CN117178349A - 等离子体处理装置和基片处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的等离子体处理装置中，基片支承部具有基座和电介质部。基座包括基体部件和电极。基体部件由电介质或绝缘体形成。电极形成于基体部件的上表面。电极构成基座的上表面。电介质部提供能够在其上载置基片的支承面。电介质部从基座的上表面延伸至支承面，仅由电介质形成。偏置电源和吸盘电源与基座的电极电连接。

Description

等离子体处理装置和基片处理方法
技术领域
本发明的例示的实施方式涉及等离子体处理装置和基片处理方法。
背景技术
等离子体处理装置被应用在对基片的等离子体处理中。等离子体处理装置包括腔室和基片支承部。基片支承部包括基座和静电吸盘。基座构成下部电极。基座与偏置电源连接。静电吸盘设置在基座上。静电吸盘包括绝缘层和设置于该绝缘层中的电极。静电吸盘的电极与直流电源连接。下述的专利文献1和2公开了这样的等离子体处理装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2019-169635号公报
专利文献2：日本特开2020-205444号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明提供一种将来自偏置电源的偏置能量高效地供给到基片的技术。
用于解决技术问题的技术方案
在一个例示的实施方式中，提供一种等离子体处理装置。等离子体处理装置包括腔室、基片支承部、等离子体生成部、偏置电源和吸盘电源。基片支承部设置于腔室内。等离子体生成部构成为能够在腔室内生成等离子体。偏置电源构成为能够产生用于从等离子体将离子吸引到基片的偏置能量。吸盘电源构成为能够产生为了利用静电引力保持基片而被施加到基片支承部的电压。偏置能量是高频功率或周期性地产生的电压的脉冲。基片支承部具有基座和电介质部。基座包括基体部件和电极。基体部件由电介质或绝缘体形成。电极形成于基体部件的上表面。电极构成基座的上表面。电介质部提供能够在其上载置基片的支承面。电介质部从基座的上表面延伸至支承面，仅由电介质形成。偏置电源和吸盘电源与基座的电极电连接。
发明效果
根据一个例示的实施方式，能够将来自偏置电源的偏置能量高效地供给到基片。
附图说明
图1是概略地表示一个例示的实施方式的等离子体处理装置的图。
图2是概略地表示一个例示的实施方式的等离子体处理装置的图。
图3是表示一个例示的实施方式的等离子体处理装置的基片支承部和多个电源的图。
图4是表示另一例示的实施方式的等离子体处理装置的基片支承部和多个电源的图。
图5是表示又一例示的实施方式的等离子体处理装置的基片支承部和多个电源的图。
图6是表示又一例示的实施方式的等离子体处理装置的基片支承部和多个电源的图。
图7是表示又一例示的实施方式的等离子体处理装置的基片支承部和多个电源的图。
图8是表示又一例示的实施方式的等离子体处理装置的基片支承部和多个电源的图。
图9是表示又一例示的实施方式的等离子体处理装置的基片支承部和多个电源的图。
图10是表示又一例示的实施方式的等离子体处理装置的基片支承部和多个电源的图。
图11是表示又一例示的实施方式的等离子体处理装置的基片支承部和多个电源的图。
图12是一个例示的实施方式的基片处理方法的流程图。
具体实施方式
以下，对各种例示的实施方式进行说明。
在一个例示的实施方式中，提供一种等离子体处理装置。等离子体处理装置包括腔室、基片支承部、等离子体生成部、偏置电源和吸盘电源。基片支承部设置于腔室内。等离子体生成部构成为能够在腔室内生成等离子体。偏置电源构成为能够产生用于从等离子体将离子吸引到基片的偏置能量。吸盘电源构成为能够产生为了利用静电引力保持基片而被施加到基片支承部的电压。偏置能量是高频功率或周期性地产生的电压的脉冲。基片支承部具有基座和电介质部。基座包括基体部件和电极。基体部件由电介质或绝缘体形成。电极形成于基体部件的上表面。电极构成基座的上表面。电介质部提供能够在其上载置基片的支承面。电介质部从基座的上表面延伸至支承面，仅由电介质形成。偏置电源和吸盘电源与基座的电极电连接。
在上述实施方式中，由于电极未设置在电介质部内，因此能够减小电介质部的厚度。因此，基座的电极与基片之间的阻抗变小。其结果，能够将偏置能量高效地供给到基片。
在一个例示的实施方式中，也可以为，偏置电源经由电容器与基座的电极电连接。偏置电源利用电容器而与吸盘电源直流地隔离。
在一个例示的实施方式中，也可以为，偏置电源和吸盘电源经由在基体部件的上表面与下表面之间延伸的配线与电极电连接。
在一个例示的实施方式中，也可以为，等离子体生成部包括与基座的电极电连接的高频电源。
在一个例示的实施方式中，也可以为，电介质部的支承面包括能够在其上载置基片的第一区域和能够在其上载置边缘环的第二区域。在本实施方式中，基座的上述电极是设置于第一区域的下方的第一电极。也可以为，基座还包括第二电极。第二电极设置于第二区域的下方，构成基座的上表面，与第一电极分离。偏置电源或其他偏置电源和其他吸盘电源电连接到第二电极。
在一个例示的实施方式中，也可以为，第二电极包含构成双极电极的两个电极。也可以为，其他吸盘电源包括分别与两个电极连接的两个电源。
在一个例示的实施方式中，也可以为，偏置电源或其他偏置电源经由电容器与第二电极电连接。偏置电源或其他偏置电源利用电容器而与其他吸盘电源直流地隔离。
在一个例示的实施方式中，也可以为，偏置电源或其他偏置电源和其他吸盘电源经由在基体部件的上表面与下表面之间延伸的配线而与第二电极电连接。
在另一例示的实施方式中，提供一种等离子体处理装置。等离子体处理装置包括腔室、基片支承部、等离子体生成部、偏置电源和吸盘电源。基片支承部设置于腔室内。等离子体生成部构成为能够在腔室内生成等离子体。偏置电源构成为能够产生用于从等离子体将离子吸引到基片的偏置能量。吸盘电源构成为能够产生为了利用静电引力保持基片而被施加到基片支承部的电压。偏置能量是高频功率或周期性地产生的电压的脉冲。基片支承部包括基座和电介质部。电介质部提供能够在其上载置基片的支承面，从基座的上表面延伸至支承面，仅由电介质形成。支承面包括能够在其上载置基片的第一区域和能够在其上载置边缘环的第二区域。基座包括第一部分和第二部分。第一部分由导电性材料形成，设置于第一区域的下方。第二部分由导电性材料形成，设置于第二区域的下方，与第一部分分离。偏置电源和吸盘电源电连接到第一部分。偏置电源或其他偏置电源和其他吸盘电源电连接到第二部分。
在上述实施方式中，由于电极未设置在电介质部内，因此能够减小电介质部的厚度。因此，基座的第一部分与基片之间的阻抗和基座的第二部分与边缘环之间的阻抗变小。其结果，能够将偏置能量高效地供给到基片和边缘环。
在一个例示的实施方式中，也可以为，第二部分包含构成双极电极的两个部分。也可以为，其他吸盘电源包括分别与两个部分连接的两个电源。
在一个例示的实施方式中，也可以为，偏置电源经由电容器与第一部分电连接。偏置电源利用电容器与吸盘电源直流地隔离。也可以为，偏置电源或其他偏置电源经由电容器与第二部分电连接。偏置电源或其他偏置电源利用电容器与其他吸盘电源直流地隔离。
在一个例示的实施方式中，也可以为，等离子体生成部包括与基座的第一部分电连接的高频电源。
在又一例示的实施方式中，提供一种使用上述例示的实施方式中的任一等离子体处理装置的基片处理方法。基片处理方法包括在基片支承部的电介质部上载置基片的步骤。基片处理方法还包括使用等离子体生成部在腔室内生成等离子体的步骤。基片处理方法还包括通过供给来自吸盘电源的电压而利用基片支承部保持基片的步骤。基片处理方法还包括通过从偏置电源供给偏置能量而将来自等离子体的离子吸引到基片的步骤。
以下，参照附图，对各种例示的实施方式详细地进行说明。此外，在各附图中对相同或相应的部分标注相同的附图标记。
图1和图2是概略地表示一个例示的实施方式的等离子体处理装置的图。
在一个实施方式中，等离子体处理系统包括等离子体处理装置1和控制部2。等离子体处理装置1包括等离子体处理腔室10、基片支承部11和等离子体生成部12。等离子体处理腔室10具有等离子体处理空间。另外，等离子体处理腔室10具有用于向等离子体处理空间供给至少一种处理气体的至少一个气体供给口和用于从等离子体处理空间排出气体的至少一个气体排出口。气体供给口与后述的气体供给部20连接，气体排出口与后述的排气系统40连接。基片支承部11配置在等离子体处理空间内，具有用于支承基片的基片支承面。
等离子体生成部12构成为能够从供给到等离子体处理空间内的至少一种处理气体生成等离子体。在等离子体处理空间中形成的等离子体也可以是电容耦合等离子体(CCP：Capacitively Coupled Plasma)、电感耦合等离子体(ICP：Inductively CoupledPlasma)、ECR等离子体(Electron-Cyclotron-resonance plasma：电子回旋共振等离子体)、螺旋波激发等离子体(HWP：Helicon Wave Plasma)或表面波等离子体(SWP：SurfaceWave Plasma)等。另外，也可以使用包括AC(Alternating Current：交流)等离子体生成部和DC(Direct Current：直流)等离子体生成部在内的各种类型的等离子体生成部。在一个实施方式中，在AC等离子体生成部中使用的AC信号(AC功率)具有100kHz～10GHz的范围内的频率。因此，AC信号包括RF(Radio Frequency：高频)信号和微波信号。在一个实施方式中，RF信号具有200kHz～150MHz的范围内的频率。
控制部2处理使等离子体处理装置1执行本发明中说明的各种步骤的计算机可执行的命令。控制部2可构成为能够执行在此说明的各种步骤以控制等离子体处理装置1的各要素。在一个实施方式中，控制部2的一部分或全部也可以包含在等离子体处理装置1中。控制部2例如可以包括计算机2a。计算机2a可以包括例如处理部(CPU：Central ProcessingUnit，中央处理单元)2a1、存储部2a2和通信接口2a3。处理部2a1可以构成为基于存储于存储部2a2的程序进行各种控制动作。存储部2a2可以包括RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive：固态驱动器)或它们的组合。通信接口2a3可以经由LAN(LocalArea Network：局域网)等通信线路与等离子体处理装置1之间进行通信。
以下，对作为等离子体处理装置1的一例的电容耦合等离子体处理装置的结构例进行说明。电容耦合等离子体处理装置1包括等离子体处理腔室10、气体供给部20、多个电源和排气系统40。另外，等离子体处理装置1包括基片支承部11和气体导入部。气体导入部构成为能够将至少一种处理气体导入等离子体处理腔室10内。气体导入部包括喷淋头13。基片支承部11配置在等离子体处理腔室10内。喷淋头13配置在基片支承部11的上方。在一个实施方式中，喷淋头13构成等离子体处理腔室10的顶部(ceiling)的至少一部分。等离子体处理腔室10具有由喷淋头13、等离子体处理腔室10的侧壁10a和基片支承部11规定的等离子体处理空间10s。侧壁10a接地。喷淋头13和基片支承部11与等离子体处理腔室10的壳体电绝缘。
基片支承部11构成为能够支承载置于其上的基片W。基片支承部11构成为还能够支承载置于其上的边缘环ER。边缘环ER是环状的部件，例如由硅、碳化硅这样的材料形成。基片W配置在基片支承部11上且被边缘环ER包围的区域内。基片支承部11也可以包括温度调节模块，该温度调节模块构成为能够将边缘环ER和基片W中的至少一者调节为目标温度。温度调节模块可以包括加热器、传热介质、流路或它们的组合。盐水(brine)、气体那样的传热流体能够在流路中流动。另外，基片支承部11也可以包括构成为能够向基片W的背面与基片支承面111a之间供给传热气体的传热气体供给部。
喷淋头13构成为能够将来自气体供给部20的至少一种处理气体导入等离子体处理空间10s内。喷淋头13具有至少一个气体供给口13a、至少一个气体扩散室13b和多个气体导入口13c。供给到气体供给口13a的处理气体通过气体扩散室13b从多个气体导入口13c被导入到等离子体处理空间10s内。另外，喷淋头13包括导电性部件。喷淋头13的导电性部件作为上部电极发挥功能。此外，气体导入部除了喷淋头13以外，还可以包括安装在形成于侧壁10a的一个或多个开口部的一个或多个侧方气体注入部(SGI：Side Gas Injector)。
气体供给部20可以包括至少一个气体源21和至少一个流量控制器22。在一个实施方式中，气体供给部20构成为能够将至少一种处理气体从与之分别对应的气体源21经由与之分别对应的流量控制器22供给到喷淋头13。各流量控制器22例如可以包括质量流量控制器或压力控制式的流量控制器。而且，气体供给部20也可以包括对至少一种处理气体的流量进行调制或将其脉冲化的至少一个流量调制器件。
多个电源包括构成等离子体生成部的一个以上的高频电源、产生用于将离子吸引到基片的偏置能量的一个以上的偏置电源、用于利用静电引力保持基片W和边缘环ER的一个以上的吸盘电源。稍后将描述这些电源。
排气系统40例如能够与设置于等离子体处理腔室10的底部的气体排出口10e连接。排气系统40也可以包括压力调节阀和真空泵。能够利用压力调节阀来调节等离子体处理空间10s内的压力。真空泵也可以包括涡轮分子泵、干式泵或它们的组合。
以下，参照图3。图3是表示一个例示的实施方式的等离子体处理装置的基片支承部和多个电源的图。图3所示的基片支承部11A能够用作等离子体处理装置1的基片支承部11。
基片支承部11A包括基座16和电介质部18。基座16包括基体部件16b和一个以上的电极。基体部件16b由电介质或绝缘体形成。基体部件16b具有大致圆盘形状。基体部件16b例如由氮化铝或氧化铝之类的陶瓷形成。
基座16的一个以上的电极形成于基体部件16b的上表面。基座16的一个以上的电极构成基座16的上表面16u。基座16的一个以上的电极可以是导电膜。在一个实施方式中，基座16可以包含第一电极161和第二电极162作为一个以上的电极。第一电极161包含上表面16u的中心，呈大致圆形。第二电极162与第一电极161分离。第二电极162也可以以包围第一电极161的方式在周向上延伸。即，第二电极162也可以具有环形形状。
在一个实施方式中，第二电极162也可以包括构成双极电极的两个电极162a和162b。两个电极162a和162b彼此分离。两个电极162a和162b各自也可以具有环形形状。两个电极162a和162b中的一者也可以相对于另一者在径向外侧沿周向延伸。或者，两个电极162a和162b各自也可以由彼此分离地排列于周向的多个电极构成。
在一个实施方式中，基座16也可以包括电极163。电极163也可以是形成于基体部件16b的下表面的导电膜。在一个实施方式中，基座16也可以包括多个配线165、166a和166b。多个配线165、166a和166b在基体部件16b的上表面与下表面之间延伸。一个以上的配线165将第一电极161与电极163彼此连接。一个以上的配线166a与电极162a连接。一个以上的配线166b与电极162b连接。多个配线165、166a和166b各自也可以是形成于基体部件16b的通孔。或者，多个配线165、166a和166b各自也可以是沿着基体部件16b的表面形成的导体线。此外，电极163可以是平面的电极，也可以是将用于第一电极161、电极162a、电极162b各自的供电点分别连接到配线165、166a、166b的配线。
电介质部18提供能够在其上载置基片W的支承面18s。电介质部18从基座16的上表面16u延伸至支承面18s，仅由电介质形成。电介质部18例如由氮化铝或氧化铝这样的陶瓷形成。
在一个实施方式中，电介质部18的支承面18s也可以包括第一区域181和第二区域182。第一区域181包含支承面18s的中心，呈大致圆形。基片W能够载置在第一区域181上。第一区域181在基座16的第一电极161的上方延伸。即，第一电极161设置于第一区域181的下方。
第二区域182相对于第一区域181在径向外侧沿周向延伸。即，第二区域182具有环形形状。边缘环ER能够载置在第二区域182上。第二区域182在基座16的第二电极162的上方延伸。即，第二电极162(电极162a和162b)设置于第二区域182的下方。
在一个实施方式中，基片支承部11还可以包括绝缘体部11i。绝缘体部11i覆盖第一电极161的端面(外周面)和第二电极162的内侧端面(内周面)以将其隐藏而不与等离子体接触。在一个实施方式中，电介质部18也可以被分离为提供第一区域181的部分和提供第二区域182的部分。绝缘体部11i可以处于提供第一区域181的部分的外周面与提供第二区域182的部分的内周面之间。
等离子体处理装置1的多个电源也可以包括吸盘电源31、32和33。吸盘电源31、32和33分别是直流电源或者可变直流电源。吸盘电源31经由开关31s、电极163和一个以上的配线165与第一电极161连接。当来自吸盘电源31的直流电压被施加到第一电极161时，基片W被静电引力吸附到第一区域181而被基片支承部11A保持。
吸盘电源32经由开关32s和一个以上的配线166a与电极162a连接。吸盘电源33经由开关33s和一个以上的配线166b与电极162b连接。当来自吸盘电源32的直流电压被施加到电极162a，且来自吸盘电源33的直流电压被施加到电极162b时，边缘环ER被静电引力吸附到第二区域182而被基片支承部11A保持。
等离子体处理装置1的多个电源包括一个以上的高频电源和一个以上的偏置电源。在图3所示的例子中，多个电源包括高频电源51、高频电源52、偏置电源53和偏置电源54。
高频电源51和高频电源52构成一个实施方式的等离子体生成部。高频电源51和高频电源52分别产生具有适于从腔室10内的气体生成等离子体的频率的高频功率。高频电源51和高频电源52各自产生的高频功率例如具有13MHz～150MHz的范围内的频率。
高频电源51经由匹配器51m、电极163和一个以上的配线165与第一电极161连接。匹配器51m包含用于使高频电源51的负载的阻抗与高频电源51的输出阻抗相匹配的匹配电路。
高频电源52经由匹配器52m、电容器54ca和一个以上的配线166a与电极162a连接。另外，高频电源52经由匹配器52m、电容器54cb和一个以上的配线166b与电极162b连接。匹配器52m包含用于使高频电源52的负载的阻抗与高频电源52的输出阻抗相匹配的匹配电路。电容器54ca将高频电源52与吸盘电源32直流地隔离。电容器54cb将高频电源52与吸盘电源33直流地隔离。
偏置电源53和偏置电源54产生用于将离子吸引到基片W和边缘环ER的偏置能量。偏置能量可以是高频偏置功率。高频偏置功率例如具有100kHz～13.56MHz的范围内的频率。或者，偏置能量也可以是周期性地产生的电压的脉冲。电压的脉冲具有正或负的极性。电压的脉冲可以是具有任意波形的脉冲。电压的脉冲也可以是负的直流电压的脉冲。电压的脉冲以100kHz～13.56MHz的范围内的重复频率周期性地产生。
偏置电源53经由匹配器53m、电容器53c、电极163和一个以上的配线165与第一电极161连接。匹配器53m包含用于使偏置电源53的负载的阻抗与偏置电源53的输出阻抗相匹配的匹配电路。电容器53c被设置成能够将偏置电源53与吸盘电源31直流地隔离。
偏置电源54经由匹配器54m、电容器54ca和一个以上的配线166a与电极162a连接。另外，偏置电源54经由匹配器54m、电容器54cb和一个以上的配线166b与电极162b连接。匹配器54m包含用于使偏置电源54的负载的阻抗与偏置电源54的输出阻抗相匹配的匹配电路。电容器54ca被设置成能够将偏置电源54与吸盘电源32直流地隔离。电容器54cb被设置成能够将偏置电源54与吸盘电源33直流地隔离。
在等离子体处理装置1中，由于电极未设置在电介质部18内，因此能够减小电介质部18的厚度。因此，基座16的第一电极161与基片W之间的阻抗变小。另外，基座16的电极162a和162b各自与边缘环ER之间的阻抗变小。其结果，向基片W高效地供给偏置能量。另外，偏置能量被高效地供给到边缘环ER。另外，高频功率经由基片W和边缘环ER与等离子体高效地耦合。因此，能够减小偏置能量。另外，能够减小高频功率。因此，能够抑制基片支承部11A的电极、接点等的发热。
另外，基座16的基体部件16b由电介质或绝缘体形成，因此基座16的热膨胀率与电介质部18的热膨胀率之间的差较小。因此，能够抑制由基座16的热膨胀率与电介质部18的热膨胀率之间的差引起的基片支承部11A的损伤。
在一个实施方式中，电介质部18也可以满足下述的(1)。
0.5×CW0/SW<CFO/SF<1.5×CW0/SW…(1)
在式(1)中，CW0是基座16与基片W之间的静电电容。SW是基片W的一个主面(例如下表面或与等离子体接触的面)的面积。CFO是基座16与边缘环ER之间的静电电容。SF是边缘环的一个主面(例如下表面或与等离子体接触的面)的面积。通过满足式(1)，经由基片W与等离子体耦合的高频功率的功率密度和经由边缘环ER与等离子体耦合的高频功率的功率密度之差降低。因此，腔室内的等离子体的密度的不均得到抑制。
在一个实施方式中，基片支承部11A也可以构成为基片W与边缘环ER之间的静电电容为10nF以下或3nF以下。由此，能够抑制基片W与边缘环ER的电耦合。
以下，参照图4。图4是表示另一例示的实施方式的等离子体处理装置的基片支承部和多个电源的图。图4所示的基片支承部11B能够用作等离子体处理装置1的基片支承部11。基片支承部11B还包括一个以上的配线165a和一个以上的配线165b。一个以上的配线165a和一个以上的配线165b在基体部件16b的上表面与下表面之间延伸。一个以上的配线165a将电极163与电极162a彼此连接。一个以上的配线165b将电极163与电极162b彼此连接。
一个以上的配线165a和一个以上的配线165b各自也可以是形成于基体部件16b的通孔。或者，一个以上的配线165a和一个以上的配线165b各自也可以是沿着基体部件16b的表面形成的导体线。
在图4所示的例子中，等离子体处理装置1不包括高频电源52和匹配器52m。在图4所示的例子中，高频电源51经由匹配器51m、电极163和一个以上的配线165a与电极162a连接。另外，高频电源51经由匹配器51m、电极163和一个以上的配线165b与电极162b连接。在图4所示的例子中，来自单个的高频电源51的高频功率被分配到第一电极161和第二电极162。此外，图4所示的例子中的其他结构分别与图3所示的例子的对应的结构相同。
以下，参照图5。图5是表示又一例示的实施方式的等离子体处理装置的基片支承部和多个电源的图。如图5所示，等离子体处理装置1也可以不包括高频电源52、匹配器52m、偏置电源54和匹配器54m。
如图5所示，高频电源51经由匹配器51m、阻抗电路56、电容器53ca和配线166a与电极162a连接。另外，高频电源51经由匹配器51m、阻抗电路56、电容器53cb和配线166b与电极162b连接。偏置电源53经由匹配器53m、阻抗电路56、电容器53ca和配线166a与电极162a连接。另外，偏置电源53经由匹配器53m、阻抗电路56、电容器53cb和配线166b与电极162b连接。电容器53ca被设置成将高频电源51和偏置电源53与吸盘电源32直流地隔离。电容器53cb被设置成将高频电源51和偏置电源53与吸盘电源33直流地隔离。
阻抗电路56具有可变阻抗。阻抗电路例如包含可变电容器那样的可变阻抗元件。在图5所示的例子的等离子体处理装置1中，来自单个的高频电源51的高频功率被分配到第一电极161和第二电极162。另外，在图5所示的例子的等离子体处理装置1中，来自单个的偏置电源53的偏置能量被分配到第一电极161和第二电极162。高频功率和偏置能量各自的分配比率通过调节阻抗电路56的可变阻抗来设定。此外，图5所示的例子中的其他结构分别与图3所示的例子的对应的结构相同。
以下，参照图6。图6是表示又一例示的实施方式的等离子体处理装置的基片支承部和多个电源的图。图6所示的基片支承部11D能够用作等离子体处理装置1的基片支承部11。基片支承部11D具有基座16D来代替基座16。基座16D包括第一部分161D和第二部分162D。
第一部分161D和第二部分162D分别由导电性材料形成。第一部分161D和第二部分162D分别由例如铝这样的金属或金属陶瓷复合材料形成。
第一部分161D设置于第一区域181的下方。第一部分161D包含基座16D的中心，呈大致圆盘形状。第二部分162D设置于第二区域182的下方。第二部分162D在第一部分161D的径向外侧沿周向延伸。第二部分162D也可以在俯视时具有大致环形形状。第二部分162D与第一部分161D分离。第一部分161D与第二部分162D之间的间隙也可以由绝缘体材料(绝缘体部11i)或电介质材料填埋。
在一个实施方式中，第二部分162D也可以包含部分162e和162f。部分162e和162f构成双极电极。部分162e和162f分别在第一部分161D的径向外侧沿周向延伸。部分162e和162f各自也可以在俯视时具有大致环形形状。部分162f也可以在部分162e的径向外侧沿周向延伸。部分162e和162f彼此分离。部分162e与162f之间的间隙也可以由绝缘体材料或电介质材料填埋。
吸盘电源31经由开关31s与第一部分161D连接。当来自吸盘电源31的直流电压被施加到第一部分161D时，基片W被静电引力吸引到第一区域181而被基片支承部11D保持。
吸盘电源32经由开关32s与部分162e连接。吸盘电源33经由开关33s与部分162f连接。当来自吸盘电源32的直流电压被施加到部分162e，且来自吸盘电源33的直流电压被施加到部分162f时，边缘环ER被静电引力吸引到第二区域182而被基片支承部11D保持。
高频电源51经由匹配器51m与第一部分161D连接。高频电源52经由匹配器52m和电容器54ca与部分162e连接。另外，高频电源52经由匹配器52m和电容器54cb与部分162f连接。
偏置电源53经由匹配器53m和电容器53c与第一部分161D连接。偏置电源54经由匹配器54m和电容器54ca与部分162e连接。另外，偏置电源54经由匹配器54m和电容器54cb与部分162f连接。
在基片支承部11D中，由于电极未设置在电介质部18内，因此能够减小电介质部18的厚度。因此，基座16D的第一部分161D与基片W之间的阻抗和基座16D的第二部分162D与边缘环ER之间的阻抗变小。其结果，能够向基片W和边缘环ER高效地供给偏置能量。
在一个实施方式中，电介质部18也可以满足下述的(2)。
0.5×CW0/SW<CFO/SF<1.5×CW0/SW…(2)
在式(2)中，CW0是基座16D与基片W之间的静电电容。SW是基片W的一个主面(例如下表面或与等离子体接触的面)的面积。CFO是基座16D与边缘环ER之间的静电电容。SF是边缘环ER的一个主面(例如下表面或与等离子体接触的面)的面积。通过满足式(2)，能够降低经由基片W与等离子体耦合的高频功率的功率密度和经由边缘环ER与等离子体耦合的高频功率的功率密度之差。因此，能够抑制腔室内的等离子体的密度的不均。
在一个实施方式中，基片支承部11D也可以构成为基片W与边缘环ER之间的静电电容为10nF以下或3nF以下。由此，能够抑制基片W与边缘环ER的电耦合。
以下，参照图7。图7是表示又一例示的实施方式的等离子体处理装置的基片支承部和多个电源的图。如图7所示，等离子体处理装置1也可以不包括高频电源52、匹配器52m、偏置电源54和匹配器54m。
如图7所示，高频电源51经由匹配器51m、阻抗电路56和电容器53ca与部分162e连接。另外，高频电源51经由匹配器51m、阻抗电路56和电容器53cb与部分162f连接。偏置电源53经由匹配器53m、阻抗电路56和电容器53ca与部分162e连接。另外，偏置电源53经由匹配器53m、阻抗电路56和电容器53cb与部分162f连接。
在图7所示的例子的等离子体处理装置1中，来自单个的高频电源51的高频功率被分配到第一部分161D和第二部分162D。另外，在图7所示的例子的等离子体处理装置1中，来自单个的偏置电源53的偏置能量被分配到第一部分161D和第二部分162D。高频功率和偏置能量各自的分配比率能够通过调节阻抗电路56的可变阻抗来设定。此外，图7所示的例子中的其他结构分别与图6所示的例子的对应的结构相同。
以下，参照图8。图8是表示又一例示的实施方式的等离子体处理装置的基片支承部和多个电源的图。在上述的基片支承部11A和基片支承部11B中，第二电极162包含两个电极，与此相对，在图8所示的基片支承部11E中，第二电极162E构成为单个的电极。在第二电极162E连接有从基体部件16b的下表面通过端面延伸的配线166。此外，一个以上的配线165各自也可以经由形成于基体部件16b的周缘部分的槽将电极163与第一电极161连接。
吸盘电源32经由开关32s和配线166与第二电极162E连接。另外，高频电源52经由匹配器52m、电容器54c和配线166与第二电极162E连接。另外，偏置电源54经由匹配器54m、电容器54c和配线166与第二电极162E连接。另外，也可以将来自高频电源51的高频功率分配到第一电极161和第二电极162E。另外，也可以将来自偏置电源53的偏置能量分配到第一电极161和第二电极162E。
以下，参照图9。图9是表示又一例示的实施方式的等离子体处理装置的基片支承部和多个电源的图。在上述的基片支承部11D中，第二部分162D包括两个部分162e和162f，与此相对，在图9所示的基片支承部11F的基座16F中，第二部分162F构成为单个的部分。
吸盘电源32经由开关32s与第二部分162F连接。另外，高频电源52经由匹配器52m和电容器54c与第二部分162F连接。另外，偏置电源54经由匹配器54m和电容器54c与第二部分162F连接。另外，也可以将来自高频电源51的高频功率分配到第一部分161D和第二部分162F。另外，也可以来自偏置电源53的偏置能量分配到第一部分161D和第二部分162F。
以下，参照图10。图10是表示又一例示的实施方式的等离子体处理装置的基片支承部和多个电源的图。图10所示的例子是图3所示的例子的变形例。在图10所示的例子中，在基座16中形成有流路16f。从供给器向流路16f供给热介质(例如致冷剂)。热介质在流路16f中流动，返回供给器。流路16f能够以在不损害基座16的机械强度的限度内具有较宽的截面积的方式形成。此外，流路16f在图3所示的例子以外的上述例子中也可以形成于基座16中。
以下，参照图11。图11是表示又一例示的实施方式的等离子体处理装置的基片支承部和多个电源的图。图11所示的例子是图6所示的例子的变形例。在图11所示的例子中，在基座16D中形成有流路16f。从供给器向流路16f供给热介质(例如致冷剂)。热介质在流路16f中流动，返回供给器。流路16f能够形成为在不损害基座16D的机械强度的限度内具有较宽的截面积。此外，流路16f在图6所示的例子以外的上述例子中也可以形成在基座16D中。另外，流路16f在图9所示的例子中也可以形成在基座16F中。
以下，参照图12。图12是一个例示的实施方式的基片处理方法的流程图。图12所示的基片处理方法(以下称为“方法MT”)可以使用上述的等离子体处理装置1进行。在方法MT中，等离子体处理装置1的各部能够由控制部2控制。方法MT包括步骤STa、步骤STb、步骤STc和步骤STd。
在步骤STa中，在基片支承部的电介质部18上载置基片W。步骤STb、步骤STc和步骤STd在基片W载置于电介质部18上的状态下进行。
在步骤STb中，使用等离子体生成部在腔室10内生成等离子体。在步骤STb中，从气体供给部20向腔室10内供给处理气体。另外，在步骤STb中，利用排气系统40将腔室10内的压力减压至指定的压力。另外，在步骤STb中，为了从处理气体生成等离子体，供给高频功率。
在步骤STc中，通过利用吸盘电源31施加电压，基片W被基片支承部保持。另外，边缘环ER也可以通过利用吸盘电源32和吸盘电源33施加电压，在步骤STc中被基片支承部保持。或者，基片支承部对边缘环ER的保持也可以从步骤STb之前的时刻开始。
步骤STd在步骤STb中生成等离子体时进行。在步骤STd中，供给偏置能量，来自等离子体的离子被吸引到基片W。
以上，对各种例示的实施方式进行了说明，但并不限定于上述例示的实施方式，也可以进行各种追加、省略、替换和变更。另外，也可以将不同的实施方式中的要素组合而形成其他实施方式。
例如，来自高频电源的高频功率也可以不供给到基片支承部，而供给到上部电极。另外，在另一个实施方式中，等离子体处理装置也可以是电容耦合型以外的其他类型的等离子体处理装置。这样的等离子体处理装置也可以是电感耦合型的等离子体处理装置、电子回旋共振(ECR)等离子体处理装置、或者使用微波这样的表面波来生成等离子体的等离子体处理装置。
根据以上的说明可知，本发明的各种实施方式以说明为目的在本说明书中进行了说明，能够在不脱离本发明的范围和主旨的情况下进行各种变更。因此，本说明书所公开的各种实施方式并不意图限定，真正的范围和主旨由所附的权利要求书给出。
附图标记说明
1…等离子体处理装置、11…基片支承部、16…基座、18…电介质部、51…高频电源、53…偏置电源、31…吸盘电源。

Claims (13)

1.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：
腔室；
设置于所述腔室内的基片支承部；
等离子体生成部，其构成为能够在所述腔室内生成等离子体；
偏置电源，其构成为能够产生用于从所述等离子体将离子吸引到基片的偏置能量；和
吸盘电源，其构成为能够产生为了利用静电引力保持基片而被施加到所述基片支承部的电压；
所述偏置能量是高频功率或周期性地产生的电压的脉冲，
所述基片支承部包括：
基座，其包含由电介质或绝缘体形成的基体部件和形成于该基体部件的上表面的电极，该电极构成该基座的上表面；以及
仅由电介质形成的电介质部，其提供能够在其上载置基片的支承面，从所述基座的所述上表面延伸至所述支承面，
所述偏置电源和所述吸盘电源与所述基座的所述电极电连接。
2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述偏置电源经由电容器与所述电极电连接，与所述吸盘电源直流地隔离。
3.如权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述偏置电源和所述吸盘电源经由在所述基体部件的所述上表面与下表面之间延伸的配线与所述电极电连接。
4.如权利要求1～3中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述等离子体生成部包括与所述基座的所述电极电连接的高频电源。
5.如权利要求1～4中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述支承面包括能够在其上载置基片的第一区域和能够在其上载置边缘环的第二区域，
所述电极是设置于所述第一区域的下方的第一电极，
所述基座还包括第二电极，
所述第二电极设置于所述第二区域的下方，构成所述基座的所述上表面，与所述第一电极分离，
所述偏置电源或其他偏置电源和其他吸盘电源电连接到所述第二电极。
6.如权利要求5所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述第二电极包括构成双极电极的两个电极，
所述其他吸盘电源包括分别与所述两个电极连接的两个电源。
7.如权利要求5或6所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述偏置电源或其他偏置电源经由电容器与所述第二电极电连接，与所述其他吸盘电源直流地隔离。
8.如权利要求5～7中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述偏置电源或所述其他偏置电源和所述其他吸盘电源经由在所述基体部件的所述上表面与下表面之间延伸的配线与所述第二电极电连接。
9.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：
腔室；
设置于所述腔室内的基片支承部；
等离子体生成部，其构成为能够在所述腔室内生成等离子体；
偏置电源，其构成为能够产生用于从所述等离子体将离子吸引到基片的偏置能量；和
吸盘电源，其构成为能够产生为了利用静电引力保持基片而被施加到所述基片支承部的电压；
所述偏置能量是高频功率或周期性地产生的电压的脉冲，
所述基片支承部包括：
基座；和
仅由电介质形成的电介质部，其提供能够在其上载置基片的支承面，从所述基座的上表面延伸至所述支承面，
所述支承面包括能够在其上载置基片的第一区域和能够在其上载置边缘环的第二区域，
所述基座包括：
第一部分，其由导电性材料形成，设置于所述第一区域的下方；和
第二部分，其由导电性材料形成，设置于所述第二区域的下方，与所述第一部分分离，
所述偏置电源和所述吸盘电源电连接到所述第一部分，
所述偏置电源或其他偏置电源和其他吸盘电源电连接到所述第二部分。
10.如权利要求9所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述第二部分包括构成双极电极的两个部分，
所述其他吸盘电源包括分别与所述两个部分连接的两个电源。
11.如权利要求9或10所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述偏置电源经由电容器与所述第一部分电连接，与所述吸盘电源直流地隔离，
所述偏置电源或所述其他偏置电源经由电容器与所述第二部分电连接，与所述其他吸盘电源直流地隔离。
12.如权利要求9～11所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述等离子体生成部包括与所述基座的所述第一部分电连接的高频电源。
13.一种使用权利要求1～12中任一项所述的等离子体处理装置的基片处理方法，其特征在于，包括：
在所述基片支承部的所述电介质部上载置基片的步骤；
使用所述等离子体生成部在所述腔室内生成等离子体的步骤；
通过供给来自所述吸盘电源的电压，利用所述基片支承部保持所述基片的步骤；和
通过从所述偏置电源供给所述偏置能量，将来自所述等离子体的离子吸引到所述基片的步骤。
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