TWI518774B - Plasma processing device - Google Patents

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TWI518774B
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Description

電漿處理裝置
本發明是有關在內部藉由電漿來實施的電漿處理之電漿處理裝置。更詳細是有關具有用以控制被消費於電漿的生成之高頻的電場強度分布的電極構造之電漿處理裝置。
藉由電漿的作用在被處理體上實施蝕刻或成膜等的微細加工的裝置，有電容耦合型(平行平板型)電漿處理裝置、感應耦合型電漿處理裝置、微波電漿處理裝置等被實用化。其中，平行平板型電漿處理裝置是在對向的上部電極及下部電極的至少其中之一施加高頻電力，藉由其電場能量來激發氣體而產生電漿，藉由所被產生的放電電漿來微細加工被處理體。
近年來隨著更微細化的要求，供給具有較高頻率的電力，產生高密度電漿是不可欠缺的。如圖9所示，一旦從高頻電源915供給的電力的頻率變高，則高頻的電流會藉由集膚效應(Skin Effect)來傳播於下部電極910的表面，從端部往中央部來傳播於下部電極910的上部表面。若根據此，則下部電極910的中心側的電場強度會比下部電極910的端部側的電場強度高，在下部電極910的中心側是氣體的電離或解離要比端部側還被促進。此結果，下部電極910的中心側的電漿的電子密度是比端部側的電漿的電子密度高。由於在電漿的電子密度高的下部電極910的中心側是電漿的電阻率會變低，因此在對向的上部電極905也會高頻的電流集中於上部電極905的中心側，而使得電漿密度的不均一更高。
針對於此，為了提高電漿的均一性，提案在電極本體的下部中心埋設平坦的電介體(例如參照專利文獻1)。若根據此，則可藉由圖2(c)所示的電介體920a的作用，可在電介體920a的下方使電場強度分布E/Emax降低。
而且，為了更提高電漿的均一性，如圖2(b)所示也有將電介體920形成傾斜狀的方法被提案。藉此，在電介體920的端部是電容成分比中心部大，所以比圖2(c)設置平坦的電介體時，在電介體920的端部，電場強度分布E/Emax不會過度降低。此結果，可更提高電場強度分布E/Emax的均一性。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]特開2004-363552號公報
但，在基材埋入傾斜狀的電介體920時，電介體920與基材的接合是使用接著劑或螺絲。此時，基材905是由鋁等的金屬所形成，電介體920是由陶瓷等所形成，因此會產生線熱膨脹差。若考量此點，則有必要在構件間設置適當的間隙。
可是，一旦電介體920為傾斜狀，則會因機械加工上的精度，在傾斜部分的尺寸精度會變差。此結果，會產生熱膨脹差所造成的應力集中。加上因接合界面的尺寸公差的不均或電介體的厚度的不同所產生熱傳導差也會發生應力集中。接合界面的接著劑會藉此應力集中而剝離。如此一來，剝離後的接著劑會從間隙出來而使得腔室內產生污染。
有鑑於上述問題，本發明是以提供一種可控制被消費於電漿生成的高頻的電場強度分布之電漿處理裝置為目的。
為了解決上述課題，若根據本發明的某觀點，則可提供一種電漿處理裝置，係具備：處理容器，其係於內部電漿處理被處理體；對向電極及施加電極，其係於前述處理容器的內部彼此對向，且在其間形成處理空間；及高頻電源，其係被連接至前述施加電極，對前述處理容器內輸出高頻電力，前述對向電極及前述施加電極的至少其中任一個係具備：基材，其係由金屬所形成；及電介體，其係於內部埋設金屬的板電極之狀態下被嵌入前述基材。
若根據此，則可想像流動於金屬的板電極的金屬表面的電流量是與流動於基材的金屬表面的電流量大致相同。此結果，由電漿可見基材與板電極為一體。藉此，位於與板電極的電漿側相反側的電介體的部分是等於不存在。亦即，由電漿來看，電介體之中位於板電極的背面側的部分是藉由板電極所遮斷。因此，板電極被控制於接地電位時，在電介體205的端部側是電容成分比中心側大。此結果，在電介體的端部，電場強度分布E/Emax不會過度降低，可取得均一的電場強度分布。藉此，可取得與圖2(b)所示使電介體形成傾斜狀時類似的效果。
前述板電極可於前述電介體的內部彼此取間隔來層疊複數片。
前述複數片的板電極可被圖案化。
前述複數片的板電極可具有對於前述電介體的中心呈同心圓狀大小不同的開口。
前述複數片的板電極的開口可形成越位於電漿生成空間側的板電極越大。
可更具備驅動機構，其係具有驅動部，藉由驅動該驅動部來控制與前述複數片的板電極的各個的物理性連接或電性連接。
前述驅動機構可藉由驅動作為前述驅動部的環電極來控制前述複數片的板電極的各個與前述環電極的物理性連接或電性連接。
前述驅動機構可藉由不使前述驅動部旋轉地使昇降，或一邊使前述驅動部旋轉一邊使昇降，或不使昇降地使旋轉，來控制與前述複數片的板電極的各個的物理性連接或電性連接。
前述複數片的板電極可由同一金屬所形成。
前述板電極的薄板電阻率可為2Ω/□以下。
前述電介體的電漿生成空間側的面的至少一部分可從前述基材露出。
前述電介體的電漿生成空間側的面可藉由熱噴塗所覆蓋。
埋入有前述板電極的電極可為上部電極，在前述上部電極中貫通複數的氣體導入管。
在前述上部電極的電介體上方可設有與前述複數的氣體導入管連通，擴散氣體的氣體擴散部。
埋入有前述板電極的電極可為下部電極，在設於前述下部電極的靜電吸盤機構之金屬電極的下方，於前述下部電極的電介體中埋設有前述板電極。
為了解決上述課題，若根據本發明的別的觀點，則可提供一種電漿處理裝置用的電極，係藉由被施加的高頻電力，從氣體生成電漿，利用所被生成的電漿來電漿處理被處理體，前述電極為彼此對向且在其間形成電漿處理空間之對向電極及施加電極的其中至少任一個，具備：基材，其係由金屬所形成；及電介體，其係於內部埋設金屬的板電極之狀態下被嵌入前述基材。
如以上說明那樣，若根據本發明，則可在電漿處理裝置中控制被消費於電漿生成之高頻的電場強度分布。
以下，一邊參照附圖，一邊詳細說明有關本發明的各實施形態。另外，在以下的說明及附圖中，有關具有同一構成及機能的構成要素是附上同一符號，藉此省略重複說明。
(電漿處理裝置的全體構成)
首先，一邊參照圖1一邊說明有關本發明之一實施形態的電漿處理裝置的全體構成。在圖1中顯示將本發明之一實施形態的電極使用於上部電極之RIE電漿蝕刻裝置(平行平板型電漿處理裝置)。RIE電漿蝕刻裝置10是對被處理體實施所望的電漿處理的電漿處理裝置之一例。
RIE電漿蝕刻裝置10是具有可減壓的處理容器100。處理容器100是由小徑的上部腔室100a及大徑的下部腔室100b所形成。處理容器100是例如由鋁等的金屬所形成，且被接地。
在處理容器的內部對向配設有上部電極105及下部電極110，藉此構成一對的平行平板電極。晶圓W是由閘閥V來搬入至處理容器100的內部，載置於下部電極110。在上部電極105及下部電極110間的電漿生成空間，導入處理氣體而藉由高頻電力的功率來生成電漿。晶圓W是藉由該電漿來蝕刻處理。
上部電極105是具有：上部基材105a、及在上部基材105a正上方與上部基材105a一起形成淋浴頭的氣體擴散部(導電體的基板)105b。在上部基材105a中有複數的氣體導入管貫通。氣體是從氣體供給源116供給，在氣體擴散部105b擴散後，從形成於氣體擴散部105b的複數個氣體通路，通過上部基材105a的氣體導入管而通到複數個氣孔105c，導入至處理容器內。
在上部電極105設有開口於上部的環狀溝部105d，在溝部105d設有環電極105e。環電極105e是被配置於大氣側，可藉由配置於大氣空間的馬達105f的動力來昇降。含環電極105e的驅動機構是藉由被適當配置之未圖示的絕緣構件來與其他的構件絕緣。另外，有關上部電極105的構造會在往後詳述。
下部電極110是由鋁等的金屬所形成的下部基材110a會隔著絕緣層110b來被支撐台110c所支撐。藉此，下部電極110是形成電性浮起的狀態。支撐台110c的下方部分是被罩115所包覆。在支撐台110c的下部外周設有擋板120，控制氣體的流動。
在下部電極110設有冷媒室110a1，從冷媒導入管110a2的入口側導入的冷媒會循環於冷媒室110a1，從冷媒導入管110a2的出口側排出。藉此，將下部電極110控制於所望的溫度。
下部電極110正上方的靜電吸盤機構125是在絕緣構件125a中埋入有金屬薄板構件125b。在金屬薄板構件125b連接直流電源135，從直流電源135輸出的直流電壓會被施加於金屬薄板構件125b，藉此晶圓W會被靜電吸附於下部電極110。在靜電吸盤機構125的外周設有例如以矽所形成的聚焦環130，達成維持電漿的均一性之任務。
下部電極110是經由第1給電棒140來連接至第1整合器145及第1高頻電源150。處理容器內的氣體是藉由從第1高頻電源150輸出的高頻的電場能量來激發，利用藉此生成之放電型的電漿來對晶圓W實施蝕刻處理。
下部電極110且經由從第1給電棒140分岐的第2給電棒155來連接至第2整合器160及第2高頻電源165。從第2高頻電源165輸出之例如3.2MHz的高頻是作為偏壓電壓來使用於往下部電極110之離子的引入。
在處理容器100的底面設有排氣口170，藉由驅動連接至排氣口170的排氣裝置175，可將處理容器100的內部保持於所望的真空狀態。
在上部腔室100a的周圍配置有多極環磁石180a、180b。多極環磁石180a、180b是複數的異方性段柱狀磁石被安裝於環狀的磁性體的外殼，以鄰接的複數的異方性段柱狀磁石彼此間的磁極的方向形成彼此逆向的方式配置。藉此，磁力線會被形成於鄰接的扇形磁石(Segment Magnet)間，只在上部電極105與下部電極110之間的處理空間的周邊部形成有磁場，作用成可將電漿關在處理空間裡。
另外，在以上說明的本實施形態的電漿處理裝置中，施加電極為下部電極110，對向電極為上部電極105，但高頻電力是可施加於上部電極105或施加於下部電極110，施加電極可為上部電極105，對向電極可為下部電極110。
(電極構造)
以下，一邊參照圖2(a)一邊詳細說明本實施形態的電極構造。上部電極105是如前述般，具有上部基材105a及氣體擴散板105b。上部基材105a是由板狀的金屬所形成的基材之一例。
上部基材105a的溝部105d是被挖成環狀。在上部基材105a的中央部，溝部105d的內側嵌入有圓柱狀的平坦電介體205。電介體205之電漿被生成的一側的面是自上述基材105a露出。電介體205是由石英、陶瓷等的介電物質所形成。
在電介體205的內部埋設有3片的金屬的板電極210a、210b、210c。板電極210a、210b、210c是在電介體205的內部彼此取間隔層疊。在此是板電極的層疊數為3片，但並非限於此，亦可為1片，2片或4片。
板電極210a、210b、210c是被圖案化。亦即，3片的板電極210a、210b、210c是具有對於電介體205的中心呈同心圓狀大小不同的開口。各板電極的開口是形成越位於電漿生成空間側的板電極越大。藉此，可在電介體205的中央部對板電極210a、210b、210c附上階差。
板電極210a、210b、210c只要是金屬即可，使用哪種的素材皆可。例如，可使用碳、鋁、鎢等於板電極。板電極210a、210b、210c皆是由同一金屬所形成。板電極210a、210b、210c是在其外緣部具有具厚度的連接器C，構成可容易與後述的環電極105e電性耦合。將板電極埋入至電介體的製造方法之一例，例如可考量在石英的電介體205中分別夾入碳的板電極210a、210b、210c，且予以壓接的方法。
(驅動機構)
設於溝部105d的環電極105e是藉由圖1所示的馬達105f的動力來昇降。藉此，環電極105e與各板電極210a、210b、210c的電性連接狀態會被控制。另外，環電極105e及馬達105f是驅動機構的一例，其中環電極105e是驅動部的一例。驅動部的其他例可舉棒狀的電極。
藉由環電極105e的昇降來控制各板電極210a、210b、210c的連接器C與環電極105e的距離，藉此各板電極210a、210b、210c的電位會被控制。例如，當環電極105e下降至上部的板電極210a的附近時，環電極105e會接近板電極210a的連接器C，板電極210a與環電極105e會被電性連接。在本實施形態中，環電極105e雖未圖示，但實際被保持於接地電位。因此，在本實施形態中，所謂被電性連接是意指板電極210a接近接地電位，高頻電流流動於板電極210a的表皮之狀態。
亦即，當從環電極105e到板電極210a的連接器C為止的間隔形成比高頻電力的集膚深度小時，板電極210a與環電極105e會被電性連接。所謂集膚深度(skin depth)是表示實質上高頻的電流通過導電體的表面部分之表皮的厚度。因此，像本實施形態那樣，若從環電極105e到板電極的距離比集膚深度小，則高頻的電流會流動於板電極210a的表面。另一方面，若從環電極105e到板電極的距離超過集膚深度，則高頻的電流無法流動於板電極的表面。此結果，板電極是形成比接地電位高某程度的浮動電位。如此來控制板電極的電位。
另外，集膚深度是由其次的式子所定義。
δ=(2/ωσμ)1/2
在此，ω=2πf(f：頻率)，σ：導電率，μ：透磁率然後，一旦環電極105e下降至中央的板電極210b的附近，環電極105e接近板電極210b的連接器C，則板電極210a及板電極210b與環電極105e會被電性連接。因此，在此狀態下，板電極210a及板電極210b會被控制於接地電位。
然後，一旦環電極105e下降至下部的板電極210c的附近，環電極105e接近板電極210c的連接器C，則板電極210c與環電極105e會被電性連接。因此，在此狀態下，全部的板電極210a、板電極210b及板電極210c會被控制於接地電位。
如此一來，為了控制各板電極的電位，從連接器C的端部到環電極105e的距離P1是形成比從板電極之中上部的板電極210a到電介體205的上面的距離P2還充分地小。藉此，迴避板電極210a與電介體205上的上部基材105a的金屬被電性連接，可將各板電極210a、210b、210c精度佳地控制於接地電位及浮動電位。
亦即，本實施形態是藉由將距離P2形成比距離P1還要充分地長，使產生於板電極210a與上部基材105a之間(距離P2部分)的阻抗Z2比產生於環電極105e與各連接器C之間(距離P1部分)的阻抗Z1還要充分地大。在此狀態下，藉由控制環電極105e與各連接器C之間的距離P1來將各電極210a、210b、210c控制於接地電位或浮動電位。
又，本實施形態是藉由將板電極的連接器C的部分形成比板的部分還要厚，使耦合容易。若在環電極105e與各連接器C之間的電介體使用介電常數高的物質，則更容易耦合，可提高各板電極的電位控制的精度。
(板電極與電場強度分布的關係)
其次，說明有關板電極的上述電位控制與電場強度分布的關係。如圖2(c)所示，在上部電極905的中心埋設平坦的電介體920時，在電極中央的電場強度分布E/Emax會降低。因為在高頻的電流流動於上部電極905的金屬表面時，藉由對應於設在上部電極905的中心部的電介體920的容積之電容成分及上部電極905的下面附近的鞘層之電容成分來產生分壓，在電介體905的下部，於高頻的電場強度產生分散。
為了改善電場強度分布，如圖2(b)所示，若將電介體920形成傾斜狀，則從上部電極900的端部往中央，電場強度分布E/Emax的均一性會被提高。因為在電介體920的端部是電容成分比中心部大，所以比起設置平坦的電介體920時，在電介體920的端部，電場強度分布E/Emax不會過度降低，可取得均一的電場強度分布。
然而，一旦電介體920為傾斜狀，則依照機械加工上的精度，在傾斜部分的尺寸精度會變差。此結果，會產生熱膨脹差所造成的應力集中，接合界面的接著劑會剝離，而成為腔室內的污染的原因。
於是，在本實施形態中，將板電極埋入至電介體205內，藉此來提高電場強度分布E/Emax的均一性。以下，根據圖3的模擬結果來詳述有關板電極的配置及其作用和效果。
模擬條件是將從電介體205的中央到各板電極210a、210b、210c的距離(各板電極210a、210b、210c的開口的半徑)r分別設成40mm、80mm、120mm。另外、電介體205的半徑是150mm、由石英所形成。
電介體205的厚度a是4、10、16mm設為可變。當電介體205的厚度a為4mm時，鄰接的板電極的中心間的距離b(及從電介體上面到上部板電極210a的中心的距離b)是1mm，從電介體下面到下部板電極210c的中心的距離c是1mm。板電極的厚度是設定成0.8mm，所以板電極間的距離成為0.2mm。
當電介體205的厚度a為10mm時，鄰接的板電極的中心間的距離b(及從電介體上面到上部板電極210a的中心的距離b)是3mm，從電介體下面到下部板電極210c的中心的距離c是1mm。此情況亦板電極的厚度為0.8mm，所以板電極間的距離成為2.2mm。
當電介體205的厚度a為16mm時，鄰接的板電極的中心間的距離b(及從電介體上面到上部板電極210a的中心的距離b)是5mm，從電介體下面到下部板電極210c的中心的距離c是1mm，板電極間的距離是4.2mm。
各板電極210a、210b、210c的薄板電阻率需要形成2Ω/□以下的低電阻。藉由使各板電極的外緣部與內緣部大致形成等電位，可使流動於板電極的金屬表面的電流量與流動於上部基材105a的金屬表面的電流量大致形成同。此結果，若由電漿側來看，則上部基材105a與各板電極是可見一體。藉此，位於與各板電極的電漿側相反側的電介體205的部分是等於不存在。亦即，由電漿來看，電介體205之中位於各板電極的背面側的部分是藉由各板電極所遮斷。
因此，改變各板電極210a、210b、210c的開口徑，以可從電漿側來看見板部分的階差之方式配置各板電極，藉此當全部的板電極210a、210b、210c被控制於接地電位時，在電介體205的端部側是比中心側更具3階段的階差來變化電容成分。此結果，如圖3的圖表的GND 4(0.2)(亦即，全部的板電極的電位為接地，電介體的厚度為4mm，電極間距離為0.2時)、GND 10(2.2)、GND 16(4.2)所示般，比起圖2(c)之設置平坦的電介體920時，在電介體的端部，電場強度分布E/Emax不會過度降低，可取得均一的電場強度分布。藉此，根據本實施形態，可取得與圖2(b)所示使電介體形成傾斜狀時類似的效果。
並且，由圖表的結果可知，在全部的板電極為大致接地電位時的圖表的GND 4(0.2)、GND 10(2.2)、GND 16(4.2)是電介體205的厚度越大，使電場強度分布E/Emax降低的效果越大。
並且，可知在全部的板電極為浮動電位時的圖表的GND 4(0.2)、GND 10(2.2)、GND 16(4.2)是比全部的板電極為接地電位時，使電場強度分布E/Emax降低的效果小。
但，可知全部的板電極為接地電位或浮動電位的任一時，皆是比未被埋設板電極的電介體時(all Qz)，具有使電場強度分布E/Emax降低的效果。
若根據本實施形態，則當高頻的電流流動於上部電極側的上部基材105a的金屬表面時，藉由對應於嵌入上部基材105a的電介體205的電容，在高頻的能量產生分散。因此，在電介體表面相較於基材表面，可使高頻的電場強度分布降低。除此以外，若根據本發明的電極，則在前述電介體內埋設有板電極。當高頻的電流是以流動於導電性罩的金屬表面且在電介體內也流動於板電極的表皮之方式被電位控制時，位於與各板電極的電漿側相反側的電介體的部分是等於不存在。藉此，可使高頻的電場強度分布均一化。
又，若根據本實施形態，則即使上部電極105因電漿而被削去時，板電極210a、210b、210c也不會從電介體205露出，所以可防止板電極的損傷。並且，藉由在電介體內埋設板電極210a、210b、210c，可實現對複數片的板電極附上階差的構造。
板電極210a、210b、210c亦可為一片，但若像本實施形態那樣配置複數片，則在製程條件改變而電場強度分布改變時也可對應。亦即，按照製程條件來作動驅動機構而使各板電極的電位轉換成接地電位或浮動電位。例如，當上部電極105的中央的電場強度非常高時，耦合3個的板電極，使3個的板電極210a、210b、210c的電位形成接地電位。另一方面，當中央的電場強度不那麼高時，僅最上部的板電極210a耦合。如此一來，藉由控制各板電極的電位狀態，可以板電極彼此間的重疊量來使靜電容量成為可變，因此即使製程條件變化，還是可對應於此來使高頻的電場強度分布均一化。
(具體的驅動方法)
其次，一邊參照圖4一邊概念性地說明有關環電極105e與板電極210a、210b、210c的連接方式的同時，根據圖5，6來針對環電極105e的具體驅動方法說明幾個例。
環電極105e與板電極210a、210b、210c的連接方式，可為接觸方式或非接觸方式。例如，像前述那樣圖4(a)的電容器連接方式以外，有圖4(b)的接觸連接方式。圖4(b)的接觸連接方式是不像圖4(a)那樣在板電極210a、210b、210c的端部需要連接器C，依照環電極105e的昇降狀態，各板電極的端部Q與環電極105e直接接觸或非接觸，藉此控制與各板電極的物理性連接。藉此，控制各板電極的電位狀態。
環電極105e的具體驅動方法，可舉(1)不使環電極105e旋轉地使昇降時、(2)一邊使環電極105e旋轉一邊使昇降時、(3)不使環電極105e昇降地使旋轉時。任一情況皆可使用於圖4(a)的電容器連接方式及圖4(b)的接觸連接方式。
例如，在圖4所示之(1)的昇降控制是設置3等配以上的直動引導機構作為環電極105e，藉由對直動引導機構傳達動力來使直動引導機構昇降。動力發生源是除了附直動變換的馬達(例如伺服‧步進)以外，可舉藉由壓縮空氣來動作的致動器(Actuator)或電磁螺線管致動器等。可為磁性的驅動或電性的驅動。
但，在使用藉由壓縮空氣來動作的致動器時，可只控制各板電極210a、210b、210c的全連接或全非連接，一部分連接是無法控制。另一方面，在使用附直動變換的馬達或電磁螺線管致動器時，可藉由將環電極105e分別控制於3個的位置來控制全連接、板電極210a及板電極210b的連接、板電極210a的連接之環電極105e的3個位置。(1)的昇降控制是環電極105e不旋轉。
在圖5所示之(2)的旋轉昇降控制是在環電極105e的外周(亦可為內周)形成螺絲狀的螺旋狀溝，經由滾珠螺桿機構R來對環電極105e傳達馬達(例如伺服‧步進)的動力，藉此一邊使環電極105e旋轉，一邊使昇降。若根據此，則藉由環電極105e的位置控制，可全連接、板電極210a及板電極210b的連接、僅板電極210a的連接。
在(3)的旋轉控制是如圖6(a)(b)所示般，在環電極105e的內壁側設置凹處105e1的同時，在電介體205的外壁側花瓣狀地形成凹凸。圖6(a)是省略上部基材105a，只描繪環電極105e與電介體205的立體圖，圖6(b)是表示圖6(a)的1-1剖面圖的狀態變化。
環電極105e的內壁側的凹處105e1是形成等間隔。並且，電介體205的花瓣狀的突出部205a也形成與凹處105e1同等間隔。藉由對環電極105e傳達馬達(例如伺服‧步進)的動力來旋轉環電極105e，可轉換成電性的連接模式及非連接模式。
連接模式，如圖6(b)的上部所示般，是在凹處105e1與突出部205a不對向，環電極105e的內壁與突出部205a對向的位置使環電極105e旋轉時。在此連接模式是板電極與環電極會被電性連接，板電極是形成接地電位。
非連接模式，如圖6(b)的下部所示般，是在凹處105e1與突出部205a對向的位置使環電極105e旋轉時。在此非連接模式是板電極與環電極會形成電性非連接，板電極是形成浮動電位。
(3)的旋轉控制是特別適於電容器連接方式。若根據此，則不限於在(1)的昇降控制及(2)的旋轉昇降控制是不可能的連接，例如全連接、板電極210a及板電極210b的連接、僅板電極210a的連接，甚至板電極210a及板電極210c的連接或板電極210b及板電極210c的連接也可能。但，連接點是即使形成均等等配連接，也會有未形成全周連接的情況。
另外，在(3)的旋轉控制是環電極105e不昇降。又，亦可將環電極105e或電介體205形成梳齒狀(齒輪狀)，取代在環電極105e及電介體205形成凹凸。
而且，在以上的(1)～(3)的控制方法中，環電極側是旋轉或昇降，但亦可固定環電極側，使電極側旋轉或昇降。
以上，一邊參照附圖一邊說明有關本發明的較佳實施形態，但當然本發明並非限於該例。只要是本發明所屬的技術領域之具有通常的知識者，便可在申請專利範圍所記載的範疇內想到各種的變更例或修正例，當然該等亦屬於本發明的技術範圍。
例如，上述實施形態是舉上部電極為例來進行說明，但本發明並非限於該例。例如，本發明是板電極亦可設於下部電極。在圖7中顯示將板電極210a、210b、210c埋入下部電極110的構成。此情況，在設於靜電吸盤機構125的金屬電極125b的下方，板電極210a、210b、210c會被埋設於電介體500。
本發明的上部電極亦可具有圖8所示的構成。在圖8所示的上部電極是電介體205’的基材的下面中央以外的表面全體會被導電性罩300所覆蓋。導電性罩300是例如由鋁、碳、鈦、鎢等的金屬所形成。導電性罩300是藉由熱噴塗、膠帶或薄板狀構件的貼附、離子鍍敷、電鍍的其中任一來使密合於電介體205’的基材而形成數十μm的厚度。若根據此，則當高頻的電流流動於導電性罩300的金屬表面時，藉由對應於位在導電性罩300的開口部的電介體205’的基材之電容，在高頻的能量產生分散。因此，以電介體205’來形成基材時，相較於以金屬來形成基材時，可在導電性罩300的開口部使高頻的電場強度分布降低。加上，在電介體205’的基材中埋入板電極210a、210b、210c。藉此，由電漿來看，位在板電極210a、210b、210c的背面側的部分是藉由各板電極210a、210b、210c所遮斷。因此，當板電極被控制於接地電位時，在電介體205’的端部側是電容成分比中心側大。此結果，在板電極210a、210b、210c的端部，電場強度分布E/Emax不會過度降低，可取得均一的電場強度分布。
並且，藉由耐電漿性高的氧化釔來熱噴塗(FC塗層)基材105a的表面全體，亦可形成表面熱噴塗層310。表面熱噴塗層310的厚度是100～200μm程度為佳。
而且，剝離表面熱噴塗層310後，再熱噴塗，藉此可簡單地再生電極。
本發明的電漿處理裝置並非限於上述實施形態所示的平行平板型的電漿處理裝置，可使用於ICP(Inductively Coupled Plasma)電漿處理裝置等的裝置。又，本發明可適用於蝕刻處理裝置、CDV處理裝置、太陽電池用的電漿處理裝置。
又，例如在上述實施形態中，高頻電力是被施加於下部電極，但在本發明的電漿處理裝置中，亦可在上部電極及下部電極的其中任一施加高頻電力，或施加於雙方的電極。
10．．．電漿蝕刻裝置
100．．．處理容器
105．．．上部電極
105a．．．上部基材
105b．．．氣體擴散部
105c．．．氣孔
105d．．．溝部
105e．．．環電極
105e1．．．凹處
105f．．．馬達
110．．．下部電極
110a．．．下部基材
125．．．靜電吸盤機構
150．．．第1高頻電源
205、500、920．．．電介體
205a．．．突出部
210a、210b、210c．．．板電極
E/Emax．．．電場強度分布
C．．．連接器
圖1是本發明之一實施形態的RIE電漿蝕刻裝置的縱剖面圖。
圖2(a)是同實施形態的上部電極的縱剖面圖，圖2(b)(c)是以往的上部電極的縱剖面圖。
圖3是表示使同實施形態的複數層的板電極埋設於上部電極時的電場強度分布的模擬結果。
圖4是概念性地顯示同實施形態的驅動機構的連接方式。
圖5是表示同實施形態的驅動方法之一例圖。
圖6是表示同實施形態的驅動方法的其他例圖。
圖7是將同實施形態的複數層的板電極埋設於下部電極時的縱剖面圖。
圖8是同實施形態的變形例的上部電極的縱剖面圖。
圖9是用以說明施加於一般的電漿裝置的高頻的電流。
10．．．電漿蝕刻裝置
100．．．處理容器
100a．．．上部腔室
100b．．．下部腔室
105．．．上部電極
105a．．．上部基材
105b．．．氣體擴散部
105c．．．氣孔
105d．．．溝部
105e．．．環電極
105f．．．馬達
110．．．下部電極
110a．．．下部基材
110a1．．．冷媒室
110a2．．．冷媒導入管
110b．．．絕緣層
110c．．．支撐台
115．．．被罩
116．．．氣體供給源
120．．．擋板
125．．．靜電吸盤機構
125a．．．絕緣構件
125b．．．金屬薄板構件
130．．．聚焦環
135．．．直流電源
140．．．第1給電棒
145．．．第1整合器
150．．．第1高頻電源
155．．．第2給電棒
160．．．第2整合器
165．．．第2高頻電源
170．．．排氣口
175．．．排氣裝置
180a、180b．．．多極環磁石
W．．．晶圓
V．．．閘閥

Claims (14)

  1. 一種電漿處理裝置，係具備：處理容器，其係於內部電漿處理被處理體；對向電極及施加電極，其係於前述處理容器的內部彼此對向，且在其間形成處理空間；及高頻電源，其係被連接至前述施加電極，對前述處理容器內輸出高頻電力，前述對向電極及前述施加電極的至少其中任一個係具備：基材，其係由金屬所形成；及電介體，其係於內部埋設金屬的板電極之狀態下被嵌入前述基材，前述板電極係於前述電介體的內部彼此取間隔來複數片圖案化而層疊，且具有對於前述電介體的中心呈同心圓狀大小不同的開口，藉由控制前述板電極的電位來控制有助於電漿生成的高頻的電場強度分布。
  2. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，前述複數片的板電極的開口係越位於電漿生成空間側的板電極越大。
  3. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，更具備驅動機構，其係具有驅動部，藉由驅動該驅動部來控制與前述複數片的板電極的各個的物理性連接或電性連接。
  4. 如申請專利範圍第3項之電漿處理裝置，其中，前述驅動機構係藉由驅動作為前述驅動部的環電極來控制前述複數片的板電極的各個與前述環電極的物理性連接或電性連接。
  5. 如申請專利範圍第3項之電漿處理裝置，其中，前述驅動機構係藉由不使前述驅動部旋轉地使昇降，或一邊使前述驅動部旋轉一邊使昇降，或不使昇降地使旋轉，來控制與前述複數片的板電極的各個的物理性連接或電性連接。
  6. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，前述複數片的板電極係由同一金屬所形成。
  7. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中，更具備驅動機構，其係具有驅動部，藉由驅動該驅動部來控制與前述板電極物理性連接或電性連接。
  8. 如申請專利範圍第1~7項中的任一項所記載之電漿處理裝置，其中，前述板電極的薄板電阻率為2Ω/□以下。
  9. 如申請專利範圍第1~7項中的任一項所記載之電漿處理裝置，其中，前述電介體的電漿生成空間側的面的至少一部分係從前述基材露出。
  10. 如申請專利範圍第1~7項中的任一項所記載之電漿處理裝置，其中，埋入有前述板電極的電極為上部電極，在前述上部電極中貫通複數的氣體導入管。
  11. 如申請專利範圍第10項之電漿處理裝置，其中，在前述上部電極的電介體上方係設有與前述複數的氣體導入管連通，擴散氣體的氣體擴散部。
  12. 如申請專利範圍第11項之電漿處理裝置，其中，前述電介體的電漿生成空間側的面係藉由熱噴塗所覆蓋。
  13. 如申請專利範圍第1~7項中的任一項所記載之電漿處理裝置，其中，埋入有前述板電極的電極為下部電極，在設於前述下部電極的靜電吸盤機構之金屬電極的下方，於前述下部電極的電介體中埋設有前述板電極。
  14. 一種電漿處理裝置用的電極，係藉由被施加的高頻電力，從氣體生成電漿，利用所被生成的電漿來電漿處理被處理體，前述電極為彼此對向且在其間形成電漿處理空間之對向電極及施加電極的其中至少任一個，具備：基材，其係由金屬所形成；及電介體，其係於內部埋設金屬的板電極之狀態下被嵌入前述基材，藉由控制前述板電極的電位來控制有助於電漿生成的高頻的電場強度分布。
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