等离子体处理装置及其使用的电极和电极制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种等离子体处理装置及其使用的电极以及电极制造方法，该等离子体处理装置是在被处理基板上实施等离子体处理的等离子体处理装置，包括：收纳所述被处理基板的能够减压的处理容器；设置在所述处理容器内的第一电极；向所述处理容器内供给处理气体的供给系统；和用于生成所述处理气体的等离子体，在所述处理容器内形成高频电场的电场形成系统，其中，所述第一电极具有离散地形成在所述第一电极的主面上并且向着生成所述等离子体的空间一侧突出的多个凸部，在所述第一电极的主面上，在所述凸部之间设置有介电体，在所述第一电极的主面上，所述凸部的密度被设定成从电极中心部向着电极边缘部逐渐增大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对被处理基板施行等离子体处理的技术，特别是涉及 将高频波供给到电极而生成等离子体的高频放电方式的等离子体处理 技术。本专利技术特别涉及制造半导体设备的半导体处理中所利用的等离 子体处理技术。这里，所谓半导体处理是指，为了在半导体晶片或LCD (液晶显示器)或FPD (平板显示器)用的玻璃基板等被处理基板上 以规定的图形形成半导体层、绝缘层、导电层等，借此在该被处理基 板上制造包括半导体设备，连接于半导体设备的配线、电极等在内的 结构物而实施的各种处理。
技术介绍
在半导体设备或者FPD的制造过程中的蚀刻、沉积、氧化、溅射 等处理中，为了在比较低的温度下在处理气体中进行良好的反应而多 利用等离子体。 一般地，对于等离子体处理装置来说，作为生成等离 子体的方式，大体上可分为利用电晕(glow)放电或者高频放电，和 利用微波。在高频放电方式的等离子体处理装置中，在处理容器或者反应室 内平行地配置上部电极和下部电极。在下部电极之上载置被处理基板 (半导体晶片、玻璃基板等)，经由整合器将等离子体生成用的高频电 压施加于上部电极或者下部电极。通过由该高频电压所生成的高频电 场来使电子加速，因电子与处理气体的冲击电离而发生等离子体。最近，随着制造过程中的设计规则的微细化而对等离子体处理要 求低压下的高密度等离子体。因此，在上述这种高频放电方式的等离子体处理装置中，开始使用比现有频率(一般来说27MHz以下)高很多的高频范围(50MHz以上)的频率。但是，如果提高高频放电的频率，则从高频电源通过供电棒而施加于电极里面的高频电力，因为趋肤效应而传到电极表面并从电极主面(与等离子体相对的面)的边缘部向中心部流动。如果高频电流在一样的电极主面上从边缘部向中心部流动，则电极主面的中心部处的电场强度比边缘部处的电场强度变高。因而，所生成的等离子体的密度也是电极中心部一侧比电极边缘部一侧变高。在等离子体密度高的电极中心部，等离子体的电阻率降低，在相对的电极处也是电流集中于电极中心部，等离子体密度的不均匀性进一步增强。为了消除该问题，公知有由高电阻构件来构成高频电极的主面中心部(例如日本专利特开2000—323456号公报)。在该方法中，由高电阻构件来构成连接于高频电源一侧的电极的主面(等离子体接触面)的中央部。通过由该高电阻构件作为焦耳热而消耗很多高频电力，使得电极主面的电场强度在电极中心部比电极外周部相对地降低。从而，修正上述那种等离子体密度的不均匀性。但是，在上述那种高频放电方式的等离子体处理装置中，由高电阻构件来构成高频电极的主面中心部，存在着因焦耳热而引起的高频电力的消耗(能量损失)增多的可能性。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这种现有技术的问题而成的，其目的在于提供一种可以有效地实现等离子体密度的均匀化的高频放电方式的等离子体处理装置和等离子体处理装置用的电极板。本专利技术的另一个目的在于提供一种可以高效率地制作在根据本专利技术的等离子体处理装置用的电极板上整体设置静电卡盘的结构的电极板制造方法。为了实现上述目的，本专利技术的第一等离子体处理装置，是在能够减压的处理容器内设置第一电极，在上述处理容器内形成高频电场并且流入处理气体而生成上述处理气体的等离子体，在上述等离子体的下面对被处理基板实施期望的等离子体处理的等离子体处理装置，其8中，在上述第一电极的主面上，离散地设置有向着生成上述等离子体的空间突出的多个凸部。在该装置构成中，如果能够将等离子体生成用的高频施加于第一电极，则将高频施加于其他电极，例如施加于在平行平板型中与第一电极相对的第二电极也是可能的。在将高频施加于第一电极的场合，可以从与第一电极的主面相对一侧的里面供给高频。在如这样从里侧将高频供给到第一电极的场合，高频电流因趋肤效应，使得高频电流在第一电极的主面上从电极边缘部向电极中心部流动时，流过凸部的表面层。由于凸部向等离子体空间一侧突出，所以，以比凸部以外的部分也就是主面底面部要低的阻抗与等离子体电气结合。因此，由流过电极的主面的表面层的高频电流而运动的高频电力主要从凸部的顶面向等离子体放出。这样一来，离散地设置在第一电极的主面上的多个凸部分别作为用来将高频电力供给到等离子体的小电极而发挥功能。通过适当选择该凸部的属性(形状、尺寸、间隔、密度等)，而能够将第一电极对等离子体的高频电力供给特性控制成期望的特性。例如，为了保证上述这种凸部处的高频电力供给功能，优选是在第一电极的主面上，对凸部的高度和电极径向的宽度取为由下述式(1 )所表达的表层深度S的三倍以上S二 (2/，) 1/2 ……(1)式中， = 27tf (f:频率)，a:导电率，p导磁率。此外，为了提高电极径向处的电场强度或者等离子体密度的均匀性，优选是，在第一电极的主面上，使凸部的面积密度从电极中心部向电极边缘部逐渐增大的构成。例如，在将凸部形成为一定尺寸的场合，可以使凸部的个数密度从电极中心部向电极边缘部逐渐增大的分布特性。此外，作为优选的一种方式，可以将凸部形成为圆柱状。或者，将凸部分别形成为环状，并且总体配置成同心圆状的构成也是可能的。此外，为了提高上述这种凸部产生的高频电力放出功能，优选是，在第一电极的主面上，至少在凸部以外的部分的上面设置介电体。本专利技术的第二等离子体处理装置，是在能够减压的处理容器内设置第一电极，在上述处理容器内形成高频电场并且流入处理气体而生成上述处理气体的等离子体，在上述等离子体的下面对被处理基板实施期望的等离子体处理的等离子体处理装置，其中，在上述第一电极的主面上，与生成上述等离子体的空间相对离散地设置有多个凹进的凹部。在该装置构成中也是，如果能够将等离子体生成用的高频施加于第一电极，则将高频施加于其他电极例如在平行平板型中与第一电极相对的第二电极也是可能的。在将高频施加于第一电极的场合，可以从与第一电极的主面相对一侧的里面供给高频。由于第一电极的主面上的凹部与等离子体空间一侧相对地凹入，所以，以比凹部以外的部分(电极主面的顶面部)高的阻抗来与等离子体电气结合。因此，因流过第一电极的主面的表面层的高频电流而运动的高频电力主要从凹部以外的部分(电极主面的顶面部)向等离子体放出。这样一来，在第一电极的主面上离散地配置的多个凹部分别作为抑制对等离子体的高频电力的供给的电极掩模而发挥功能。通过适当选择该凹部的属性(形状、尺寸、间隔、密度等)，而能够将第一电极对等离子体生成的作用控制成期望的特性。例如，为了保证上述这种凹部产生的高频电力供给掩模功能，优选是在第一电极的主面上，使凹部的高度和电极径向的宽度取为上述表层深度5的三倍以上。此外，为了提高电极径向处的电场强度或者等离子体密度的均匀性，优选是在第一电极的主面上，使凹部的面积密度从电极中心部向电极边缘部逐渐加大的构成。例如，在将凹部形成为一定尺寸的场合，可以取为凹部的个数密度从电极中心部向电极边缘部逐渐减小的分布特性。此外，作为优选的一种方式，可以使凹部形成为圆柱状。或者，为了提高上述这种凹部产生的高频电力供给掩模功能，优选在第一电极的主面上至少在凹部内设置介电体的构成。本专利技术的第三等离子体处理装置，是在能够减压的处理容器内设置第一电极，在上述处理容器内形成高频电场并且流入处理气体而生成上述处理气体的等离子体，在上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体处理装置，是在被处理基板上实施等离子体处理的等离子体处理装置，其特征在于，包括：　收纳所述被处理基板的能够减压的处理容器；　设置在所述处理容器内的第一电极；　向所述处理容器内供给处理气体的供给系统；和　用于生成所述处理气体的等离子体，在所述处理容器内形成高频电场的电场形成系统，其中，　所述第一电极具有离散地形成在所述第一电极的主面上并且向着生成所述等离子体的空间一侧突出的多个凸部，　在所述第一电极的主面上，在所述凸部之间设置有介电体，　在所述第一电极的主面上，所述凸部的密度被设定成从电极中心部向着电极边缘部逐渐增大。

【技术特征摘要】
JP 2003-2-3 2003-025899;JP 2003-5-12 2003-132810;J1. 一种等离子体处理装置，是在被处理基板上实施等离子体处理的等离子体处理装置，其特征在于，包括收纳所述被处理基板的能够减压的处理容器；设置在所述处理容器内的第一电极；向所述处理容器内供给处理气体的供给系统；和用于生成所述处理气体的等离子体，在所述处理容器内形成高频电场的电场形成系统，其中，所述第一电极具有离散地形成在所述第一电极的主面上并且向着生成所述等离子体的空间一侧突出的多个凸部，在所述第一电极的主面上，在所述凸部之间设置有介电体，在所述第一电极的主面上，所述凸部的密度被设定成从电极中心部向着电极边缘部逐渐增大。2. 如权利要求l所述的等离子体处理装置，其特征在于 从与所述第一电极的所述主面相反一侧的里面供给用于生成所述等离子体的高频电力。3. 如权利要求l所述的等离子体处理装置，其特征在于 在所述处理容器内还具有与所述第一电极平行相向的第二电极，从与所述第二电极的所述主面相反一侧的里面供给用于生成所述等离 子体的高频电力。4. 如权利要求l中所述的等离子体处理装置，其特征在于 在所述第一电极的主面上，使所述凸部的高度和电极径向的宽度为由下述式(1)<formula>formula see original document page 2</formula> ……(1) 所表达的表层深度S的三倍以上，其中，03二2兀f， f:频率，CJ:导电率，^导磁率。5. 如权利要求l所述的等离子体处理装置，其特征在于所述凸部的密度是所述凸部的面积密度。6. 如权利要求l所述的等离子体处理装置，其特征在于 所述凸部具有一定的尺寸，所述凸部的密度是所述凸部的个数密度。7. 如权利要求l所述的等离子体处理装置，其特征在于 所述凸部形成为圆柱状。8. 如权利要求l所述的等离子体处理装置，其特征在于 所述凸部分别形成为环状，其整体配置成同心圆状。9. 一种等离子体处理装置，是在被处理基板上实施等离子体处理 的等离子体处理装置，其特征在于，包括收纳所述被处理基板的能够减压的处理容器； 设置在所述处理容器内的第一电极； 向所述处理容器内供给处理气体的供给系统；和 用于生成所述处理气体的等离子体，在所述处理容器内形成高频电场的电场形成系统，其中，所述第一电极具有离散地形成在所述第一电极的主面上并且朝向生成所述等离子体的空间一侧凹进的多个凹部， 在所述凹部内设置有介电体，在所述第一电极的主面上，所述凹部的密度被设定成从电极中心 部向着电极边缘部逐渐减小。10. 如权利要求9所述的等离子体处理装置，其特征在于-从与所述第一电极的所述主面相对一侧的里面供给用于生成所述等离子体的高频电力。11. 如权利要求9所述的等离子体处理装置，其特征在于 在所述处理容器内还具备与所述第一 电极平行相向的第二电极，从与所述第二电极的所述主面相对一侧的里面...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥村胜弥，桧森慎司，永关一也，松丸弘树，松山升一郎，高桥俊树，
申请(专利权)人：日本奥特克株式会社，东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]