本发明专利技术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。该等离子体处理装置，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。等离子体处理装置的第一电极，在由期望的电介质形成的上部基材(105a)中嵌入与该基材相同材质的电介质(205)，将上部基材(105a)和电介质(205)之间通过导电性粘着层(210a)粘着固定。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术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。
技术介绍
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IOOMHz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队比端部侧等离子 体的电子密度队高，由于在等离子体的电子密度队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 勻。对此，为了提高等离子体密度均勻性，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勻性，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，电场强度更加均勻。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。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术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，根据本专利技术的某方式，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勻。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_2Qcm。上述基材和上述电介质也可以由氧化铝(Al2O3)、氮化硅(Si3N4)、氮化铝(AlN)中 的任意一种形成。也可以还具有覆盖上述基材、与上述导电性粘着层电连接、与上述导电性粘着层 几乎同电位的金属层。上述电介质也可以被图案化地配置在等离子体密度高的位置。上述电介质的中心也可以被配置成与上述基材的中心一致。上述电介质的厚度也可以为内侧厚外侧薄。上述电介质也可以是锥形的。也可以在上述处理容器内部具有与上述第一电极相对配置的第二电极，向上述第 一和第二电极的任意一个供给上述高频电力，在上述第一和第二电极的任意一个上载置有 被处理体。上述第一电极的等离子体侧的面，也可以被能替换的损耗天板部覆盖。也可以上述第一电极是上部电极，在上述上部电极中贯通有多个气体导入管。也可以在上述上部电极的电介质上方，设置了与上述多个气体导入管连通并使气 体扩散的气体扩散部。上述金属层也可以分别覆盖基材的上表面和下表面，与贯通上述基材的导电柱电 连接。上述金属层也可以分别覆盖基材的上表面和下表面，并与从上述基材的外周侧面侧将上述基材固定在上述处理容器的夹具电连接。为了解决上述课题，根据本专利技术的另一方式，提供一种等离子体处理装置的电极， 其为将处理气体导入能减压的处理容器内，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的等离子体处理装置用的电极，所述电极的特 征在于上述电极设置在上述处理容器内，并通过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而形成。如上说明的那样，根据本专利技术，能够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。附图说明图1是本专利技术的各实施方式相关的RIE等离子体蚀刻装置的纵剖视图。图2是用于对流过各实施方式相关的RIE等离子体蚀刻装置的高频波进行说明的 图。图3是表示上部电极的构造和电场强度关系的图。图4是第一实施方式相关的上部电极的剖视图。图5是第二实施方式相关的上部电极的剖视图。图6是第二实施方式的变形例相关的上部电极的局部剖视图。图7是第二实施方式的另一变形例相关的上部电极的局部剖视图。图8是第三实施方式相关的上部电极的剖视图。图9是表示上部电极的另一例的剖视图。附图标记说明10 RIE等离子体蚀刻装置100 处理容器105 上部电极105a 上部基材105b 气体扩散部110 下部电极205 电介质210a、210b导电性粘着层215,215a,215b 金属层305 气体通路形成用陶瓷管310 陶瓷管粘着层315 表面热喷射层400 天板粘着层405 损耗天板部500 气体通路形成用陶瓷管一体板500a 陶瓷管500b 陶瓷板E电场强度具体实施例方式以下参照附图，对本专利技术的各实施方式进行详细说明。另外，通过在以下说明和附图中对具有同样结构和功能的构成要素采用同样的标记，而省略重复说明。<第一实施方式&g本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一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，将处理气体导入所述处理容器内并由高频电力的能量生成等离子体，通过所述等离子体对被处理体施行期望的等离子体处理，其特征在于：所述第一电极，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，将所述基材和所述电介质之间通过导电性粘着层粘着固定。
【技术特征摘要】
2009.12.28 JP 2009-2976881.一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 所述处理容器内并由高频电力的能量生成等离子体，通过所述等离子体对被处理体施行期 望的等离子体处理，其特征在于所述第一电极，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 所述基材和所述电介质之间通过导电性粘着层粘着固定。2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于 所述导电性粘着层是同电位的。3.如权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于通过使所述导电性粘着层为期望电位，来使所述高频电力的能量基于所述电介质的位 置而变化。4.如权利要求3所述的等离子体处理装置，其特征在于通过使所述导电性粘着层为接地电位，来使所述高频电力的能量基于所述电介质的位 置而变化。5.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于 所述导电性粘着层的电阻率是10_6 10_2Qcm。6.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于所述基材和所述电介质由氧化铝(Al2O3)、氮化硅(Si3N4)、氮化铝(AlN)中的任意一种 形成。7.如权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于还具有覆盖所述基材、与所述导电性粘着层电连接、与所述导电性粘着层几乎同电位的金属层。8.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于 所述电介质被图案化地配置在等离子体密度高的位置。9.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于 所述电介质的中心被配置成与所述基材的中心一致。10.如...
【专利技术属性】
技术研发人员：林大辅，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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