申請專利範圍第i項之電漿處理 裝置具有：可真空排氣的處理室，係對基板施予特定電 漿處理，基板載置台，係於該處理室内載置該基板；對 向電，，係與該基板载置台隔著處理空間而呈對向設 置，尚頻電源，係對該基板载置台及該對向電極的一侧 施加高頻電功率來使電漿產生於該處理空間内；及内壁 構成組件，係對向於該處理空間；其中該内壁構成組件 係設置有與該處理空間周邊部呈對向之中空陰極構造 5 201230890 部，設有該中空陰極構造部之内壁構成組件係連接於鞘 層電壓調整用電源。 申請專利範圍第2項之電漿處理裝置係基於申請 專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中該鞘層電壓調整 用電源係直流電源。 申請專利範圍第3項之電漿處理裝置係基於申請 專利範圍第2項之電漿處理裝置，其中該内壁構成組件 係由導電體及半導體其中之一所構成。 申請專利範圍第4項之電漿處理裝置係基於申請 專利範圍第2或3項之電漿處理裝置，其中該直流電源 係對該内壁構成組件施加-50V至-1500V的直流電壓， 且絕對值較該内壁構成組件的自偏壓要大之直流電壓。 申請專利範圍第5項之電漿處理裝置係基於申請 專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中該鞘層電壓調整 用電源係施加27MHz以下的高頻電功率之高頻電源。 申請專利範圍第6項之電漿處理裝置係基於申請 專利範圍第5項之電漿處理裝置，其中該内壁構成組件 係由導電體、半導體、被覆有介電體之導電體及被覆有 介電體之半導體其中之一所構成。 申請專利範圍第7項之電漿處理裝置係基於申請 專利範圍第5或6項之電漿處理裝置，其中該高頻電源 係對該内壁構成組件施加OkW至5kW的高頻電功率。 申請專利範圍第8項之電漿處理裝置係基於申請 專利範圍第1至7項中任一項之電漿處理裝置，其中該 201230890 中空陰極構造部係由截面呈凹狀且為圓環狀之溝槽所 構成’而與該基板载置台為同軸狀地設置。 申請專利範圍第9項之電漿處理裝置係基於申請 f利範圍第8項之電漿處理裝置，其中該中空陰極構月造 邛係由複數該溝槽所構成，而分別為同心圓狀且與該^ 板載置台為同袖狀地設置。 Ο Ο 申請專利範圍第10項之電漿處理裝置係基於申請 專利範H第8或9項之電漿處理裝置，其中該中空陰極 構造部之凹狀截面的寬度為2mm至20mm。 甘 2請專利範圍第11項之電漿處理裝置係基於申請 專利範圍第8至1G項中任—項之電祕縣置，其中 該_空陰極構造部之凹狀截面的深度為2随至 2〇mm，深寬比為〇5至1〇。 申凊專利範圍第12項之電襞處理裝置係基於申請 士利範圍第8至11項中任一項之電漿處理裝置，其中 Λ::陰極構造部係形成為對向於該處理空間周邊部 =罪近外側者，則凹狀截面的寬度便愈寬或7及深度 專利利範圍第13項之電漿處理裝置係基於申請 至12項#任—項之德處理裝置，其中 w中j極構造部之凹狀戴面底部的角部係呈l形。 專利14項之電祕理裝置係基於申請 該内壁檨心η 中項之電漿處理裝置，其中 /内壁構成組件係上部電極板。 7 201230890 為解決上述課題’申請專利範圍第15項之電漿控 制方法係能夠控制電聚處理裝置中之處理空間内的電 聚刀佈，$電漿處理裝置係將基板配置在可對該基板施 予特定電聚處理之可真空排氣之處理室的處理空間 内二而於該處理空’藉由電容柄合來產生電聚，並使 用遠電絲對該基板施讀定處理，其特徵在於： 對向於該處理空間周邊部之内壁構成組件係設置有中 構造部’而將鞘層電壓調㈣電壓施加在設有該 極構造部之内壁構成組件，來控制對應於該中空 陰極構造部之處理空間内的電漿密度。 專利範f第16項之㈣控财法係基於申請 ij: 項之電毁控制方法’其中該勒層電歷調 整用電壓為直流電壓。 曰电n 申請專利範圍第17項之㈣控制方法似 制方法，其中該直“壓係 要大之直流電壓 0 = : ' 專利圍第：項之議制方法係基於申請 專利軏圍第15項之電漿控制方法，其 整用電壓為27MHz以下的高頻電功率。H °。 申請專利範圍第19項之電漿㈣ 專利範圍第18項之電毁控制方法，其中該! 為OkW至5kW。 /内頻電功率 依據本發明’便可任4控缝理室内_分佈以使 201230890 ^室⑽難密度均勻化，來對基板施予均勻的電衆 【實施方式】 詳細51針對本發明第1實施形態，參_式來加以 概政Ξ1係顯示本發明第1實施形態之電漿處理裝置的 〇 略結構之截面圖。該電漿處理裝置係對例如半導體晶 理（乂下稱為「晶圓」）施予触刻或成膜等特定的電衆處 /圖1中，電漿處理裝置10係具有能夠收納基板（以 下稱為「晶圓」）W之處理室（腔室）11，腔室u内係配 置有用以载置晶圓W之圓柱狀晶座12。腔室U的内壁 與晶座12的侧面形成了側邊排氣流路13。侧邊排氣流 路U中途則配置有排氣板14。 〇 排氣板14係具有多個貫穿孔之板狀組件，而具有 將腔室11内部分隔為上部與下部之分隔板功能。被排 氣板14所區隔之腔室u内部的上部空間15會如後所 述地產生有電漿。又，腔室U内部的下部空間（以下， 稱為「排氣室（分歧管）」）16係連接有用以將腔室11内 的氣體排出之排氣管17。排氣板14會捕集或反射產生 於上部空間15之電漿而防止溢漏至分歧管16。 排氣管 17 係連接有 TMP(Turbo Molecular Pump)及 DP〇Dry Pump)(皆省略圖示），該等幫浦可將腔室11内 9 201230890 真空抽氣以減壓至特定壓力。此外，腔室u内的壓 係受到APC閥（省略圖示）的控制。 腔室11内的晶座12係透過第丨匹配器19而電 接有第1高頻電源18，第1高頻電源18係對晶座u 施加較低頻率(例如2MHz)的偏壓用高頻電功率。藉 此，晶座12便具有下部電極功能。第i匹配器會 少來自晶座12之高頻電功率的反射，以使高頻電功率 之對晶座12的施加效率成為最大。 ' 電 成 晶座12上部係配置有内部具有靜電電極板22之靜 夾具23。靜電夾具23具有段差，係由例如陶瓷所構 靜電電極板22係電連接有直流電源24，對靜電電 極板22施加正的直流電壓時，晶圓w之靜電夾具幻 側一面（以下稱為「内面」）會產生負電位而在靜電電極 板22及晶圓W内面之間產生電場，藉由該電場所產生 之庫倫力或強生-拉貝克力（Johnson-Rahbek)來將晶圓 W吸附保持於靜電夾具23。 又，聚焦環25係圍繞靜電夾具23所吸附保持之晶 圓W般地載置於靜電夾具23之段差中的水平部。聚焦 環25係由例如矽(Si)或碳化矽(Sic)所構成。 晶座12内部係設置有例如延伸於圓周方向之環狀 冷媒流道26。冷媒流道26係自冷卻單元(省略圖示）透 過冷媒用配管27而循環供應有低溫的冷媒(例如冷卻水 或GALDEN(註冊商標)）。藉由冷媒所冷卻之晶座12係 201230890 透過靜電央具(ESC)23來冷卻晶圓W及聚焦環25。 靜電央具2 3之吸附保持有晶圓W的部分(以下稱 ，「吸附面J )係開設有複數傳熱氣體供應孔28。傳熱 氣體供應孔2 8係透過傳熱氣體供應管2 9而連接於傳熱 氣體供應部(省略圖示），傳熱氣體供應部會將作為傳熱 氣體之He(氦）氣透過傳熱氣體供應孔28供應至吸附面 及晶圓W内面的間隙。被供應至吸附面及晶圓％内面 Ο ❹ 的間隙之He氣體便會將晶圓w的熱量有效地 電夾具23。 ’ 腔室11的頂部係配置有隔著上部空間15的處理空 間S而與晶座12呈制之作為對向電極的上部電極^ 30a 〇 上部電極板3〇a係由導電體(例如Si或金屬）所 成，而透過匹配器電連接於第2高頻電源2〇 南頻電源2 0係對上部電極板3 〇 a施加較高頻(例如 60刪_產生用高頻電功率。第2匹配器2ι係盘 第1匹配益19同樣地，會減少來自 二 率的反射，以使高頻電功率之#日应^之冋頻電功 為最大。 軍力羊之對曰曰座12的施加效率成 腔室11係連結有對該腔室u的上部 處理氣體之處理氣體供應機構(省略圖 應機構係透過氣體導入管(省略圖 = =空間15，來將處理氣體供應至腔室u的1:空 201230890 此電1處理裝置10中，為了積極地控制中空陰極 放電以便能夠任意地控制處理空間S内之電漿分佈， 便在對向於處理空間S的腔室u之作為内壁構成組件 的上。卩電極板3〇a的處理空間§侧一面（以下稱為「下 面」）設置了中空陰極構造部。中空陰極構造部係由截 面呈凹狀且為圓環狀之溝槽3la〜31c所構成。截面呈凹 狀且為圓環狀之溝槽31a〜31C係分別同心圓狀地設置在 對向於上部電極板30a之處理空間s周邊部之位置處， 且與晶座12的中心軸為例如同軸狀地設置。 上部電極板30a雖未圖示’係透過具有減少RF流 出功月b之濾、波器而電連接於直流電源37，直流電源37 會對上部電極板3〇a施加作為鞘層電壓調整用電壓之例 如負的直流電壓(DC電壓）。此外，由於上部電極板3〇a 的自偏壓(Vdc)為例如-100V〜-300V左右，故係施加絕 對值大於上述範圍之直流電壓。 上述結構之基板處理裝置1〇係從處理氣體導入管 (省略圖示)將處理氣體導入至腔室11的上部空間15 内，被導入之處理氣體會藉由從第2高頻電源2〇透過 匹配器21施加在上部電極板3〇a之電聚產生用高頻電 功率而被激發成為電漿。電漿中的陽離子會因第j高頻 電源18施加在晶座12之偏壓用高頻電源而朝向晶圓w 被吸引過去，而對晶圓W施予例如電漿蝕刻處理。 基板處理裝置10之各構成組件的動作係藉由基板 處理裝置10所具備之控制部（省略圖示）的CPU，依照 12 201230890 對應於電漿蝕刻處理之程式來加以控制。 依褲本實施形態，由於對應於處理空間s周邊部< 上部電極板30a的下面係設置有作為中空陰極構造部支 截面呈凹狀且為圓環狀之溝槽31a〜31c，因此會因中变 陰極效果使得處理空間S周邊部的電漿密度變高，而與 處理空間S中央部的電漿密度為相同程度。於是，處硬 空間S内的電漿密度便會均勻化，而可對晶圓w施予 ❹ 均勻的電漿處理。 又，依據本實施形態，藉由選擇設置有截面呈凹狀 且為圓環狀的溝槽31a〜31c的腔室11之内壁構成組件 及其地點，且調整施加在設置有截面呈凹狀且為圓環狀 的溝槽31 a〜31c之該内壁構成组件的DC電壓，便可你 意地控制對向於截面呈凹狀且為圓環狀之溝槽31a〜3 的處理空間S中之電漿密度，進而控制處理空間s整趲 的電漿密度。 ❹ 本實施形態中，中空陰極構造部係指戴面呈凹狀足 為圓環狀之溝槽、孔洞（以下稱為「溝槽」）或其組合， 而設置於上部電極板30a的下面者。 電漿處理裝置10中，由於係存在有對向於處理窆 間S内電漿(省略圖示）之導電體(例如Si)所構成的上部 電極板30a，而造成電漿的電位與上部電極板3〇a的電 位不同，因此上部電極板3〇a與電漿之間便會產生有鞘 f。鞘層會使得陽離子朝向上部電極板3〇a加速，且使 得電子朝向其相反方向（即處理空間s)加速。此處，於 13 201230890 上部電極板30a之中空陰極構造部（以下稱為「中空陰 極」）31，鞘層Sh會沿著該中空陰極31表面產生（圖 2(A))。由於鞘層sh會使得陽離子或電子朝其厚度方向 加速，因此電子便會集中在中空陰極31内導致電子密 上升結果便會在中空陰極31内產生密度高的電漿 (DC 乂若改變施加在上部電極板30a之直流電壓 變，而作Γ功率，财空陰極的偏壓電位(VdG)便會改 之鞘層電壤與偏壓電位(wc)的差所求得 厚度便會層電壓改變時’稍層沾的 區域會改變择:；陰極31内電裝p可能存在的 區域便會改變1果導二陰極31内的電聚密度或存在 之部分的電Ϊ密;^4理空間S中對應於中空陰極 制處中於是’便可利用此來控 比例地變^了 ’ 2 Sh的厚度雖會大致與鞘層電壓成 31内）中變勒層Sh的厚度在有限空間（中空陰極 得無法存在;中:，：電漿P便會被鞘層Sh推出，而變 厚度調整為中二^極31内。於是’較佳係將勒層Sh 使得中空極31寬度的1/2 W此外，藉由 寬度變窄，則凹狀截_深度變淺或使得其開口 果。 貝！可減少中空陰極造成的電漿密度增大效 圖2係用以說明本發明控制原理之圖式 14 201230890 圖2(A)中’由於勒’層处的厚度較薄，因此電漿j> 便有可能會產生於中空陰極31内之較廣區域内，再 者，所產生之電漿ρ不會因鞘層Sh而自中空陰極31 内被推出。 電壓’則㈣電壓便會上升，使得中空陰極31内的 層Sh厚度變厚，則電漿p便會因稍層sh而
3!被推出，而騎Sh内之度或存在區域^ 圖2(A)的情況要小。 s较 又^ 2(C)中，若對上部電極板3如施加更 的DC電壓，由於沿著中空陰極3 Sh的厚度會變厚，使得中 ^成之顆層 -，因此中空陰極31;==:充滿_ ^ m J叮！電漿P便會因鞘層 被推出。亦即，會無法產生電漿Ρ。於Β 提昇處理空間S中對向於中空降 會無法 痒-Λ-β 丨有極31部分的電漿褎 Ο 度。亦即，騎施加之Dc電壓 电萊在 利用中空陰極放電來提古雷It力率同於必要值’則 如C 密度之效果便會減小。 ’圖1之電毁處理裂置1〇係藉由 在上部電極板3〇a^DC電壓，來調 枉包加 的偏壓電位陶，以_錢㈣'；^31a〜3lc (VPP)的差（即為鞘層電壓），藉此來控制鞘層j槳電位 ，便可局部地控制對向於生 空間s内的«密度，進而控1a =之處理 密度。 二間S整體的電漿 15 201230890 圖3係顯示圖1之電漿處理裝置中鞘層電壓與鞘層 厚度的關係之說明圖，圖3(A)係顯示電漿的離子濃度 (Ne)為leu/cm3情況之圖式，圖3(B)係顯示電漿的離子 濃度(Ne)為2e1G/cm3情況之圖式。 圖3(A)中’當電漿的電子濃度為ieii/cm3之情況， 隨著鞘層電壓增加為500V、1000V及1500V，各電子 溫度(Te=leV〜3eV)之鞘層厚度會逐漸上升。 又，圖3(B)中，當電漿的電子濃度為2eii/cm3之情 況，隨著勒層電壓增加為200V、400V、600V及800V， 各電子溫度(Te=leV〜3eV)之鞘層厚度會逐漸上升。 由圖3亦可知藉由調整鞘層電壓，則鞘層厚度會改 變，藉此可控制電漿密度。 本實施形態中’施加在上部電極3〇a之直流電壓係 例如-50V至-1500V ’且絕對值大於該上部電極3〇&所 產生之自偏壓(Vdc)之電壓。其係因為若施加在上部電 極30a之直流電壓的絕對值為該上部電極3〇a所產生之 自偏壓(Vdc)以下，便會有無法發揮施加直流電壓來使 得電流流通之效果之虞的緣故。若施加在上部電極3〇a 之直流電壓大於該上部電極30&所產生之自偏壓 (Vdc)，則可改變中空陰極孔洞中的鞘層寬度，從而可 6周中空陰極放電，而提高電聚分佈的均勻控制性。 又’若施加在上部電極3〇a之直流電壓小於_5〇乂 的絕對值，則施加直流電壓之效果便容易變得不充分， 另一方面，若大於_15〇〇V之絕對值，則會有所需褒置 16 201230890 的結構變得複雜且價格變高之虞，而缺乏實用性。在未 對上部電極30a施加電漿產生用RF電源的情況，由於 自偏壓(Vdc)較小’因此便施加-50V至-1500V的直流電 壓來作為鞘層電壓調整用電壓。 此外，施加在上部電極30a之直流電壓的最佳範圍 會因中空陰極的寬度或深度等而改變，在對上部電極施 加電漿產生用高頻電功率(RF)之情況與對下部電極施 Ο 加電漿產生用高頻電功率(RF)之情況亦會改變，甚至亦 會因腔室内壓力或處理氣體種類而改變。於是，便配合 各種條件來決定最佳施加電壓。 本實施形態中，中空陰極31a〜31〇的截面形狀不限 於矩形，截面形狀可為U字狀、三角形狀、其他形狀或 其組合，只要是能夠形成有會產生中空陰極放電的凹部 之形狀即可。中空陰極的截面形狀、凹狀截面的寬度及 深度有多種樣態’可將該等任意組合。 a ❹ 又，本實施形態中，圓環狀中空陰極31a〜31c之戴 面开>狀在圖1中寬度方向的尺寸（以下稱為「寬度」）為 例如2mm至20mm，較佳為5mm至2〇mm。若中空陰 極的寬度小於2mm，由於中空陰極的凹部會立刻充滿 鞘層而將電漿被推出，因此會難以提升處理空間s内的 電漿密度。另一方面，若中空陰極的寬度大於2〇mm， 則會難以確保產生中空陰極放電之凹部的數量，並會難 以充分地發現利用中空陰極來提升電漿密度之效果。 本實施形態中，中空陰極31a〜31c在圖i之深度方 17 201230890 f的尺寸（以下稱為「深度」）為例如2mm至20mm，深 比為0.5 10左右。當殊度小於2mm時，會無法獲得 充分的中空陰極效果，另一方面當大於2〇111111時，則會 有電極成本大幅增加之虞。又，若深寬比小於〇 5，則 效果會減少，而若大於1〇時，則會有電極的加工費用 增加之虞。 本實施形態中，較佳地係使中空陰極31a〜31c之凹 狀截面溝槽底部的角部為圓角形。藉此，關層Sh而 加速之陽離子便會垂直且均等地衝撞至中空陰極
Ma〜31C的内壁面，從而可藉由濺鍍效果來防止沉積物 的/儿積。對上部電極板3〇a施加Dc電壓之電漿處理裝 置中，所施加之DC電壓雖會通過處理空間s等而 流至地面，但當沉積物沉積在其經過路徑上的各構成組 =時，便會無法施加DC電壓。於是，為了不讓沉積物 沉積在上部電極板3〇a的中空陰極31a〜31c内，較佳地 係使中空陰極31a〜31ci凹狀截面溝槽底部的角部為 角形。 本實施形態中’中空陰極31a〜31c並非一定要設置 於上部電極板30a，可依各腔室内構成組件的形狀，而 在腔至内構成組件相互的抵接部處形成有類似中空陰 冬开/狀之凹部。為了自由地控制電漿密度，便必須從鞘 層電壓調整用直流電源來對形成為類似中空陰極形狀 之導電性的腔室内構成組件施加特定的DC電功率。此 外，腔室内構成組件亦可使用半導體所構成的腔室内構 18 201230890 成組件。 本實施形態中，電漿處理裝置雖係使用上下部為2 種頻率之電漿處理裝置’但本發明不限於此，而亦可適 用於下部為2種頻率之電漿處理裝置或其他裝置。 接下來§兄明第1實施形態之變形例。 圖4係顯示本發明第1實施形態之電漿處理裝置變 形例的概略結構之截面圖。 圖4中，該電漿處理裝置40與圖1之電漿處理裝 置10的相異點為取代對上部電極板3 〇a施加DC電壓 之DC電源37,而係透過匹配器35連接有高頻電源36。 南頻電源36係對上部電極板3〇a施加較低(例如 27MHz以下）且OkW至5kW的高頻電功率（rf)。如此 地，藉由施加較低之高頻電功率，便可調整其功率來調 整中空陰極31a〜31c的偏壓電位(Vdc)，藉此便可控制 以電衆電位(Vpp)與偏壓電位(Vdc)的差所定義之勒層 電壓、鞘層厚度，進而可控制對向於中空陰極之處理空 間S的電漿岔度。若所施加之高頻電功率超過27MHz， 由於只能形成有薄的鞠層，因而會難以控制電漿密度。 本實施形態中，施加在上部電極板3〇a之高頻電功 率雖係連續地施加，但亦可脈衝式地施加。藉由脈衝式 地施加，則可間斷地改變中空陰極電極内之電漿強度， 結果便可控制自由基的解離。 使用南頻電源36作為鞘層電壓調整用電源之圖4 的電漿處理裝置40中，上部電極板3〇a係使用例如導 201230890 電體或以介電體來被覆導電體之電極板。亦即，上部電 極板的結構組件係使用以例如对酸銘、γ2〇3塗:佈材、 Si、SiC來覆蓋例如鋁的塊狀材之組件。亦可取代導電 體而使用半導體。 此外，本變形例之腔室内構成組件只要是高頻電功 率施加部分具有導電性者，則非為導電體亦可。 接下來說明本發明第2實施形態之電漿處理裝置。 圖5係顯示本發明第2實施形態之電漿處理裝置的 概略結構之截面圖。圖5中，該電漿處理裝置50與圖 1之電漿處理裝置10的相異點為取代具有相同深度的 中空陰極31a〜31c之上部電極板30a，而係設置上部電 極板30b ’該上部電極板30b係具有愈接近周邊部所設 置之中空陰極則其深度愈深的中空陰極31d〜31f。 依據本實施形態，藉由於對應於處理空間S周邊部 之上部電極板30b處，於周邊部設置有中空陰極 31d〜31f ’便能與第1實施形態同樣地增加處理空間s 内之周邊部處的電漿密度，藉此可使處理空間S内的電 漿密度均勻化，來對晶圓W施予均勻的電漿處理。 又，依據本實施形態，藉由使得愈接近周邊部所設 置之中空陰極則其深度愈深，便可提高愈接近上部電2 板30b的周邊部（換言之，愈接近處理空間s的周邊邛） 之利用中空陰極所產生之電漿密度，藉此可使處理空° S内的電漿密度更加均勻化。 本實施形態中，雖係使中空陰極愈接近周邊部則其 20 201230890 深度愈深，但使得中空陰極愈接近周邊部則寬度愈寬或 增加溝槽的密度亦可獲得隨的效果。又，將條^ 予以組合亦為有效的。 、 接下來說明本發明第2實施形態之變形例。 圖6係顯示本發明第2實施形態之電漿處理裝置變 形例的概略結構之截面圖。 圖6中，該電漿處理裝置60與圖5之電漿處理裝 ❹ 置50的相異點為取代對上部電極板30b施加DC電壓 之DC電源37,而係透過匹配器35連接有高頻電源36。 高頻電源36係對上部電極板30b施加較低(例如 27MHz以下）且0kw至5kw的高頻電功率(RF)。如此 地，藉由施加較低之高頻電功率，便可調整其功率來調 整中空陰極31d〜31f之偏壓電位(Vdc)，藉此可控制以 電漿電位(VPP)與偏壓電位(Vdc)的差所定義之鞘層電 壓、勒層厚度’進而可控制對向於中空陰極Μd〜31 f之 p 處理空間S的電漿密度。 又’與第2實施形態同樣地’可愈接近處理空間s 的周邊部而提高電漿密度，藉此可使處理空間S内的電 漿密度更加均勻化，來對晶圓w施予均勻的電漿處理。 本實施形態中，雖係使中空陰極愈接近周邊部則其 深度愈深，但使得中空陰極愈接近周邊部則寬度愈寬亦 可獲得同樣的效果。 接下來說明本發明第3實施形態之電漿處理裝置。 圖7係顯示本發明第3實施形態之電漿處理裝置主 21 201230890 要部分的概略結構之截面圖。 圖7中，該電漿處理裝置70係於腔室11之圖1中 左右兩侧的側壁面分別設置有導電體(例如Si)所構成的 内壁構成組件71a及71b，該内壁構成組件713及7lb 係於圖1之上下部分別設置有中空陰極72 ° 具有中空陰極72之内壁構成組件71a及71b係分 別電連接於相對應之DC電源37a及37b ° 依據本實施形態，可提高腔室11之處理空間S周 邊部上下的電漿密度，進而使處理空間S整體的電漿密 度均勻化。 亦即，當腔室11之處理空間S内產生了電衆’便 會在對向於處理空間S之導電體表面形成有鞘層。此不 限於上部電極板30表面，在腔室11的内侧壁所設置之 内壁構成組件71a及71b表面亦是相同的。於是’藉由 於内壁構成組件71a及71b分別設置有中空陰極72’並 從DC電源37a及37b施加DC電壓來調整其功率，便 可與上述各實施形態同樣地獲得利用中空陰極72來提 升電漿密度之效果，從而可提高腔室11之處理空間S 周邊部上下的電漿密度，進而使處理空間S整體的電漿 密度均勻化。 本實施形態中，中空陰極72雖係分別於圖1之内 壁構成組件71a及71b設置為上下各1個，但亦可分別 設置為複數個。又，本實施形態中，内壁構成組件71a 及71b雖已針對與晶座12之基板載置面呈垂直的情況 22 201230890 加以說明，但不限於此，内壁構成組件71&及71b亦可 為形成有相對於晶座12之基板載置面的延長線以特定 角度呈交叉地傾斜之傾斜側壁面。 接下來說明’本發明第4實施形態之電漿處理裝 置。 圖8係顯示本發明第4實施形態之電漿處理裝置主 要部分的概略結構之截面圖。 圖8中’該電漿處理裝置80與圖7之第3實施形 態之電漿處理裝置70的相異點為内壁構成組件8U及 81b之中空陰極82係愈接近上端部及下端部則深度愈 深。 又〜 藉由本實施形態，亦與第3實施形態同樣地，可提 高腔室11之處理空間S周邊部上下的電漿密度，進而 使處理空間S整體的電漿密度均勻化。 又，依據本實施形態，藉由使得中空陰極的深 度愈接近内壁構成組件81a及81b上下之周邊部所設置 之中空陰極則其深度愈深，則愈接近處理空間S上下的 周邊部，便可提高利用中空陰極所產生之電漿密度，藉 此可使處理空間S内的電漿密度更加均勻化。 上述實施形態中，施有電漿處理之基板不限於半導 體元件用晶圓’而亦可為包含LCD(Liquid Crystal Display)之 FPD(Flat Panel Display)等所使用之各種 基板’或遮罩、CD基板、印刷基板等。 23 201230890 【圖式簡單說明】 圖1係顯示本發明第1實施形態之電漿處理裝置的 概略結構之截面圖。 圖2係用以說明本發明之電漿控制原理之圖式。 圖3係顯示本發明第1實施形態中鞘層電壓與鞘層 厚度的關係之圖式，圖3(A)係顯示電漿的離子漢/度(Ne) 為leu/cm3之情況，圖3(B)係顯示電漿的離子濃度(Ne) 為2e1G/cm3之情況之圖式。 圖4係顯示本發明第1實施形態之電漿處理裝置變 形例的概略結構之截面圖。 圖5係顯示本發明第2實施形態之電漿處理裝置的 概略結構之截面圖。 圖6係顯示本發明第2實施形態之電聚處理裝置變 形例的概略結構之截面圖。 圖7係顯示本發明第3實施形態之電漿處理裝置主 要部分的概略結構之截面圖。 圖8係顯示本發明第4實施形態之電漿處理裝置主 要部分的概略結構之截面圖。 【主要元件符號說明】 P 電漿 S 處理空間 Sh 鞘層 W 基板（晶圓） 24 201230890 10、40、50、60、70、80 電漿處理裝置 11 腔室（處理室） 12 晶座(基板載置台） 13 側邊排氣流路 14 排氣板 15 上部空間 16 排氣室（分歧管）
17 排氣管 18 第1高頻電源 19 第1匹配器 20 第2高頻電源 21 匹配器 22 靜電電極板 23 靜電夾具 24 直流電源 25 聚焦環
26 冷媒流道 27 冷媒用配管 28 傳熱氣體供應孔 29 傳熱氣體供應管 30、30a、30b 上部電極 31 中空陰極構造部（中空陰極） 31a〜31f中空陰極 35 匹配器 25 201230890 36 南頻電源 37 直流電源 37a、37b DC 電源 71a、71b、81a、81b内壁構成組件 72、82 中空陰極 26