[发明专利]等离子体处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及由等离子体对被处理体施行期望的处理的等离子体处理装置，更具体地，涉及等离子体处理装置所用的电极的构造。

背景技术

作为由等离子体作用在被处理体上施行蚀刻和成膜等微细加工的装置，实用化的有电容耦合型(平行平板型)等离子体处理装置、感应耦合型等离子体处理装置、微波等离子体处理装置等。其中，在平行平板型等离子体处理装置中，在相对设置的上部电极和下部电极的至少一方施加高频电力，由此电场能使气体激发生成等离子体，通过生成的放电等离子体对被处理体进行微细加工。

近年来随着进一步微细化的需求，供给100MHz程度的具有较高频率的电力，生成高密度等离子体逐渐变得不可或缺。如果供给的电力频率较高，高频电流就会由集肤效应从端部侧向中心侧流过电极的等离子体侧表面。由此，如图3(c)所示，电极105中心侧的电场强度E比电极105端部侧的电场强度E高。因此，在电极中心侧生成等离子体消耗的电场能，比在电极端部侧生成等离子体消耗的电场能大，比起电极端部侧，在电极中心侧气体的电离和离解更加得到促进。其结果是，中心侧等离子体的电子密度N_e比端部侧等离子体的电子密度N_e高，由于在等离子体的电子密度N_e较高的电极中心侧等离子体的电阻率较低，在相对电极中电流也由高频波(电磁波)而在电极中心侧集中，等离子体密度变得不均匀。

对此，为了提高等离子体密度均匀性，提出有在电极的等离子体面中心部分埋设陶瓷等电介质(例如参照专利文献1)。这时，为了进一步提高等离子体的均匀性，如图3(b)所示，也提出有使埋设在电极105的电介质形成锥形，使电介质的周边厚度根据倾斜变薄的方法。这时，由于电介质的端部比中心部电容成分大，比起埋设平坦构造的电介质的情形，在电介质端部电场强度E不会太过降低，电场强度更加均匀。

专利文献1：特开2004-363552号公报

但是，图3(b)所示电极105，由金属的上部基材105a和陶瓷的电介质205形成。因此，通过在上部基材105嵌入锥形的电介质205的状态下在制程中反复进行加热和冷却，由热膨胀差在两者的接合部分产生应力过度，在电极105产生狭缝和腔室内的污染。

虑及这点，也可以考虑在电介质205和上部基材105a之间设置适当的间隙。但是，如果电介质205是锥形的，由机械加工上的精度，锥形部分的尺寸精度会变差。其结果是，在电介质205的锥形部分由热膨胀差发生应力集中。由接合界面的尺寸公差的偏差和电介质205的厚度不同而产生热传导差，由此也发生应力集中。此应力集中使接合界面的粘着剂剥离。剥离后的粘着剂由电介质205和上部基材105a的热膨胀系数的不同从间隙析出，由此成为腔室内污染的原因。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能够使等离子体稳定且对高频电场强度进行控制的等离子体处理装置。

为了解决上述课题，根据本发明的某方式，提供一种等离子体处理装置，其在能减压的处理容器内设置第一电极，将处理气体导入上述处理容器内，由高频电力的能量生成等离子体，通过上述等离子体对被处理体施行期望的等离子体处理，所述等离子体处理装置的特征在于：上述第一电极，在由期望的电介质形成的基材中嵌入与该基材相同材质的电介质，将上述基材和上述电介质之间通过导电性粘着层粘着固定。

由此，将由以往金属形成的电极的基材和嵌入基材的电介质用同样材料形成，将两者通过导电性粘着层粘着固定。由此，能够构成没有热膨胀差的稳定构造的电极。即，由于基材和电介质是同样材料，不发生热膨胀差，不产生由应力导致的狭缝和腔室内的污染问题。另外，由于粘着同样的材料，粘着容易，能够采用金属化的粘着剂等理想的接合方法。

另外，由此，与以往同样地，当高频电流流过第一电极的金属表面时，通过根据嵌入基材的电介质的电容效果，高频能量发生分散，能够降低高频电场强度。由此，能够使第一电极的等离子体侧的面的高频电场强度变得均匀。

上述导电性粘着层也可以是同电位的。

也可以例如通过使上述导电性粘着层为接地电位，使上述高频电力的能量基于上述电介质的位置变化。

另外，也可以例如通过使上述导电性粘着层为期望电位，使上述高频电力的能量基于上述电介质的位置变化。

上述导电性粘着层的电阻率也可以是10^-6～10^-2Ωcm。