等离子体处理装置及等离子体处理方法与流程

1.本发明的示例性实施方式涉及一种等离子体处理装置及等离子体处理方法。


背景技术：

2.等离子体处理装置用于对基板的等离子体处理中。等离子体处理装置具备腔室及基板保持电极。基板保持电极设置于腔室内。基板保持电极保持载置于其主表面上的基板。这种等离子体处理装置的一种记载于日本特开2009
‑
187975号公报(以下，称为“专利文献1”)中。
3.在专利文献1中所记载的等离子体处理装置还具备高频发生装置及dc负脉冲发生装置。高频发生装置对基板保持电极施加高频电压。在专利文献1中所记载的等离子体处理装置中，可交替地切换高频电压的开启和关闭。并且，在专利文献1中所记载的等离子体处理装置中，根据高频电压的开启和关闭的时刻，从dc负脉冲发生装置向基板保持电极施加dc负脉冲电压。


技术实现要素：

4.本发明提供一种将具有不同能量的离子供给至基板的技术。
5.在一示例性实施方式中，提供一种等离子体处理装置。等离子体处理装置具备腔室、基板支承器及电源系统。基板支承器具有电极，构成为在腔室内支承基板。电源系统与基板支承器的电极电连接，并且构成为向基板支承器的电极施加偏置电压以将离子从腔室内的等离子体吸引到基板支承器的基板上。电源系统构成为在第1期间将第1脉冲作为偏置电压输出至基板支承器的电极，并在第1期间之后的第2期间将第2脉冲作为偏置电压输出至基板支承器的电极。第1脉冲及第2脉冲分别为电压的脉冲。第1脉冲的电压电平与第2脉冲的电压电平不同。
6.根据一示例性实施方式，能够将具有不同能量的离子供给至基板。
附图说明
7.图1是概略地表示一示例性实施方式所涉及的等离子体处理装置的图。
8.图2是第1例的偏置电压的时序图。
9.图3是第2例的偏置电压的时序图。
10.图4是第3例的偏置电压的时序图。
11.图5是第4例的偏置电压的时序图。
12.图6是第5例的偏置电压的时序图。
13.图7是表示一示例性实施方式所涉及的电源系统的图。
14.图8是表示另一示例性实施方式所涉及的电源系统的图。
15.图9是表示另一示例性实施方式所涉及的基板支承器的结构的图。
具体实施方式
16.以下，对各种示例性实施方式进行说明。
17.在一示例性实施方式中，提供一种等离子体处理装置。等离子体处理装置具备腔室、基板支承器及电源系统。基板支承器具有电极，构成为在腔室内支承基板。电源系统与基板支承器的电极电连接，并且构成为向基板支承器的电极施加偏置电压以将离子从腔室内的等离子体吸引到基板支承器的基板上。电源系统构成为在第1期间将第1脉冲作为偏置电压输出至基板支承器的电极，并在第1期间之后的第2期间将第2脉冲作为偏置电压输出至基板支承器的电极。第1脉冲及第2脉冲分别为电压的脉冲。第1脉冲的电压电平与第2脉冲的电压电平不同。
18.在上述实施方式中，第1脉冲的电压电平与第2脉冲的电压电平不同。因此，在第1期间从等离子体供给至基板的离子的能量与在第2期间从等离子体供给至基板的离子的能量不同。因此，根据上述实施方式，能够向基板供给具有不同能量的离子。
19.在一示例性实施方式中，第2期间可以连续于第1期间。第1脉冲及第2脉冲分别可以为负极性电压的脉冲。第1脉冲的电压电平的绝对值可以小于第2脉冲的电压电平的绝对值。
20.在一示例性实施方式中，第1脉冲及第2脉冲分别可以为负极性电压的脉冲。第1脉冲的电压电平的绝对值可以大于第2脉冲的电压电平的绝对值。电源系统可以构成为在第1期间与第2期间之间的期间向基板支承器的电极的输出电压为0v。
21.在一示例性实施方式中，第2期间可以连续于第1期间。第1脉冲及第2脉冲分别可以为负极性电压的脉冲。第1脉冲的电压电平的绝对值可以大于第2脉冲的电压电平的绝对值。
22.在一示例性实施方式中，电源系统可以构成为在第2期间之后的第3期间向基板支承器的电极输出第3脉冲。第3脉冲可以为负极性电压的脉冲。第3脉冲的电压电平的绝对值可以大于第2脉冲的电压电平的绝对值。第3脉冲的电压电平的绝对值可以与第1脉冲的电压电平的绝对值相同。
23.在一示例性实施方式中，电源系统可以构成为在分别包含第1期间及第2期间的两个周期中的后续周期内的第1期间开始前，将正极性电压的脉冲输出至基板支承器的电极。根据该实施方式，当正极性电压的脉冲被输出至基板支承器的电极时，电子被供给至基板。其结果，基板的正电荷量减少。
24.在一示例性实施方式中，电源系统可以构成为在第1期间将第1脉冲间歇地输出至基板支承器的电极。电源系统可以构成为在第2期间将第2脉冲间歇地输出至基板支承器的电极。
25.在一示例性实施方式中，第1脉冲及第2脉冲分别可以为负极性电压的脉冲。电源系统可以构成为在第1期间将第1脉冲和正极性电压的脉冲交替地输出至基板支承器的电极。电源系统可以构成为在第2期间将第2脉冲和正极性电压的脉冲交替地输出至基板支承器的电极。根据该实施方式，当正极性电压的脉冲被输出至基板支承器的电极时，电子被供给至基板。其结果，基板的正电荷量减少。
26.在一示例性实施方式中，电源系统可以构成为在第1期间与第2期间之间的期间，将正极性电压的脉冲输出至基板支承器的电极。根据该实施方式，当正极性电压的脉冲被
输出至基板支承器的电极时，电子被供给至基板。其结果，基板的正电荷量减少。
27.在另一示例性实施方式中，提供一种等离子体处理方法。等离子体处理方法包括在设置于等离子体处理装置的腔室内的基板支承器上准备基板的工序。该基板支承器包含电极。等离子体处理方法还包括在第1期间从电源系统向基板支承器的电极输出第1脉冲作为用于将离子从腔室内的等离子体吸引到基板的偏置电压的工序。等离子体处理方法还包括在第2期间从电源系统向基板支承器的电极输出第2脉冲作为偏置电压的工序。第1脉冲及第2脉冲分别为电压的脉冲。第1脉冲的电压电平与第2脉冲的电压电平不同。
28.在一示例性实施方式中，第2期间可以连续于第1期间。第1脉冲及第2脉冲分别可以为负极性电压的脉冲。第1脉冲的电压电平的绝对值可以小于第2脉冲的电压电平的绝对值。
29.在一示例性实施方式中，第1脉冲及第2脉冲分别可以为负极性电压的脉冲。第1脉冲的电压电平的绝对值可以大于第2脉冲的电压电平的绝对值。等离子体处理方法还可以包括在第1期间与第2期间之间的期间，将从电源系统向基板支承器的电极的输出电压设定为0v的工序。
30.在一示例性实施方式中，第2期间可以连续于第1期间。第1脉冲及第2脉冲分别可以为负极性电压的脉冲。第1脉冲的电压电平的绝对值可以大于第2脉冲的电压电平的绝对值。
31.在一示例性实施方式中，等离子体处理方法还可以包括在第2期间之后的第3期间从电源系统向基板支承器的电极输出第3脉冲的工序。第3脉冲可以为负极性电压的脉冲。第3脉冲的电压电平的绝对值可以大于第2脉冲的电压电平的绝对值。第3脉冲的电压电平的绝对值可以与第1脉冲的电压电平的绝对值相同。
32.在一示例性实施方式中，等离子体处理方法还可以包括在分别包含第1期间及第2期间的两个周期中的后续周期内的第1期间开始前，从电源系统向基板支承器的电极输出正极性电压的脉冲的工序。
33.在一示例性实施方式中，在第1期间，第1脉冲可以从电源系统间歇地输出至基板支承器的电极。在第2期间，第2脉冲可以从电源系统间歇地输出至基板支承器的电极。
34.在一示例性实施方式中，第1脉冲及所述第2脉冲分别可以为负极性电压的脉冲。等离子体处理方法还可以包括在第1期间从电源系统向基板支承器的电极间歇地输出正极性电压的脉冲的工序。正极性电压的脉冲可以与第1脉冲交替地被输出。等离子体处理方法还可以包括在第2期间从电源系统向基板支承器的电极间歇地输出正极性电压的脉冲的工序。正极性电压的脉冲可以与第2脉冲交替地被输出。
35.在一示例性实施方式中，等离子体处理方法还可以包括在第1期间与第2期间之间的期间从电源系统向基板支承器的电极输出正极性电压的脉冲的工序。
36.以下，参考附图对各种示例性实施方式进行详细说明。另外，在各附图中，对相同或相等的部分标注相同的符号。
37.图1是概略地表示一示例性实施方式所涉及的等离子体处理装置的图。图1所示的等离子体处理装置1为电容耦合型等离子体处理装置。等离子体处理装置1具备腔室10。腔室10中提供有内部空间10s。腔室10的中心轴线为轴线ax，并且沿铅垂方向延伸。
38.在一实施方式中，腔室10可以包括腔室主体12。腔室主体12具有大致圆筒形状。内
部空间10s设置于腔室主体12中。腔室主体12例如由铝构成。腔室主体12被电接地。在腔室主体12的内壁面，即在划分内部空间10s的壁面形成有具有抗等离子体性的膜。该膜可以为通过阳极氧化处理形成的膜或由氧化钇形成的膜之类的陶瓷制膜。
39.在腔室主体12的侧壁形成有通道12p。当在内部空间10s与腔室10的外部之间搬运基板w时，基板w穿过通道12p。为了该通道12p的开闭，沿腔室主体12的侧壁设置有闸阀12g。
40.等离子体处理装置1还具备基板支承器16。基板支承器16构成为在腔室10中支承载置于基板支承器16上的基板w。基板w具有大致圆盘形状。基板支承器16可以通过支承体15支承。支承体15从腔室主体12的底部向上方延伸。支承体15具有大致圆筒形状。支承体15由石英之类的绝缘材料形成。
41.基板支承器16具有下部电极18。基板支承器16还可以具有静电卡盘20。基板支承器16还可以具有电极板19。电极板19由铝之类的导电材料形成，并且具有大致圆盘形状。下部电极18设置于电极板19上。下部电极18由铝之类的导电材料形成，并且具有大致圆盘形状。下部电极18与电极板19电连接。下部电极18及电极板19的中心轴线与轴线ax大致一致。
42.下部电极18中提供有流路18f。流路18f为热交换介质用流路。作为热交换介质，例如可以使用制冷剂。在流路18f上连接有热交换介质的循环装置(例如，冷却器单元)。该循环装置设置于腔室10的外部。来自循环装置的热交换介质经由配管23a供给至流路18f。供给至流路18f的热交换介质经由配管23b返回至循环装置。
43.静电卡盘20设置于下部电极18上。当在内部空间10s中处理基板w时，基板w载置于静电卡盘20上，以使其中心位于轴线ax上。静电卡盘20构成为保持基板。静电卡盘20具有主体及电极。静电卡盘20的主体由氧化铝或氮化铝之类的电介质形成。静电卡盘20的主体具有大致圆盘形状。静电卡盘20的中心轴线与轴线ax大致一致。
44.静电卡盘20的电极设置于静电卡盘20的主体内。静电卡盘20的电极为由导体形成的膜。在静电卡盘20的电极上电连接有直流电源。若直流电压从直流电源施加于静电卡盘20的电极，则在静电卡盘20与基板w之间产生静电引力。通过所产生的静电引力，基板w被吸引到静电卡盘20并被静电卡盘20保持。
45.基板支承器16还可以支承搭载于基板支承器16上的边缘环er。边缘环er具有环形，例如由硅或碳化硅形成。边缘环er搭载于基板支承器16上，以使其中心轴线位于轴线ax上。在一实施方式中，边缘环er可以局部搭载于静电卡盘20上。另外，基板w配置于静电卡盘20上的被边缘环er包围的区域内。
46.等离子体处理装置1还可以具备气体供给管路25。气体供给管路25将来自气体供给机构的传热气体(例如，he气体)供给至静电卡盘20的上表面与基板w的背面(下表面)之间的间隙。
47.等离子体处理装置1还可以具备筒状部28及绝缘部29。筒状部28从腔室主体12的底部向上方延伸。筒状部28沿支承体15的外周延伸。筒状部28由导电材料形成，并且具有大致圆筒形状。筒状部28被电接地。绝缘部29设置于筒状部28上。绝缘部29由绝缘性材料形成。绝缘部29由例如石英之类的陶瓷形成。绝缘部29具有大致圆筒形状。绝缘部29沿电极板19的外周、下部电极18的外周及静电卡盘20的外周延伸。
48.等离子体处理装置1还具备上部电极30。上部电极30设置于基板支承器16的上方。上部电极30与部件32一同封闭腔室主体12的上部开口。部件32由绝缘性材料形成。上部电
极30经由该部件32支承于腔室主体12的上部。
49.上部电极30可以包括顶板34及支承体36。顶板34的下表面划分内部空间10s。在顶板34上形成有多个排气孔34a。多个排气孔34a沿板厚方向(铅垂方向)贯穿顶板34。天板34例如由硅形成。或者，顶板34可以具有在铝制部件的表面上设置有抗等离子体性的膜的结构。该膜可以为通过阳极氧化处理形成的膜或由氧化钇形成的膜之类的陶瓷制膜。
50.支承体36装卸自如地支承顶板34。支承体36由铝之类的导电材料形成。在支承体36的内部设置有气体扩散室36a。多个气体孔36b从气体扩散室36a向下方延伸。多个气体孔36b分别与多个排气孔34a连通。在支承体36中形成有气体导入端口36c。气体导入端口36c与气体扩散室36a连接。在气体导入端口36c上连接有气体供给管38。
51.在气体供给管38上经由阀组41、流量控制器组42及阀组43连接有气体源组40。由气体源组40、阀组41、流量控制器组42及阀组43构成气体供给部。气体源组40包括多个气体源。阀组41及阀组43分别包括多个阀(例如开闭阀)。流量控制器组42包括多个流量控制器。流量控制器组42的多个流量控制器分别为质量流量控制器或压力控制式的流量控制器。气体源组40的多个气体源分别经由与阀组41对应的阀、与流量控制器组42对应的流量控制器及与阀组43对应的阀而连接于气体供给管38。等离子体处理装置1能够以单独调节的流量将来自选自气体源组40的多个气体源中的一个以上的气体源的气体供给至内部空间10s。
52.在筒状部28与腔室主体12的侧壁之间，可以设置有挡板部件48。挡板部件48可以为板状部件。挡板部件48例如可以通过在铝制板材上涂覆氧化钇等陶瓷而构成。在该挡板部件48上形成有多个贯穿孔。在挡板部件48的下方，排气管52与腔室主体12的底部连接。在该排气管52上连接有排气装置50。排气装置50具有自动压力控制阀之类的压力控制器及涡轮分子泵等真空泵，能够减小内部空间10s中的压力。
53.等离子体处理装置1还具备高频电源61。高频电源61为产生等离子体生成用的第1高频电力的电源。第1高频电力的频率可以为27～100mhz的范围内的频率(例如，40mhz或60mhz)。高频电源61经由匹配器61m及电极板19与下部电极18连接。匹配器61m具有用于使高频电源61的负载侧(下部电极18侧)的阻抗与高频电源61的输出阻抗匹配的匹配电路。另外，高频电源61可以不与下部电极18电连接，也可以经由匹配器61m与上部电极30连接。
54.等离子体处理装置1还可以具备高频电源62。高频电源62为产生第2高频电力的电源。第2高频电力的频率低于第1高频电力的频率。高频电源62经由匹配器62m及电极板19与下部电极18连接。匹配器62m具有用于使高频电源62的负载侧(下部电极18侧)的阻抗与高频电源62的输出阻抗匹配的匹配电路。另外，等离子体处理装置1可以不具备高频电源62及匹配器62m。
55.在等离子体处理装置1中，从气体供给部向内部空间10s供给气体。然后，通过供给高频电力，气体在内部空间10s中被激励。其结果，在内部空间10s中生成等离子体。用来自等离子体的离子和/或自由基之类的化学物种来对基板w进行处理。
56.等离子体处理装置1还具备电源系统70。电源系统70与下部电极18电连接。电源系统70构成为向下部电极18施加偏置电压以将来自等离子体的离子吸引到基板支承器16的基板上。电源系统70可以经由滤波器70f与下部电极18连接。滤波器70f包括滤波器电路，所述滤波器电路切断或减小朝向电源系统70的高频电力。另外，对电源系统70的详细内容将进行后述。
57.等离子体处理装置1还可以具备控制部mc。控制部mc是具备处理器、存储装置、输入装置、显示装置等的计算机，控制等离子体处理装置1的各部。具体而言，控制部mc执行存储于存储装置中的控制程序，并根据存储于该存储装置中的工序数据来控制等离子体处理装置1的各部。通过基于控制部mc的控制，在等离子体处理装置1中执行由工序数据指定的工艺。各种实施方式所涉及的等离子体处理方法可以通过基于控制部mc的等离子体处理装置1的各部的控制，在等离子体处理装置1中执行。
58.以下，参考图2～图6对电源系统70所产生的偏置电压进行说明。图2～图6分别是第1例～第5例的偏置电压的时序图。并且，以下中，还对各种示例性实施方式所涉及的等离子体处理方法进行说明。
59.在各种示例性实施方式中，等离子体处理方法包括在基板支承器16上准备基板w的工序。等离子体处理方法在基板w载置于基板支承器16上的状态下执行。
60.等离子体处理方法包括在腔室10内生成等离子体的工序。为了生成等离子体，处理气体从气体供给部被供给至腔室10内。并且，腔室10内的气体的压力通过排气装置50调整成指定的压力。并且，从高频电源61供给第1高频电力。其结果，在腔室10内由处理气体生成等离子体。另外，在等离子体的生成中，来自高频电源62的第2高频电力可以供给至下部电极18。以下所说明的等离子体处理方法的工序在腔室10内生成等离子体的期间执行。
61.如图2～图6所示，等离子体处理方法包括在第1期间p1从电源系统70向下部电极18输出第1脉冲pl1作为偏置电压的工序。第1脉冲pl1为电压的脉冲。第1脉冲pl1可以为直流电压的脉冲。另外，第1脉冲pl1可以具有如三角波、脉冲波那样的除了矩形波以外的波形。第1脉冲可以具有在其前缘及后缘处其电压值变化的波形。
62.如图2～图6所示，等离子体处理方法包括在第2期间p2从电源系统70向下部电极18输出第2脉冲pl2作为偏置电压的工序。第2期间p2为第1期间p1之后的期间。第2脉冲pl2为电压的脉冲。第1脉冲pl1的电压电平与第2脉冲pl2的电压电平不同。另外，第2脉冲pl2可以为直流电压的脉冲。第2脉冲pl2可以具有如三角波、脉冲波那样的除了矩形波以外的波形。第2脉冲可以具有在其前缘及后缘处其电压值变化的波形。
63.在图2～图6分别所示的例中，第1脉冲pl1及第2脉冲pl2分别为负极性电压(例如，负极性直流电压)的脉冲。第1脉冲pl1和第2脉冲pl2中的一者脉冲(以下，称为“h电平的脉冲”)的电压电平与基准电平(例如，0v)之差可以为6kv以上。h电平的脉冲的电压电平与基准电平之差可以为10kv或20kv以上。第1脉冲pl1和第2脉冲pl2中的另一个脉冲(以下，称为“l电平的脉冲”)的电压电平与基准电平(例如，0v)之差可以为5kv以下。
64.在等离子体处理方法中，如图2～图6所示，可以重复周期cy。周期cy包含第1期间p1及第2期间p2。在图2～图4所示的第1例～第3例中，限定周期cy的频率可以为100khz以上且1mhz以下的频率。在图5～图6所示的第4例～第5例中，限定周期cy的频率可以为0.2hz以上且1hz以下。
65.在一实施方式中，如图2所示的第1例，第2期间p2可以连续于第1期间p1。在该实施方式中，第1脉冲pl1的电压电平的绝对值可以小于第2脉冲pl2的电压电平的绝对值。
66.另外，在图2所示的第1例中，偏置电压的基准电平为0v。该基准电平可以具有正或负的值。在第1例中，若基准电平与第1脉冲pl1的电压电平之间的差小于基准电平与第2脉冲pl2的电压电平之间的差，则第1脉冲pl1的电压电平及第2脉冲pl2的电压电平分别可以
具有任意值。即，在第1例中，若第2脉冲pl2的电压电平低于第1脉冲pl1的电压电平，则第1脉冲pl1的电压电平及第2脉冲pl2的电压电平分别可以具有任意值。
67.在另一实施方式中，如图3所示的第2例，第1脉冲pl1的电压电平的绝对值可以大于第2脉冲pl2的电压电平的绝对值。在该实施方式中，等离子体处理方法还可以包括在第1期间p1与第2期间p2之间的期间pg1，将从电源系统70向下部电极18的输出电压设定为0v的工序。
68.另外，在图3所示的第2例中，偏置电压的基准电平也为0v。该基准电平可以具有正或负的值。在第2例中，若基准电平与第1脉冲pl1的电压电平之间的差大于基准电平与第2脉冲pl2的电压电平之间的差，则第1脉冲pl1的电压电平及第2脉冲pl2的电压电平分别可以具有任意值。即，在第2例中，若第1脉冲pl1的电压电平低于第2脉冲pl2的电压电平，则第1脉冲pl1的电压电平及第2脉冲pl2的电压电平分别可以具有任意值。
69.在又一实施方式中，如图4所示的第3例，第2期间p2可以连续于第1期间p1。在该实施方式中，第1脉冲pl1的电压电平的绝对值可以大于第2脉冲pl2的电压电平的绝对值。
70.在又一实施方式中，如图4所示的第3例，等离子体处理方法还可以包括在第2期间p2之后的第3期间p3从电源系统70向下部电极18输出第3脉冲pl3的工序。第3脉冲pl3可以为负电压的脉冲，第3脉冲pl3的电压电平的绝对值可以大于第2脉冲pl2的电压电平的绝对值。第3脉冲pl3的电压电平的绝对值可以与第1脉冲pl1的电压电平的绝对值相同。即，第3脉冲pl3可以为h电平的脉冲。第3脉冲pl3的电压电平与基准电平(例如，0v)之差可以为6kv以上。第3脉冲pl3的电压电平与基准电平之差可以为10kv或20kv以上。
71.另外，在图4所示的第3例中，偏置电压的基准电平也为0v。该基准电平可以具有正或负的值。在第3例中，若基准电平与第1脉冲pl1的电压电平之间的差大于基准电平与第2脉冲pl2的电压电平之间的差，则第1脉冲pl1的电压电平及第2脉冲pl2的电压电平分别可以具有任意值。即，在第3例中，若第1脉冲pl1的电压电平低于第2脉冲pl2的电压电平，则第1脉冲pl1的电压电平及第2脉冲pl2的电压电平分别可以具有任意值。并且，在第3例中，若基准电平与第3脉冲pl3的电压电平之间的差大于基准电平与第2脉冲pl2的电压电平之间的差，则第3脉冲pl3的电压电平及第2脉冲pl2的电压电平分别可以具有任意值。即，在第3例中，若第3脉冲pl3的电压电平低于第2脉冲pl2的电压电平，则第3脉冲pl3的电压电平及第2脉冲pl2的电压电平分别可以具有任意值。
72.在又一实施方式中，如图2～图4所示的第1例～第3例，等离子体处理方法还可以包括输出正极性电压的脉冲ppl的工序。电压的脉冲ppl的电压电平高于基准电平(例如，0v)。电压的脉冲ppl可以为正极性直流电压的脉冲。在期间pp输出脉冲ppl。期间pp为任意两个连续周期cy中的后续周期cy内的第1期间p1开始前的期间。期间pp可以为后续第1期间p1紧前的期间。此时，在后续第1期间p1，能够将具有高能量的离子供给至基板w。
73.在图2所示的第1例中，期间pp为期间pg之后的期间。在图2所示的第1例中，期间pg为第2期间p2之后的期间。在图2所示的第1例中，在期间pg，从电源系统70向下部电极18的输出电压被设定为0v(即，基准电平)。
74.在图3所示的第2例中，期间pp为期间pg2之后的期间。在图3所示的第2例中，期间pg2为第2期间p2之后的期间。在图3所示的第2例中，在期间pg2，从电源系统70向下部电极18的输出电压被设定为0v。
75.在图4所示的第3例中，期间pp为期间pg之后的期间。在图4所示的第3例中，期间pg为第3期间p3之后的期间。在图4所示的第3例中，在期间pg，从电源系统70向下部电极18的输出电压被设定为0v(即，基准电平)。
76.在又一实施方式中，如图5所示的第4例及图6所示的第5例，在第1期间p1，第1脉冲pl1可以从电源系统70间歇地输出至下部电极18。在第1期间p1，第1脉冲pl1可以从电源系统70周期性地输出至下部电极18。在第1期间p1内的子期间sp1输出第1脉冲pl1。第1脉冲pl1可以以100khz以上且1mhz以下的频率周期性地被输出。
77.在又一实施方式中，如图5所示的第4例及图6所示的第5例，在第2期间p2，第2脉冲pl2可以从电源系统70间歇地输出至下部电极18。在第2期间p2，第2脉冲pl2可以从电源系统70周期性地输出至下部电极18。在第2期间p2内的子期间sp2输出第2脉冲pl2。第2脉冲pl2可以以100khz以上且1mhz以下的频率周期性地被输出。
78.另外，在图5所示的第4例及图6所示的第5例中，第1脉冲pl1的电压电平的绝对值大于第2脉冲pl2的电压电平的绝对值。第1脉冲pl1的电压电平的绝对值可以小于第2脉冲pl2的电压电平的绝对值。
79.在图5所示的第4例中，偏置电压的基准电平也为0v。该基准电平可以具有正或负的值。在第4例中，若基准电平与第1脉冲pl1的电压电平之间的差和基准电平与第2脉冲pl2的电压电平之间的差不同，则第1脉冲pl1的电压电平及第2脉冲pl2的电压电平分别可以具有任意值。
80.在又一实施方式中，如图5所示的第4例，等离子体处理方法还可以包括在第1期间p1从电源系统70向下部电极18间歇地输出正极性电压的脉冲ppl1的工序。电压的脉冲ppl1的电压电平高于基准电平(例如，0v)。电压的脉冲ppl1可以为正极性直流电压的脉冲。在该实施方式中，正极性电压的脉冲ppl1可以与第1脉冲pl1交替地被输出。在期间spp1输出正极性电压的脉冲ppl1。期间spp1可以为期间spg1之后的期间。期间spg1为子期间sp1之后的期间。在期间spg1，从电源系统70向下部电极18的输出电压可以被设定为0v(即，基准电平)。期间spp1可以为后续子期间sp1紧前的期间。此时，在后续子期间sp1，能够将具有高能量的离子供给至基板w。
81.在又一实施方式中，如图5所示的第4例，等离子体处理方法还可以包括在第2期间p2从电源系统70向下部电极18间歇地输出正极性电压的脉冲ppl2的工序。电压的脉冲ppl2的电压电平高于基准电平(例如，0v)。电压的脉冲ppl2可以为正极性直流电压的脉冲。在该实施方式中，正极性电压的脉冲ppl2可以与第2脉冲pl2交替地被输出。在期间spp2输出正极性电压的脉冲ppl2。期间spp2可以为期间spg2之后的期间。期间spg2为子期间sp2之后的期间。在期间spg2，从电源系统70向下部电极18的输出电压可以被设定为0v(即，基准电平)。期间spp2可以为后续子期间sp2紧前的期间。此时，在后续子期间sp2，能够将具有高能量的离子供给至基板w。
82.在又一实施方式中，如图6所示的第5例，等离子体处理方法还可以包括在第1期间p1与第2期间p2之间的期间spp1从电源系统70向下部电极18输出正极性电压的脉冲ppl1的工序。电压的脉冲ppl1的电压电平高于基准电平(例如，0v)。电压的脉冲ppl1可以为正极性直流电压的脉冲。期间spp1可以为后续子期间sp2紧前的期间。此时，在后续子期间sp2，能够将具有高能量的离子供给至基板w。
83.在又一实施方式中，如图6所示的第5例，等离子体处理方法还可以包括在期间spp2从电源系统70向下部电极18输出正极性电压的脉冲ppl2的工序。电压的脉冲ppl2的电压电平高于基准电平(例如，0v)。电压的脉冲ppl2可以为正极性直流电压的脉冲。期间spp2为第2期间p2与后续第1期间p1之间的期间。期间spp2可以为后续子期间sp1紧前的期间。此时，在后续子期间sp1，能够将具有高能量的离子供给至基板w。
84.另外，在图6所示的第5例中，偏置电压的基准电平也为0v。该基准电平可以具有正或负的值。在第5例中，若基准电平与第1脉冲pl1的电压电平之间的差和基准电平与第2脉冲pl2的电压电平之间的差不同，则第1脉冲pl1的电压电平及第2脉冲pl2的电压电平分别可以具有任意值。
85.在上述各种示例性实施方式中，在第1期间p1从等离子体供给至基板w的离子的能量与在第2期间p2从等离子体供给至基板w的离子的能量不同。因此，能够向基板w供给具有不同能量的离子。
86.并且，若干示例性实施方式中，正极性直流电压的脉冲被供给至下部电极18。通过将正极性直流电压的脉冲供给至下部电极18，电子被供给至基板w。其结果，基板w的正电荷量减少。
87.另外，在使用第1例～第3例的偏置电压对基板w的膜进行蚀刻而在基板w上形成开口的情况下，在供给l电平的脉冲的期间，可以去除基板w上的沉积物而调整开口的形状。并且，此时，在供给h电平的脉冲的期间，可以向深开口的底部供给离子。
88.第4例及第5例的偏置电压能够用于具有互不相同的膜种类的多层膜的蚀刻。第4例及第5例的偏置电压例如可以用于制造nand设备时的蚀刻。在制造nand设备时，对多层膜进行蚀刻，所述多层膜包括硅氧化膜与硅氮化膜或多晶硅膜交替层叠而成的层。对于硅氧化膜，用相对高能量的离子进行蚀刻，并且对于硅氮化膜或多晶硅膜，可以用相对低能量的离子进行蚀刻。在使用第4例及第5例的偏置电压的情况下，可以在第1期间p1对硅氧化膜进行蚀刻，并且在第2期间p2对硅氮化膜或多晶硅膜进行蚀刻。
89.以下，对可以用作等离子体处理装置1的电源系统70的若干示例性实施方式所涉及的电源系统进行说明。
90.图7是表示一示例性实施方式所涉及的电源系统的图。图7所示的电源系统70a可以用作等离子体处理装置1的电源系统70。电源系统70a可以输出上述第1例～第5例的偏置电压。电源系统70a可以包括直流电源71、脉冲单元72及脉冲控制器pc。
91.直流电源71为产生负极性直流电压的电源。直流电源71的正极与地线连接。直流电源71可以为可变直流电源。
92.脉冲单元72构成为从来自直流电源71的负极性直流电压生成电压的脉冲。在一实施方式中，脉冲单元72可以包括一个以上的开关晶体管72a、一个以上的开关晶体管72b、二极管72c及二极管72d。
93.一个以上的开关晶体管72a连接在直流电源71的正极与节点721之间。在脉冲单元72包括多个开关晶体管72a的情况下，这些开关晶体管72a串联连接在直流电源71的正极与节点721之间。
94.一个以上的开关晶体管72b连接在直流电源71的负极与节点721之间。在脉冲单元72包括多个开关晶体管72b的情况下，这些开关晶体管72b串联连接在直流电源71的负极与
节点721之间。
95.二极管72c与一个以上的开关晶体管72a并联连接。二极管72c连接在直流电源71的正极与节点722之间。二极管72c的阴极与直流电源71的正极连接，并且二极管72c的阳极与节点722连接。节点722与节点721连接。
96.二极管72d与一个以上的开关晶体管72b并联连接。二极管72d连接在直流电源71的负极与节点722之间。二极管72d的阳极与直流电源71的负极连接，并且二极管72d的阴极与节点722连接。
97.脉冲控制器pc构成为如下：通过向脉冲单元72提供控制信号来设定来自脉冲单元72的电压的脉冲的输出期间。在一实施方式中，脉冲控制器pc向一个以上的开关晶体管72a的控制端子及一个以上的开关晶体管72b的控制端子提供脉冲控制信号作为控制信号。
98.若通过来自脉冲控制器pc的脉冲控制信号使一个以上的开关晶体管72a成为关闭状态，并使一个以上的开关晶体管72b成为打开状态，则节点722与地线连接。其结果，电源系统70a的输出电压成为0v(即，基准电平)。
99.若通过来自脉冲控制器pc的脉冲控制信号使一个以上的开关晶体管72a成为打开状态，并使一个以上的开关晶体管72b成为关闭状态，则节点722与直流电源71的负极连接。其结果，从电源系统70a输出负极性电压的脉冲(例如，负极性直流电压)。上述第1脉冲、第2脉冲及第3脉冲分别通过调节直流电源71的输出电压电平而调节从节点722输出的脉冲的电压电平来生成。
100.在一实施方式中，电源系统70a还可以包括直流电源73及脉冲单元74。直流电源73为产生正极性直流电压的电源。直流电源73的负极与地线连接。直流电源73可以为可变直流电源。
101.脉冲单元74构成为从来自直流电源73的正极性直流电压生成电压的脉冲。在一实施方式中，脉冲单元74可以包括一个以上的开关晶体管74a、一个以上的开关晶体管74b、二极管74c及二极管74d。
102.一个以上的开关晶体管74a连接在直流电源73的正极与节点741之间。在脉冲单元74包括多个开关晶体管74a的情况下，这些开关晶体管74a串联连接在直流电源73的正极与节点741之间。
103.一个以上的开关晶体管74b连接在直流电源73的负极与节点741之间。在脉冲单元74包括多个开关晶体管74b的情况下，这些开关晶体管74b串联连接在直流电源73的负极与节点741之间。
104.二极管74c与一个以上的开关晶体管74a并联连接。二极管74c连接在直流电源73的正极与节点742之间。二极管74c的阴极与直流电源73的正极连接，并且二极管74c的阳极与节点742连接。节点742与节点741连接。
105.二极管74d与一个以上的开关晶体管74b并联连接。二极管74d连接在直流电源73的负极与节点742之间。二极管74d的阳极与直流电源73的负极连接，并且二极管74d的阴极与节点742连接。
106.脉冲控制器pc可以构成为如下：通过向脉冲单元74提供控制信号来设定来自脉冲单元74的电压的脉冲的输出期间。在一实施方式中，脉冲控制器pc向一个以上的开关晶体管74a的控制端子及一个以上的开关晶体管74b的控制端子提供脉冲控制信号作为控制信
号。
107.若通过来自脉冲控制器pc的脉冲控制信号使一个以上的开关晶体管74a成为打开状态，并使一个以上的开关晶体管74b成为关闭状态，则节点742与地线连接。其结果，电源系统70a的输出电压成为0v(即，基准电平)。
108.若通过来自脉冲控制器pc的脉冲控制信号使一个以上的开关晶体管74a成为关闭状态，并使一个以上的开关晶体管74b成为打开状态，则节点742与直流电源73的正极连接。其结果，从电源系统70a输出正极性电压(例如，正极性直流电压)的脉冲。
109.另外，当从电源系统70a输出负极性电压的脉冲时，一个以上的开关晶体管74a及一个以上的开关晶体管74b可以被设定为打开状态。并且，当从电源系统70a输出正极性电压的脉冲时，一个以上的开关晶体管72a及一个以上的开关晶体管72b可以被设定为打开状态。
110.在一实施方式中，脉冲控制器pc可以向高频电源61和/或高频电源62提供脉冲控制信号。高频电源61可以根据脉冲控制信号输出第1高频电力的脉冲。第1高频电力的脉冲可以以与从电源系统70a输出的直流电压的脉冲相同的相位输出，也可以以不同的相位输出。高频电源62可以根据脉冲控制信号输出第2高频电力的脉冲。第2高频电力的脉冲可以以与从电源系统70a输出的直流电压的脉冲相同的相位输出，也可以以不同的相位输出。另外，高频电源61可以输出第1高频电力的连续波。并且，高频电源62可以输出第2高频电力的连续波。
111.以下，参考图8。图8是表示另一示例性实施方式所涉及的电源系统的图。图8所示的电源系统70b可以用作等离子体处理装置1的电源系统70。电源系统70b可以输出上述第1例～第5例的偏置电压。以下，对电源系统70b与电源系统70a的不同点进行说明。
112.电源系统70b的脉冲单元72还包括开关晶体管72e。开关晶体管72e连接在节点722与节点701之间。节点701与下部电极18连接。
113.开关晶体管72e根据从脉冲控制器pc提供至其控制端子的控制信号(脉冲控制信号)，在打开状态与关闭状态之间进行切换。当开关晶体管72e为打开状态时，脉冲单元72与节点701及下部电极18电隔离。当开关晶体管72e为关闭状态时，脉冲单元72与节点701及下部电极18连接，并且负极性电压的脉冲从脉冲单元72输出至下部电极18。从脉冲单元72输出至下部电极18的负极性电压的脉冲可以用作第1脉冲pl1及第2脉冲pl2中的一者。在脉冲单元72输出第1脉冲pl1的情况下，脉冲单元72还可以输出第3脉冲pl3。
114.电源系统70b还包括直流电源75及脉冲单元76。直流电源75为产生负极性直流电压的电源。直流电源75的正极与地线连接。直流电源75可以为可变直流电源。直流电源75所产生的负极性直流电压的电平与直流电源71所产生的负极性直流电压的电平不同。
115.脉冲单元76构成为从来自直流电源75的负极性直流电压生成电压的脉冲。在一实施方式中，脉冲单元76可以包括一个以上的开关晶体管76a、一个以上的开关晶体管76b、二极管76c、二极管76d及开关晶体管76e。
116.一个以上的开关晶体管76a连接在直流电源75的正极与节点761之间。在脉冲单元76包括多个开关晶体管76a的情况下，这些开关晶体管76a串联连接在直流电源75的正极与节点761之间。
117.一个以上的开关晶体管76b连接在直流电源75的负极与节点761之间。在脉冲单元
76包括多个开关晶体管76b的情况下，这些开关晶体管76b串联连接在直流电源75的负极与节点761之间。
118.二极管76c与一个以上的开关晶体管76a并联连接。二极管76c连接在直流电源75的正极与节点762之间。二极管76c的阴极与直流电源75的正极连接，并且二极管76c的阳极与节点762连接。节点762与节点761连接。节点762经由开关晶体管76e与节点701连接。即，开关晶体管76e连接在节点762与节点701之间。
119.二极管76d与一个以上的开关晶体管76b并联连接。二极管76d连接在直流电源75的负极与节点762之间。二极管76d的阳极与直流电源75的负极连接，并且二极管76d的阴极与节点762连接。
120.在电源系统70b中，脉冲控制器pc构成为如下：通过向脉冲单元76提供控制信号来设定来自脉冲单元76的电压的脉冲的输出期间。在一实施方式中，脉冲控制器pc向一个以上的开关晶体管76a的控制端子及一个以上的开关晶体管76b的控制端子提供脉冲控制信号作为控制信号。
121.并且，在电源系统70b中，脉冲控制器pc向开关晶体管76e的控制端子提供脉冲控制信号。开关晶体管76e根据从脉冲控制器pc提供至其控制端子的脉冲控制信号，在打开状态与关闭状态之间进行切换。
122.当开关晶体管76e为打开状态时，脉冲单元76与节点701及下部电极18电隔离。当开关晶体管76e为关闭状态时，脉冲单元76与节点701及下部电极18连接。
123.若通过来自脉冲控制器pc的脉冲控制信号使一个以上的开关晶体管76a成为关闭状态，并使一个以上的开关晶体管76b成为打开状态，则节点762与地线连接。其结果，节点762中的电压成为0v(即，基准电平)。
124.若通过来自脉冲控制器pc的脉冲控制信号使一个以上的开关晶体管76a成为打开状态，并使一个以上的开关晶体管76b成为关闭状态，则节点762与直流电源75的负极连接。
125.若脉冲单元76与节点701连接且节点762与直流电源75的负极连接，则从脉冲单元76输出负极性电压(例如，负极性直流电压)的脉冲。从脉冲单元76输出至下部电极18的负极性电压的脉冲可以用作第1脉冲pl1及第2脉冲pl2中的另一个。在脉冲单元76输出第1脉冲pl1的情况下，脉冲单元76还可以输出第3脉冲pl3。
126.以下，参考图9。图9是表示另一示例性实施方式所涉及的基板支承器的结构的图。在等离子体处理装置1中，可以采用图9所示的基板支承器16a来代替基板支承器16。
127.基板支承器16a具有下部电极18a及静电卡盘20a。下部电极18a由铝之类的导电材料形成，并且具有大致圆盘形状。在下部电极18a上可以经由匹配器61m连接有高频电源61。另外，如上所述，高频电源61可以经由匹配器61m与上部电极30连接。
128.静电卡盘20a设置于下部电极18a上。静电卡盘20a具有电介质部20d及电极21a。静电卡盘20a还可以具有电极22a及电极22b。当在内部空间10s中处理基板w时，基板w载置于静电卡盘20a上，并被静电卡盘20a保持。并且，在基板支承器16a上搭载有边缘环er。边缘环er搭载于基板支承器16a上，以使其中心轴线与轴线ax一致。容纳于腔室10内的基板w配置于静电卡盘20a上且被边缘环er包围的区域内。
129.基板支承器16a具有第1区域21及第2区域22。在图9中，第1区域21与第2区域22之间的边界由虚线表示。第1区域21为基板支承器16a的中央区域。第1区域21包含静电卡盘
20a的中央区域及下部电极18a的中央区域。第2区域22相对于第1区域21在径向外侧沿周向延伸。第2区域22包含静电卡盘20a的周缘区域及下部电极18a的周缘区域。第1区域21的静电卡盘及第2区域22的静电卡盘可以由单个静电卡盘提供。即，第1区域21的静电卡盘及第2区域22的静电卡盘可以形成为一体。另外，在另一实施方式中，第1区域21的静电卡盘和第2区域22的静电卡盘可以为另行的静电卡盘。
130.第1区域21构成为支承载置于第1区域21上(即，第1区域21上表面上)的基板w。第1区域21为具有圆盘形状的区域。第1区域21的中心轴线与轴线ax大致一致。第1区域21与第2区域22共享电介质部20d。电介质部20d由氮化铝、氧化铝之类的电介质形成。电介质部20d具有大致圆盘形状。在一实施方式中，第2区域22中的电介质部20d的厚度小于第1区域21中的电介质部20d的厚度。第2区域22中的电介质部20d的上表面在铅垂方向上的位置可以低于第1区域21中的电介质部20d的上表面在铅垂方向上的位置。
131.第1区域21具有电极21a(卡盘电极)。电极21a为膜状电极，并且在第1区域21内设置于电介质部20d中。在电极21a上经由开关101s连接有直流电源101p。若来自直流电源101p的直流电压施加于电极21a，则在第1区域21与基板w之间产生静电引力。通过所产生的静电引力而基板w被吸引到第1区域21并被第1区域21保持。
132.第1区域21还具有第1电极21c。第1电极21c为膜状电极，并且在第1区域21内设置于电介质部20d中。另外，电极21a可以在铅垂方向上比第1电极21c更靠近第1区域21的上表面的位置处延伸。
133.在第1电极21c上经由滤波器81f连接有电源系统81。电源系统81具有与电源系统70相同的结构，并且构成为将上述偏置电压施加于第1电极21c。滤波器81f具有与滤波器70f相同的结构。
134.第2区域22延伸成包围第1区域21。第2区域22为大致环状区域。第2区域22的中心轴线与轴线ax大致一致。第2区域22构成为支承载置于第2区域22上(即，第2区域22上表面上)的边缘环er。第2区域22与第1区域21共享电介质部20d。
135.在一实施方式中，第2区域22可以通过静电引力来保持边缘环er。在该实施方式中，第2区域22可以具有一个以上的电极(卡盘电极)。在图9所示的例中，第2区域22具有一对电极即电极22a及电极22b。电极22a及电极22b在第2区域22内设置于电介质部20d中。电极22a及电极22b构成双极电极。电极22a及电极22b分别为膜状电极。电极22a及电极22b可以在铅垂方向上大致相同的高度位置处延伸。
136.在电极22a上经由开关102s及滤波器102f连接有直流电源102p。滤波器102f构成为切断或衰减高频电力。在电极22b上经由开关103s及滤波器103f连接有直流电源103p。滤波器103f构成为切断或减小高频电力。
137.为了产生将边缘环er吸引到第2区域22的静电引力，直流电源102p及直流电源103p分别向电极22a及电极22b施加直流电压。另外，电极22a及电极22b各自的设定电位可以为正电位、负电位及0v中的任一个。例如，电极22a的电位可以被设定为正电位，并且电极22b的电位可以被设定为负电位。并且，电极22a与电极22b之间的电位差也可以不使用两个直流电源而使用单个直流电源来形成。
138.若向电极22a和电极22b提供直流电压，则在第2区域22与边缘环er之间产生静电引力。通过所产生的静电引力而边缘环er被吸引到第2区域22并被第2区域22保持。
139.第2区域22还具有第2电极22c。第2电极22c为膜状电极。第2电极22c在第2区域22内设置于电介质部20d中。第2电极22c与第1电极21c分离。另外，电极22a及电极22b可以在铅垂方向上比第2电极22c更靠近第2区域22的上表面的位置处延伸。另外，第2电极22c可以配置于第2区域22的外侧。例如，第2电极22c可以设置于边缘环er的下方且绝缘部29中。
140.在第2电极22c上经由滤波器82f连接有电源系统82。电源系统82具有与电源系统70相同的结构，并且构成为将上述偏置电压施加于第2电极22c。滤波器82f具有与滤波器70f相同的结构。通过电源系统82施加于第2电极22c的偏置电压可以与通过电源系统81施加于第1电极21c的偏置电压同步。通过电源系统82施加于第2电极22c的偏置电压的相位可以与通过电源系统81施加于第1电极21c的偏置电压的相位一致。通过电源系统82施加于第2电极22c的偏置电压可以与通过电源系统81施加于第1电极21c的偏置电压具有相位差。
141.第2区域22还可以具有气体管路22g。气体管路22g是为了向第2区域22与边缘环er之间的间隙供给传热气体、例如he气体而设置的气体管路。气体管路22g与作为传热气体源的气体供给机构104连接。
142.另外，电源系统81可以与电极21a连接。此时，基板支承器16a可以不具有第1电极21c。并且，电源系统82可以与电极22a及电极22b中的至少一者连接。此时，基板支承器16a可以不具有第2电极22c。并且，第2区域22可以不具有电极22a及电极22b。并且，电源系统81可以向第1电极21c及第2电极22c施加偏置电压。此时，等离子体处理装置1可以不具备电源系统82。
143.并且，静电卡盘20a可以具有供给来自高频电源61的高频电力的源电极。源电极设置于第1区域21及第2区域22中的至少一者电介质部20d中。在源电极设置于第1区域21的电介质部20d中的情况下，该源电极可以设置于第1电极21c的下方，第1电极21c也可以设置于电极21a的下方。或者，源电极也可以设置于第1电极21c的上方且电极21a的下方。在源电极设置于第2区域22的电介质部20d中的情况下，该源电极可以设置于第2电极22c的下方，第2电极22c也可以设置于电极22a及电极22b的下方。或者，源电极也可以设置于第2电极22c的上方且电极22a及电极22b的下方。
144.以上，对各种示例性实施方式进行了说明，但是并不限定于上述示例性实施方式，可以进行各种追加、省略、替换及变更。并且，能够组合不同的实施方式中的要件来形成其他实施方式。
145.例如，电源系统70、电源系统81及电源系统82分别可以具有能够输出电压(例如，直流电压)的脉冲的一个以上的电源(例如，直流电源)来代替图7及图8所示的结构。一个以上的电源分别可以为可变直流电源。可以通过所涉及的一个以上的电源来生成上述各种例的偏置电压。
146.并且，脉冲控制器pc也可以不是电源系统70、电源系统81及电源系统82的结构，而是附随于高频电源61或高频电源62的结构。
147.并且，在图3所示的第2例中，第2脉冲pl2可以通过如下生成：在第1期间p1的结束时点之后将节点722与地线连接，并在节点722的电位成为0v之前将节点722与直流电源71电隔离。为了将节点722与地线连接，一个以上的开关晶体管72a被设定为关闭状态，并且一个以上的开关晶体管72b被设定为打开状态。为了将节点722与直流电源71电隔离，一个以上的开关晶体管72a及一个以上的开关晶体管72b被设定为打开状态。
148.并且，在另一实施方式中，等离子体处理装置也可以不是电容耦合型等离子体处理装置，而是其他类型的等离子体处理装置。其他类型的等离子体处理装置也可以为电感耦合型等离子体处理装置、电子回旋共振(ecr)等离子体处理装置或使用微波之类的表面波生成等离子体的等离子体处理装置等。在各种示例性实施方式所涉及的等离子体处理方法中，可以使用这种其他类型的等离子体处理装置。
149.根据以上说明可以理解，在本说明书中出于说明的目的对本发明的各种实施方式进行了说明，在不脱离本发明的范围及要旨的情况下可以进行各种变更。因此，并不限定于本说明书中所公开的各种实施方式，真正的范围和要旨由所附的权利要求书表示。