[发明专利]等离子处理装置和等离子处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及在具有高频电极的处理容器内对被处理体实施等离子处理的技术，特别是涉及对高频电极施加高频电力，利用高频放电生成等离子体的电容耦合型等离子处理装置和等离子处理方法。

背景技术

在半导体器件、FPD(Flat Panel Display)的制造工艺中的蚀刻、堆积、氧化、溅射等精细加工或处理中，为了能使处理气体在较低温度下进行良好的反应，利用了等离子体。通常，为了生成等离子体而采用放电的方法，等离子处理装置大致分为利用高频放电的方式和利用微波放电的方式。高频放电方式进一步分为在处理容器中设有平行平板电极的电容耦合型、以及在处理容器的周围安装螺旋形或涡旋状的电极的电感耦合。在上述这些等离子体生成方式中，电容耦合型是量产用装置和器件开发用装置的主流。

电容耦合型的等离子处理装置在能减压的处理容器或反应容器内平行地配置有部电极和下部电极，在下部电极上载置被处理体例如半导体晶圆，借助匹配器对上部电极或下部电极施加预定频率的高频率电力。利用由该高频率电力所生成的高频电场，使电子加速，通过电子和处理气体的分子、原子间的离解、电离碰撞来产生等离子体，利用等离子体中的自由基和离子对晶圆表面实施所预定的等离子处理(例如蚀刻加工)。

在等离子处理中，处理的(表面范围内)均匀性是提高成品率的基本要素，并且，随着半导体器件的精细化的进展、半导体晶圆的大尺寸化，处理均匀性的重要性越来越高，且所要求的水平也逐渐增高。

在这一点上，因为半导体晶圆上的等离子体密度的均匀性很大程度地决定处理的均匀性，所以以往的电容耦合型等离子处理装置在供等离子体生成的电极、特别是被施加高频率电力的电极(高频电极)的构造上花费精力和时间进行开发。具体来说，电容耦合型容易形成等离子体密度在电极中心部相对最高而在该电极中心部周围相对变低这样的山形的分布形式。因此，可通过采用将高频电极沿径向一分为二的电极构造，或者可通过采用在高频电极的主面或正面设置电介质、并使该电介质的厚度自电极中心部到电极边缘部逐渐减小的电极构造，从而相对地在电极边缘部加强电极上的高频电场，在电极中心部减弱电极上的高频电场，以此谋求等离子体密度分布的均匀化。

专利文献1：日本特开2004-193565

专利文献2：日本特开2004-363552

可是，在电容耦合型的等离子处理装置中，像上述那样使高频电极的构造具有等离子体密度控制功能的方式中，不仅高频电极的制作非常麻烦、成本高，而且等离子体密度分布控制的自由度低，特别是在方位角方向上使等离子体密度均匀化的能力存在问题。

一般而言，在方位角方向上等离子体密度不均匀的原因在于装置构造的非对称性。即，半导体处理用的等离子处理装置在圆筒形的处理容器的中心部设置有圆盘形的平行平板电极，但在电极周围采用非轴对称的构造。例如，设于处理容器的侧壁的半导体晶圆出入用的开闭门使得电极周围的装置构造中具有非轴对称性。而且，在兼用作晶圆载置台的电极(基座)上轴对称地安装有用于在处理中吸附保持半导体晶圆的静电吸盘、用于在晶圆温度控制中加热半导体晶圆的电阻发热体。但是，静电吸盘、电阻发热体的供电端子以及供电线相对于基座是非轴对称地安装或接线的，所以这些也成为造成基座周围非轴对称构造的一个原因。

因为是这样的非轴对称的装置构造(特别是电极周围的构造)，所以使得电极上的等离子体密度分布在方位角方向上容易产生偏离，最近这在等离子处理装置被期待的高性能化中成为问题。

发明内容

本发明是为了解决如上述那样的以往技术的问题点而提出的，其目的在于提供一种能够大幅度地改善等离子体密度分布控制的性能和自由度，实现尽可能地提高等离子体密度分布以及处理特性中的均匀性的等离子处理装置和等离子处理方法。

本发明的第1技术方案的等离子处理装置是在处理容器中具有高频电极，在上述处理容器内对被处理体进行预定的等离子处理时，从上述高频电极的背面对该高频电极施加第1高频电力，上述高频电极的正面被暴露在处理气体的等离子体中，其中，该等离子处理装置包括：第1导体，其具有互相相反朝向的第1面和第2面，使上述第1面与上述高频电极的背面的预定的部位相对，在施加上述第1高频电力时电连接于上述高频电极的背面；第2导体，具有在施加上述第1高频电力时与上述第1导体的上述第2面的预定部位电连接的第1连接部、和在上述高频电极附近与电性接地的导电性接地构件电连接的第2连接部。