等离子体蚀刻用的电极板和等离子体蚀刻处理装置 技术领域 本发明涉及等离子体蚀刻用的电极板和等离子体蚀刻处理装置。 特别是涉及电极 板的气孔的配置。
背景技术 在等离子体蚀刻处理装置的上部电极中， 在等离子体生成空间侧设有电极板 (CEL)、 在与等离子体生成空间相反的一侧邻接地设有冷却板 (cooling plate)。电极板是 由硅 Si 形成的规定的厚度的圆板状构件， 贯通有用于将气体导入到等离子体生成空间中 的多个气孔。各气孔为细孔， 等间隔地设在同心圆状的不同的多个圆周上。采用上述的结 构， 电极板用作用于将蚀刻气体导入到等离子体生成空间中的气体簇射头。
用于形成电极板的硅 Si 在等离子体的作用下消耗。通常， 电极板被使用数百小时 左右时， 气孔的内部被等离子体切削， 气孔朝向等离子体生成空间侧扩展成喇叭状。 气孔扩 展时， 蚀刻率在电极板的中心侧和边缘侧产生偏差， 工艺特性发生变化。另外， 等离子体易
于蔓延到气孔的内部。蔓延的等离子体中的离子、 电子在气孔内与气体的气流反向流动地 前进， 使在电极板与冷却板之间的间隙中滞留的气体激发。由此， 在电极板与冷却板之间、 或者在处理容器的上部的顶面发生异常放电。 由于异常放电或者使电极板、 冷却板损伤、 或 者、 成为微粒源、 对覆盖电极板、 冷却板的表面的耐酸铝覆膜造成损伤、 污染腔室内， 因此， 优选避免异常放电。
例如， 专利文献 1 公开了如下所述的技术 ： 对于气孔的直径由于上述等离子体的 影响而扩展的问题， 在电极板的与基板载置面相对的电极板面侧设置用于生成尖点磁场 (point cusp magnetic field) 的磁体， 使电极板的气孔与磁体的位置错开， 将气孔配置在 磁场为 0 的位置。采用上述结构， 气孔被配置在等离子体密度较薄的部分， 能够避免气孔被 暴露于较浓的等离子体。由此， 能够在上部电极的背面防止异常放电。
专利文献 1 ： 日本特开 2003-31555 号公报
在专利文献 1 中， 如下所述那样设计 ： 以用于生成尖点磁场 (point cusp magnetic field) 的 N 极和 S 极交替的方式配置有由两个 N 极和两个 S 极构成的四个磁体， 将气孔设 在产生在四个磁体的中间位置的 0 磁场部分。但是， 会产生气孔的位置不一定稳定地是磁 场为 0 的位置的情况。由此， 在专利文献 1 中， 不能可靠地防止在上部电极背面发生的异常 放电。 发明内容 针对上述问题， 本发明的目的在于提供一种能够防止在上部电极背面发生的异常 放电的、 等离子体蚀刻用的电极板和等离子体蚀刻处理装置。
为了解决上述问题， 本发明的第 1 技术方案提供一种等离子体蚀刻用的电极板， 其是具有规定的厚度的圆板状的等离子体蚀刻用的电极板， 其特征在于， 在同心圆状的多 个不同的圆周上形成将上述电极板的一个面铅垂地贯通的多个气孔， 在沿着径向将上述电
极板分割成两个以上的区域中的各区域形成不同类型的气孔， 上述不同类型的气孔包括弯 曲类型的气孔。
采用上述结构， 在圆板状的电极板中， 在沿着径向将该电极板分割成两个以上的 区域中的每个区域形成有不同类型的气孔。上述不同类型的气孔包括弯曲类型的气孔。等 离子体难以进入弯曲类型的气孔， 因此， 能够防止在上部电极背面发生异常放电。例如， 在 等离子体蚀刻处理装置中， 在电极板的外周侧由于气体难以排气而存在易于放电的倾向。 考虑到这一点， 通过使外周侧的气孔为与内周侧的气孔相比等离子体难以进入的弯曲类型 的气孔， 能够防止异常放电。另外， 通过在电极板上设置上述不同类型的气孔， 与在同一个 电极板内同样地形成直形状的标准的气孔的以往的电极板相比， 能够按照安装上述电极板 的等离子体蚀刻处理装置的形状、 大小、 工艺条件使多种类型的气孔的配置最优化。
形成在上述两个以上的区域中的至少包括最外周的区域的气孔也可以是弯曲类 型的气孔。
上述弯曲类型的气孔也可以包括将上述电极板的一个面铅垂地贯通的直细孔、 在 上述电极板内与该直细孔连通并且将上述电极板的另一个面非铅垂地贯通的斜细孔。
上述弯曲类型的气孔也可以是由上述直细孔和上述斜细孔构成的倾斜孔、 以及由 上述直细孔、 上述斜细孔、 捕获 (trap) 用细孔构成的 Y 字孔中的至少任一种， 该捕获用细孔 用于形成在上述直细孔与上述斜细孔之间的连接部分分支的路径。
也可以按照第 1 配置规则将各类型的气孔形成在各区域， 该第 1 配置规则如下所 述： 形成有上述 Y 字孔的区域位于比形成有上述倾斜孔的区域靠外周侧的位置， 形成有上 述倾斜孔的区域位于比形成有标准孔的区域靠外周侧的位置， 该标准孔沿着上述电极板的 厚度方向笔直地将上述电极板贯通。
上述倾斜孔包括第 1 倾斜孔、 第 2 倾斜孔， 该第 2 倾斜孔的上述直细孔的长度与上 述斜细孔的长度之比小于第 1 倾斜孔的上述直细孔的长度与上述斜细孔的长度之比， 也可 以按照第 2 配置规则将各类型的气孔形成在各区域， 该第 2 配置规则如下所述 ： 形成有上述 第 1 倾斜孔的区域位于比形成有上述第 2 倾斜孔的区域靠内周侧的位置。
也可以沿着上述电极板的径向分割成内周侧区域、 外周侧区域、 内周侧区域与外 周侧区域之间的中间区域这三个区域， 将上述 Y 字孔、 上述第 1 倾斜孔、 上述第 2 倾斜孔、 上 述标准孔中的适合于上述第 1 配置规则和上述第 2 配置规则的气孔分别形成为上述内周侧 的气孔、 上述外周侧的气孔、 上述中间的气孔。
形成在上述三个区域中的各区域的内部的多个气孔的类型也可以相同。
上述三个区域中的邻接的任两个区域内的多个气孔的类型也可以相同。
上述 Y 字孔、 上述第 1 倾斜孔、 上述第 2 倾斜孔也可以与邻接于上述电极板地设置 的冷却板的气孔以曲折状连通。
另外， 为了解决上述问题， 本发明的第 2 技术方案提供一种等离子体蚀刻用的电 极板， 其是具有规定的厚度的圆板状的等离子体蚀刻用的电极板， 其特征在于， 在同心圆状 的多个不同的圆周上形成将上述电极板的一个面铅垂地贯通的多个气孔， 在沿着径向将上 述电极板分割成两个以上的区域中的各区域形成有相同类型的弯曲的气孔。采用上述结 构， 等离子体难以进入到弯曲类型的气孔中， 因此， 能够防止在上部电极背面发生异常放 电。另外， 为了解决上述问题， 本发明的第 3 技术方案提供一种等离子体蚀刻处理装 置， 其包括 ： 处理容器 ； 第 1 电极和第 2 电极， 其在上述处理容器的内部彼此相对、 并且在 两者之间形成等离子体生成空间 ； 气体供给源， 其用于将气体供给到上述处理容器的内部 ； 其特征在于， 第 1 电极包括具有规定的厚度的圆板状的电极板 ； 在同心圆状的多个不同的 圆周上形成将上述电极板的一个面铅垂地贯通的多个气孔 ； 在沿着径向将上述电极板分割 成两个以上的区域中的每个区域形成不同类型的气孔， 上述不同类型的气孔包括弯曲类型 的气孔。采用上述结构， 等离子体也难以进入到弯曲类型的气孔中， 因此， 能够防止在上部 电极背面发生异常放电。
另外， 为了解决上述问题， 本发明的第 4 技术方案提供一种等离子体蚀刻处理装 置， 其包括 ： 处理容器 ； 第 1 电极和第 2 电极， 其在上述处理容器的内部彼此相对、 并且在 两者之间形成等离子体生成空间 ； 气体供给源， 其用于将气体供给到上述处理容器的内部 ； 其特征在于， 第 1 电极包括具有规定的厚度的圆板状的电极板 ； 在同心圆状的多个不同的 圆周上形成将上述电极板的一个面铅垂地贯通的多个气孔 ； 在沿着径向将上述电极板分割 成两个以上的区域中的每个区域形成有相同类型的弯曲的气孔。采用上述结构， 等离子体 也难以进入到弯曲类型的气孔中， 因此， 能够防止在上部电极背面发生异常放电。
上述第 1 电极也可以是上部电极。 如上面说明那样采用本发明， 能够防止在上部电极背面发生异常放电。附图说明
图 1 是本发明的一实施方式的等离子体蚀刻处理装置的整体结构图。 图 2 的 (a) ～ (c) 是表示本实施方式的多种类型的气孔的图。 图 3 表示在本实施方式的电极板的板面中由实验形成的放电痕的观察位置。 图 4 是表示观察位置和放电痕的有无的实验结果的表。 图 5 的 (a) ～ (b) 是表示本实施方式的多种类型的气孔的消耗的程度的实验结果 图 6 是表示气孔的类型和放电痕的有无的实验结果的表。 图 7 是表示气孔的类型和放电痕的有无的实验结果的表。 图 8 是表示气孔的类型和放电痕的有无的实验结果的表。 图 9 的 (a) ～ (d) 是用于说明气孔的类型和放电现象之间的关系的图。 图 10 是按气孔的类型比较特征的表。 图 11 是表示多种类型的气孔的配置例的表。的表。
具体实施方式
下面， 参照附图详细说明本发明的实施方式。另外， 在本说明书和附图中， 对于实 质上具有相同的功能结构的构成要素， 通过标注相同的附图标记而省略重复说明。
( 等离子体蚀刻处理装置的整体结构 )
首先， 参照图 1 说明本发明的一实施方式的等离子体蚀刻处理装置的概略结构。 图 1 是示意地表示本实施方式的电容耦合型 ( 平行平板型 ) 的蚀刻装置的纵剖视图。
等离子体蚀刻处理装置 10 包括处理容器 100， 该处理容器 100 用于在内部对晶圆W 实施蚀刻处理。处理容器 100 呈圆筒状、 被接地。处理容器 100 由例如将绝缘物喷镀于铝 母材而成的构件、 将陶瓷覆盖于硅或者铝母材而成的构件形成。
处理容器 100 的内部相对配置有上部电极 105 和下部电极 110。 由此， 构成一对平 行平板电极、 并在两者之间形成等离子体生成空间 U。在上部电极 105 中， 在等离子体生成 空间 U 侧设置有电极板 160、 在与等离子体生成空间 U 相反的一侧设置有冷却板 170。电极 板 160 和冷却板 170 都是具有规定的厚度的圆板状的构件且邻接地配置。
电极板 160 由硅、 铝等导电性物质形成。在电极板 160 上形成有多个第 1 倾斜孔 106 和多个 Y 字孔 107。第 1 倾斜孔 106 和 Y 字孔 107 一边弯曲一边沿着电极板 160 的厚 度方向将电极板 160 贯通。
第 1 倾斜孔 106 和 Y 字孔 107 将电极板的等离子体生成空间 U 侧的面铅垂地贯通。 另一方面， 第 1 倾斜孔 106 和 Y 字孔 107 将电极板的与等离子体生成空间 U 相反的一侧的 面非铅垂地贯通。在后面详细说明气孔的类型、 配置、 作用、 效果。
冷却板 170 由导热良好的铝、 硅等导电性物质形成， 用于对传导到电极板 160 的等 离子体的热进行冷却。在本实施方式中， 利用铝的阳极氧化处理 ( 耐酸铝覆膜 ) 保护导电 板 160 和冷却板 170 的表面使其与等离子体隔离。也可以在电极板 160 和冷却板 170 的表 面喷镀氧化铝或者氧化钇 (yttria)。 在冷却板 170 上形成有沿着厚度方向笔直地贯通的气孔 108， 电极板 160 的第 1 倾 斜孔 106 和 Y 字孔 107 等弯曲孔的上部开口以曲折状与气孔 108 连通。采用上述结构， 蚀 刻气体从气体供给源 115 被供给， 通过冷却板 170 的气孔 108， 从电极板 160 的第 1 倾斜孔 106 和 Y 字孔 107 被导入到等离子体生成空间 U 中。
在下部电极 110 中设有用于载置晶圆 W 的载置台 120。载置台 120 由铝等金属形 成， 经由未图示的绝缘体被支撑构件 123 支撑。由此， 下部电极 110 呈电悬浮的状态。通过 在载置台 120 的外周附近设有具有细孔的挡板 125 而控制气体的气流。挡板 125 被接地。
上部电极 105 经由匹配器 135 与高频电源 140 连接， 将所希望的频率的高频电施 加于上部电极 105。下部电极 110 也经由匹配器 145 与高频电源 150 连接， 将所希望的频率 的高频电施加于下部电极 110。
从气体供给源 115 供给的蚀刻气体被从高频电源 140 和高频电源 150 输出的高频 电的电场能量激发， 由此， 在等离子体生成空间 U 中生成等离子体。利用生成的等离子体对 晶圆 W 实施蚀刻处理。另外， 等离子体生成空间 U 是被处理容器 100 的内壁、 挡板 125 和载 置台 120 围成的空间。
在处理容器 100 的底面设有排气口 155， 利用与排气口 155 连接的未图示的排气装 置对处理容器 100 的内部进行排气， 由此， 将处理容器内维持成所希望的真空状态。
( 气孔的类型 )
在本实施方式中， 作为能够形成于电极板 160 的气孔的类型， 存在标准孔、 Y 字孔、 倾斜孔。Y 字孔和倾斜孔是弯曲孔的一例。在倾斜孔中， 不仅包括上述的第 1 倾斜孔， 还包 括第 2 倾斜孔等。标准孔是沿着电极板 160 的厚度方向笔直地贯通的通常的孔 ( 直孔 )。
说明弯曲孔的各种类型。如图 2 的 (a) 所示， Y 字孔 107 由直细孔 107a、 斜细孔 107b 和捕获用细孔 107c 构成。直细孔 107a 将电极板 160 的等离子体生成空间 U 侧 ( 气体 出口侧 ) 的面铅垂地贯通。斜细孔 107b 在电极板 160 内与直细孔 107a 连通、 并且将电极
板 160 的与等离子体生成空间 U 相反的一侧 ( 气体入口侧 ) 的面倾斜地 ( 非铅垂 ) 贯通。 捕获用细孔 107c 在直细孔 107a 与斜细孔 107b 的连接部分 Q1 分支， 形成将直细孔 107a 延 长的路径。从电极板 160 的下表面到捕获用细孔 107c 的顶端的长度与从捕获用细孔 107c 的顶端到电极板 160 的上表面的长度之比为 7 ∶ 3。直细孔 107a 的从电极板 160 的下表面 到连接部分 Q1 的高度方向的长度与斜细孔 107b 的从连接部分 Q1 到电极板 160 的上表面 的高度方向的长度之比为 5 ∶ 5。在本实施方式中， 电极板 160 的厚度为 10mm。另外， 直细 孔 107a 是利用钻头在电极板 160 上开孔而形成的， 斜细孔 107b 是使用激光形成的。
第 1 倾斜孔 106 由直细孔 106a 和斜细孔 106b 构成。直细孔 106a 和斜细孔 106b 的结构与直细孔 107a 和斜细孔 107b 的结构相同。直细孔 106a 的从电极板 160 的下表面 到连接部分 Q2 的长度与斜细孔 106b 的从连接部分 Q2 到电极板 160 的上表面的高度方向的 长度之比为 7 ∶ 3。直细孔 106a 和斜细孔 106b 的制造方法与直细孔 107a 和斜细孔 107b 的制造方法相同。
第 2 倾斜孔 109 的结构与第 1 倾斜孔 106 的结构相同， 只是直细孔 109a 的长度与 斜细孔 109b 的高度方向的长度之比不同。在第 2 倾斜孔 109 中， 直细孔 109a 的长度和斜 细孔 109b 的高度方向的长度之比为 5 ∶ 5。第 1 倾斜孔 106、 第 2 倾斜孔 109 如上所述为 倾斜孔的一例， 直细孔 109a 的长度与斜细孔 109b 的高度方向的长度之比不限于上述的倾 斜孔的比值， 在能够制造的前提下可以采用任何比率。 另外， 在图 1 中， 第 1 倾斜孔 106 和 Y 字孔 107 的斜细孔 106b、 107b 朝向外周侧倾 斜， 但不限于此， 也可以朝向内周侧倾斜。但是， 需要斜细孔的所有的倾斜朝向相同方向倾 斜。在本实施方式中， 斜细孔沿着切线方向倾斜。另外， 气孔的径为 φ0.5mm。
( 气孔的配置 )
接着， 说明气孔的配置。通常， 在等离子体蚀刻处理装置 10 中， 由于电极板 160 的 板面的外周侧接近处理容器 100 的内壁而气体难以排气。由此， 电极板 160 的板面的外周 侧比内周侧易于放电。如图 3 所示， 在电极板 160 上， 在同心圆状的多个 (21 周 ) 不同的圆 周上 ( 未图示 ) 等间隔地形成有标准孔。图 4 表示在这样设成同心圆状的 21 周的圆周上 同样形成有标准孔时的、 由于蚀刻处理而产生的放电痕的实验结果。
将此时的实验的条件表示在下面。
处理容器 100 内的压力 ： 25mTorr
从高频电源 140 输出的高频电的功率 ： 3300W
从高频电源 150 输出的高频电的功率 ： 3800W
高频电 (RF) 的施加时间 ： 250h
气体种类和流量 ： C5F8/Ar/O2 ＝ 30/750/50sccm
研究了电极板 160 上部的板面的放电痕。图 4 的观察位置 A、 B、 C、 D 表示通过图 3 的位置 A、 B、 C、 D 的各中心线与各周的交点位置。目视在各周的观察位置 A、 B、 C、 D 处是 否残留有放电痕的结果， 图4的 “○” 表示没有放电痕或者有较弱的放电痕， “×” 表示存在 较强的放电痕。由此可知， 在 16 周以后目视到较强的放电痕， 特别是在自最外周起的两周 (20 周和 21 周 ) 上， 几乎在整个周上产生了较强的放电痕。
接着， 说明多种类型的气孔在电极板 160 上被等间隔地形成在同心圆状的多个不 同的圆周上的情况。在本实施方式中， 如图 3 所示， 在设成同心圆状的 21 周的各圆周上设
有多个未图示的气孔。在本实施方式中， 沿着径向将电极板 160 分割成外周侧区域和内周 侧区域两个区域， 每个区域形成有不同类型的气孔。 各区域内的气孔全部以同一类型形成。 具体而言， 在外周侧区域所包括的最外周 (21 周 ) 和比最外周靠内侧的一周 (20 周 ) 这两 个圆周上等间隔地形成有多个 Y 字孔 107。 另外， 在内周侧区域所包括的 19 周的圆周中， 在 各圆周上等间隔地形成有多个第 1 倾斜孔 106。
这样， 在本实施方式中， 将电极板 160 的板面分割成外周侧区域和内周侧区域两 个区域， 在各区域形成有不同类型的气孔， 但不限于此， 也可以将电极板 160 的板面分割成 三个以上的区域。 另外， 在本实施方式中， 在外周侧区域和内周侧区域中的任一个区域设有 类型不同的弯曲孔， 但气孔的配置不限于此方式。 但是， 形成在两个以上的区域中的至少包 括最外周的区域的气孔必须是弯曲孔。 例如， 在等离子体蚀刻处理装置 10 中， 在电极板 160 的外周侧由于气体难以排气而存在易于放电的倾向。考虑到这一点， 使外周侧的气孔为与 内周侧的气孔相比等离子体难以进入的弯曲类型的气孔， 由此， 能够有效地防止异常放电。 另外， 在后面说明多种类型的气孔的配置的最优化。
考虑到该结果， 在本实施方式的电极板 160 中， 与比自最外周起两周靠内周侧的 气孔相比， 将自最外周起两周 (20 周和 21 周 ) 的气孔形成为等离子体难以进入的类型的弯 曲孔， 由此， 防止异常放电。这样一来， 在本实施方式的电极板 160 中， 根据等离子体蚀刻处 理装置 10 的形状、 大小， 改变在沿着径向将电极板 160 分割而成的每个区域形成的气孔的 类型， 由此， 谋求气孔的类型的配置的最优化。
( 气孔的类型与放电的关系 )
在说明气孔的配置的最优化之前， 说明包括上述的弯曲孔的气孔的类型与放电的 关系。如图 5 的 (a) 所示， 将电极板 160 四分割， 进行了利用目视对板面的各位置 (1) ～ (10) 的放电痕的有无进行确认的实验。实验的条件与图 4 的标准孔的放电实验相同， 只是 高频电的施加时间为 500h， 施加了上述标准孔时的实验的 2 倍的时间。
图 5 的 (b) 表示实验的结果。气孔的类型为标准孔 (φ0.5mm) 时， 在位置 (1) ～ (10) 的 10 个位置都发现了放电痕。由此， 气孔的类型为标准孔时， 放电率为 100％。相对 于此， 在气孔的类型为 Y 字孔 107 时， 在位置 (1) ～ (10) 中， 只在位置 (1) 一个位置发现 了放电痕。由此， 气孔的类型为 Y 字孔 107 时， 放电率为 10％。气孔的类型为第 1 倾斜孔 106(7 ∶ 3) 时， 在位置 (1) ～ (10) 中， 在位置 (1) 和位置 (8) 这两个位置发现了放电痕。 由此， 气孔的类型为第 1 倾斜孔 106(7 ∶ 3) 时， 放电率为 20％。根据上述可以证明， 与标准 孔相比， 弯曲孔使放电更难以发生。
改变高频电的施加时间时也在弯曲孔与标准孔中发现了相同的放电倾向。图 6 表 示使高频电的施加时间为 150h 时的弯曲孔的放电痕的目视结果， 图 7 表示使高频电的施加 时间为 300h 时的弯曲孔的放电痕的目视结果。相对于此， 图 8 是使高频电的施加时间为 250h 时的标准孔的放电痕的目视结果。如图 6、 图 7 所示， 弯曲孔为第 1 倾斜孔 106 和 Y 字 孔 107 中的任一种时， 在电极板 160 的板面的位置 (1) ～ (5) 未发现放电痕。另一方面， 如 图 8 所示， 气孔的类型为标准孔时， 在电极板 160 的板面的位置 (1) ～ (5) 发现了放电痕， 特别是在位置 (1) 和位置 (5) 发现了较强的放电痕。
电极板 160 配置在等离子体生成空间 U 的上部， 由于被暴露在等离子体中， 因此易 于受到等离子体的影响。因此， 在工艺中， 用于形成电极板 160 的硅 Si 在等离子体的作用下被消耗。气孔的类型为标准孔时 ( 参照图 9 的 (a))， 通常， 电极板 160 被使用数百小时 左右时， 气孔的内部被等离子体切削而朝向等离子体生成空间 U 侧扩展成喇叭状 ( 参照图 9 的 (b))。气孔这样扩展时， 与消耗前相比工艺特性发生变化， 因此， 产生更换成新的电极 板 160 的需要。
电极板 160 的气孔扩展而成为喇叭状时， 等离子体中的离子、 电子蔓延到气孔的 内部。 如图 9 的 (b) 所示， 蔓延到内部的离子、 电子在气孔内与气体的气流反向流动地前进， 使在电极板 160 与冷却板 170 之间的间隙中滞留的气体激发。由此， 在电极板 160 与冷却 板 170 之间产生异常放电。电子进一步在冷却板 170 的气孔中与气体的气流反向流动地前 进时， 有时也在冷却板 170 的上表面、 处理容器 100 的顶面位置产生异常放电。异常放电或 者使电极板 160、 冷却板 170 损伤、 或者成为微粒源、 对覆盖电极板 160、 冷却板 170 的表面 的耐酸铝覆膜造成损伤、 污染处理容器 100 内， 因此， 优选避免异常放电。
因此， 本实施方式的电极板 160 形成有第 1 倾斜孔 106、 Y 字孔 107 的气孔 ( 参照 图 9 的 (c) 和图 9 的 (d))。由此， 气孔在途中弯曲， 因此， 进入到气孔内的等离子体中的带 电粒子与壁碰撞， 易于消灭。由此， 能够抑制等离子体前进到电极板 160 的上部。由此， 能 够防止异常放电。 特别是气孔的类型为图 9 的 (d) 所示的 Y 字孔 107 时， 在弯曲部分形成捕获用细 孔 107c， 构成为易于将带电粒子捕获到捕获用细孔 107c 的空间中。因此， 与气孔的类型为 图 9 的 (c) 所示的第 1 倾斜孔 106 时相比， 易于捕获带电粒子。由此， 与气孔为第 1 倾斜孔 106 时相比， 气孔为 Y 字孔 107 时， 能够更有效地防止异常放电。
根据上面说明的放电的实验结果和弯曲孔的原理， 在本实施方式的电极板 160 中， 在电极板 160 的板面内的易于放电的区域配置弯曲孔。例如， 在本实施方式的电极板 160 中， 将弯曲孔排列为最易于放电的区域的自最外周侧起两周的气孔。但是， 在本实施方 式中， 将 Y 字孔 107 用于自最外周侧起两周的区域的气孔， 但不限于此， 也可以使用第 1 倾 斜孔 106、 第 2 倾斜孔 109 来代替 Y 字孔 107。另外， 在本实施方式中， 在自内周侧起 19 周 的区域使用第 1 倾斜孔 106， 但也可以使用第 2 倾斜孔 109、 标准孔。
( 气孔的由类型决定的特征 )
为了按照目的将上面说明的各种各样的结构的弯曲孔最优化地配置， 了解图 10 所示的气孔的由类型决定的特征是有益的。例如， 在耐放电性能这一点上， 标准孔最差， 按 照第 1 倾斜孔 (7 ∶ 3)106、 第 2 倾斜孔 (5 ∶ 5)109、 Y 字孔 107 的顺序变好。
在第 1 倾斜孔 (7 ∶ 3)106 和第 2 倾斜孔 (5 ∶ 5)109 中， 由于第 2 倾斜孔 (5 ∶ 5)109 一方的倾斜部分较长， 因此， 进入到气孔内的等离子体的电子易于与壁碰撞并消灭。因此， 与第 1 倾斜孔 (7 ∶ 3)106 相比， 第 2 倾斜孔 (5 ∶ 5)109 一方更难以放电。
在制造成本这一点上， Y 字孔 107 最差， 按照第 2 倾斜孔 (5 ∶ 5)109、 第 1 倾斜孔 (7 ∶ 3)106、 标准孔的顺序变好。原因在于， Y 字孔 107 在结构上最复杂， 继 Y 字孔 107 之 后倾斜孔 106、 109 的构造较复杂， 因此， 机械加工耗费劳力和时间。
( 气孔的配置的最优化 )
图 11 表示根据上面说明的气孔的由类型决定的特征、 按照目的将各种各样的结 构的弯曲孔和标准孔最优化的例子。图 11 的配置例 (1) ～ (5) 都是沿着电极板 160 的径 向将电极板 160 的设成同心圆状的 21 周分割成内周侧区域、 外周侧区域、 内周侧区域与外
周侧区域之间的中间区域这三个区域时的最佳配置例。内周侧区域为 1 周～ 15 周、 外周侧 区域为 20 周、 21 周、 内周侧与外周侧之间的中间区域为 16 周～ 19 周。内周侧区域在电极 板 160 的板面的 1 周～ 21 周中沿着径向占据 0％～ 75％的部分。中间区域在电极板 160 的板面的 1 周～ 21 周中沿着径向占据 75％～ 95％的部分。外周侧区域在电极板 160 的板 面的 1 周～ 21 周中沿着径向占据 95％～ 100％的部分。
( 配置例 (1) ： 重视放电对策的配置例 )
例如， 配置例 (1) 是特别重视放电对策的例子。在配置例 (1) 中， 在内周侧区域形 成第 1 倾斜孔 (7 ∶ 3)106、 在中间区域形成 Y 字孔 107 或者第 2 倾斜孔 (5 ∶ 5)109、 在外 周侧区域形成 Y 字孔 107。
在配置例 (1) 中， 通过在所有的区域形成弯曲孔， 能够在电极板 160 的整个板面上 防止异常放电。另外， 通过在易于产生异常放电的中间区域和外周侧区域形成 Y 字孔 107 或者第 2 倾斜孔 (5 ∶ 5)109、 在特别易于产生异常放电的外周侧区域形成 Y 字孔 107， 能够 可靠地防止异常放电。另外， 在易于受到等离子体的影响的内周侧区域， 由于电极板 160 易 于消耗， 因此， 形成比 Y 字孔 107 或者第 2 倾斜孔 (5 ∶ 5)109 耐消耗、 寿命长的第 1 倾斜孔 (7 ∶ 3)106。由此， 能够延长电极板 160 的寿命。 ( 配置例 (2) ： 重视放电对策的配置例 )
配置例 (2) 也与配置例 (1) 同样是重视放电对策的例子。在配置例 (2) 中， 在内 周侧区域形成第 1 倾斜孔 (7 ∶ 3)106、 在中间区域形成第 2 倾斜孔 (5 ∶ 5)109、 在外周侧 区域形成 Y 字孔 107 或者第 2 倾斜孔 (5 ∶ 5)109。
在配置例 (2) 的情况下， 也通过在所有的区域形成弯曲孔， 能够在电极板 160 的整 个板面上抑制异常放电。另外， 通过在易于产生异常放电的中间区域和外周侧区域形成 Y 字孔 107 或者第 2 倾斜孔 (5 ∶ 5)109， 能够防止异常放电。另外， 在易于受到等离子体的影 响的内周侧区域， 由于电极板 160 易于消耗， 因此， 形成寿命较长的第 1 倾斜孔 (7 ∶ 3)106。 由此， 能够延长电极板 160 的寿命。与配置例 (1) 相比， 虽然会在一定程度上不利于放电对 策方面， 但在成本方面有利。
( 配置例 (3) ： 追加考虑寿命、 生产率的配置例 )
在配置例 (3) 中， 在内周侧区域形成第 1 倾斜孔 (7 ∶ 3)106 或者第 2 倾斜孔 (5 ∶ 5)109、 在中间区域形成第 1 倾斜孔 (7 ∶ 3)106 或者第 2 倾斜孔 (5 ∶ 5)109、 在外周 侧区域形成第 2 倾斜孔 (5 ∶ 5)109。在配置例 (3) 的情况下， 也通过在所有的区域形成弯 曲孔， 能够在电极板 160 的整个板面上抑制异常放电。另外， 通过在内周侧区域形成寿命较 长的第 1 倾斜孔 (7 ∶ 3)106， 能够延长电极板 160 的寿命。另外， 通过在所有的区域不形成 Y 字孔 107， 与配置例 (1)(2) 的情况相比， 能够进一步谋求成本的下降。
( 配置例 (4) ： 追加考虑寿命、 生产率的配置例 )
在配置例 (4) 中， 在内周侧区域形成第 1 倾斜孔 (7 ∶ 3)106 或者标准孔、 在中间 区域和外周侧区域形成第 1 倾斜孔 (7 ∶ 3)106。在配置例 (4) 的情况下， 通过在中间区域 和外周侧区域形成弯曲孔， 能够在易于产生放电的部分抑制异常放电。通过在难以产生放 电的内周侧区域形成标准孔， 能够提高生产率。
( 配置例 (5) ： 追加考虑寿命、 生产率的配置例 )
在 配 置 例 (5) 中， 在 内 周 侧 区 域 形 成 标 准 孔、 在中间区域形成第 1 倾斜孔
(7 ∶ 3)106 或者标准孔、 在外周侧区域形成第 1 倾斜孔 (7 ∶ 3)106。在配置例 (5) 的情况 下， 也通过在外周侧区域 ( 和中间区域 ) 形成弯曲孔， 能够在最易于引起放电的区域抑制异 常放电。另外， 通过在难以产生放电的内周侧区域形成标准孔， 能够提高生产率。
这样一来， 能够实现在易于引起放电的部分重视异常放电的防止、 在难以引起放 电的部分重视消耗量、 生产率、 制造成本的配置， 能够对谋求了异常放电的防止和电极板 160 的寿命、 生产率、 制造成本之间的平衡的等离子体蚀刻用的电极板 160 进行制造。
上面说明的具体的配置例能够如下所述那样规则化。即、 能够决定第 1 配置规则， 该第 1 配置规则如下所述 ： 沿着上述电极板的径向分割成两个以上的区域， 形成有 Y 字孔 107 的区域位于比形成有倾斜孔 106、 109 的区域靠外周侧的位置， 形成有倾斜孔 106、 109 的 区域位于比形成有标准孔的区域靠外周侧的位置。于是， 按照该第 1 配置规则， 能够将各类 型的气孔形成在各区域。
另外， 也能够进行如下述那样的规则化。即、 能够决定第 2 配置规则， 该第 2 配置 规则如下所述 ： 倾斜孔包括第 1 倾斜孔 (7 ∶ 3)106、 第 2 倾斜孔 (5 ∶ 5)109， 该第 2 倾斜孔 (5 ∶ 5)109 的直细孔的长度与斜细孔的长度之比小于第 1 倾斜孔 (7 ∶ 3)106 的直细孔的 长度与斜细孔的长度之比， 形成有第 1 倾斜孔 106 的区域位于比形成有第 2 倾斜孔 109 的 区域靠内周侧的位置。于是， 按照该第 2 配置规则， 能够将各类型的气孔形成在各区域。但 是， 倾斜孔不限于第 1 倾斜孔 106 和第 2 倾斜孔 109， 可以考虑将包括多种比率的直细孔和 斜细孔的倾斜孔作为第 1 倾斜孔和第 2 倾斜孔。在此情况下， 也将直细孔的长度与斜细孔 的长度之比较大的倾斜孔设在比直细孔的长度与斜细孔的长度之比较小的倾斜孔靠内周 侧的位置。 也可以沿着上述电极板的径向分割成内周侧区域、 外周侧区域、 内周侧与外周侧 之间的中间区域这三个区域， 将 Y 字孔 107、 第 1 倾斜孔 106、 第 2 倾斜孔 109、 标准孔中的适 合于上述第 1 配置规则和上述第 2 配置规则的气孔分别形成为上述内周侧的气孔、 上述外 周侧的气孔、 上述中间的气孔。
这样一来， 通过按照目的将各种各样的结构的弯曲孔最优化地配置， 能够防止在 用作气体簇射头的电极板 160 的上部的异常放电。由此， 防止微粒的发生、 晶圆、 处理容器 100 内的污染而能够稳定地实现良好的工艺， 并且能够延长电极板 160 的寿命。但是， 由于 弯曲孔的机械加工比标准孔的机械加工复杂， 因此， 存在生产率的问题。然而， 对此也能够 通过缩减弯曲孔的个数而稳定地生产电极板 160。另外， 采用本实施方式的电极板 160， 能 够防止反应生成物的吸附和微粒的发生。
但是， 优选两个以上的区域中的每一个区域内的气孔的类型相同。 另外， 如果三个 区域中的任两个区域的气孔的类型不同， 则三个区域中的邻接的任两个区域内的气孔的类 型也可以相同。 也可以在分割成两个以上的区域中的所有的区域形成相同类型的弯曲的气 孔。通过在所有的区域设置弯曲的气孔， 更能够抑制放电的发生， 并且， 能够谋求均匀的气 体的导入和制造成本的下降。
等离子体蚀刻处理装置 10 包括 ： 处理容器 100 ； 第 1 电极和第 2 电极， 其在处理容 器 100 的内部彼此相对、 并且在两者之间形成等离子体生成空间 U ； 气体供给源 115， 其用于 将气体供给到处理容器 100 的内部 ； 其特征在于， 第 1 电极包括具有规定的厚度的圆板状的 电极板 160， 在同心圆状的多个不同的圆周上形成有将电极板 160 的一个面铅垂地贯通的
多个气孔， 在沿着径向将电极板 160 分割成两个以上的区域中的每个区域形成有不同类型 的气孔， 上面说明的本实施方式的等离子体蚀刻用的电极板 160 能够应用于该等离子体蚀 刻处理装置 10。
此时， 虽然等离子体蚀刻处理装置 10 的第 1 电极也能够应用于下部电极 110， 但优 选应用于上部电极 105。
上面， 参照附图详细说明了本发明的最佳的实施方式， 但本发明不限于上述例子。 如果是具有本发明所属的技术领域的常识的人员， 则显然能够在权利要求书所述的技术构 思的范围内想到各种变更例或者修改例， 对于上述各种变更例或者修改例， 当然也认为其 属于本发明的保护范围。
例如， 本发明的电极板优选用于等离子体蚀刻， 但不限于上述例子。例如， 也能够 应用于微波等离子体处理装置、 ICP( 电感耦合等离子体 ： Inductively Coupled Plasma) 等 离子体处理装置等等离子体处理装置。