CN102280339B - 基板处理方法和基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基板处理方法和基板处理装置，该基板处理装置能够防止上部电极消耗且能提高处理空间中的等离子体的密度分布的控制性。基板处理装置包括：基座，其与第1高频电源相连接且用于载置晶圆；上部电极板，其与该基座相对地配置；处理空间，其位于基座与上部电极板之间，该基板处理装置利用等离子体对晶圆实施等离子蚀刻处理，基板处理装置具有覆盖上部电极板中的与处理空间面对的部分的电介质板，上部电极板被分割成与晶圆的中央部相对的内侧电极和与晶圆的周缘部相对的外侧电极，内侧电极与外侧电极彼此电绝缘，自第2可变直流电源对内侧电极施加正的直流电压，并且使外侧电极接地。

Description

基板处理方法和基板处理装置
技术领域
本发明涉及一种对基板实施等离子处理的基板处理装置和基板处理方法。
背景技术
以往，在具备下部电极以及与该下部电极平行地配置的上部电极的基板处理装置中，在下部电极与上部电极间的处理空间产生等离子体，利用该等离子体对载置在下部电极上的基板、例如半导体器件用的晶圆(以下简称为“晶圆”。)实施期望的等离子处理。
但是，处理空间中的等离子体的密度分布对实施于晶圆的等离子处理的均匀性的影响较大，因此提出了各种改良处理空间中的等离子体的密度分布的技术。
例如，有人提出了这样一种技术，即，在将上部电极分成内侧电极和外侧电极而分别对内侧电极和外侧电极施加直流电压时，设定内侧电极的电位与外侧电极的电位之差(例如参照专利文献1。)。当对由硅等半导体构成的上部电极施加负的直流电压时，正离子被引入到上部电极，该上部电极放出通过与正离子碰撞而产生的二次电子，流入到处理空间中的等离子体。另外，电流自直流电源流向上部电极，以填补所放出的二次电子。放出的二次电子改变等离子体的密度分布，但通过设定内侧电极的电位与外侧电极的电位之差，调整分别被引入到内侧电极和外侧电极中的正离子的数量，进而调整所放出的二次电子的数量，能够改良等离子体的密度分布。
专利文献1：日本特开2006-286814号公报
但是，在专利文献1的技术中，存在下述问题，即，由于积极地引入正离子，因此内侧电极和外侧电极均被正离子溅射而消耗，而且上部电极被流入到等离子体中的电子产生的焦耳热加热，使上部电极被更加激烈地消耗。
另外，与采用直流方式使上部电极、二次电子接地的部位的表面状态相对应，直流电流变得不稳定，等离子处理的特性的再现性下降。即，也存在等离子处理的性能不稳定这样的问题。
另外，为了消除处理空间中的二次电子的过量状态，也需要在包括处理空间在内的处理室内设置采用直流方式使二次电子接地的部位、例如接地电极。
发明内容
本发明的目的在于提供能够防止上部电极的消耗、并且能够使等离子处理的性能稳定、此外还能提高处理空间中的等离子体的密度分布的控制性的基板处理装置和基板处理方法。
为了达到上述目的，技术方案1所述的基板处理装置包括：下部电极，其与高频电源相连接且用于载置基板；上部电极，其与该下部电极相对地配置；处理空间，其位于上述下部电极与上述上部电极之间，该基板处理装置利用在该处理空间中产生的等离子体对所载置的上述基板实施等离子处理，其特征在于，该基板处理装置具有对上述上部电极中的与上述处理空间面对的部分进行覆盖的电介质构件，上述上部电极被分割成与所载置的上述基板的中央部相对的内侧电极以及与所载置的上述基板的周缘部相对的外侧电极，上述内侧电极和上述外侧电极彼此电绝缘，对上述内侧电极施加直流电压，并且使上述外侧电极接地。
在技术方案1所述的基板处理装置的基础上，技术方案2所述的基板处理装置的特征在于，可变直流电源与上述内侧电极相连接。
在技术方案1所述的基板处理装置的基础上，技术方案3所述的基板处理装置的特征在于，上述外侧电极借助可变电容滤波器接地。
在技术方案1所述的基板处理装置的基础上，技术方案4所述的基板处理装置的特征在于，也对上述外侧电极施加有其他直流电压。
为了达到上述目的，在技术方案5所述的基板处理方法中，在基板处理装置中采用在上述处理空间中产生的等离子体对上述被载置的基板实施等离子处理，该基板处理装置包括：下部电极，其与高频电源相连接且用于载置基板；上部电极，其与该下部电极相对地配置；处理空间，其位于上述下部电极与上述上部电极之间，上述上部电极被分割成与所载置的上述基板的中央部相对的内侧电极以及与所载置的上述基板的周缘部相对的外侧电极，上述内侧电极和上述外侧电极彼此电绝缘，该基板处理方法的特征在于，利用电介质构件覆盖上述上部电极中的与上述处理空间面对的部分，对上述内侧电极施加直流电压，并且使上述外侧电极接地。
在技术方案5所述的基板处理方法的基础上，技术方案6所述的基板处理方法的特征在于，依据上述等离子处理的处理条件，改变向上述内侧电极施加的直流电压的值。
在技术方案6所述的基板处理方法的基础上，技术方案7所述的基板处理方法的特征在于，在上述等离子处理中，在所载置的上述基板的中央部的蚀刻率高于所载置的上述基板的周缘部的蚀刻率的情况下，向上述内侧电极施加正的直流电压。
在技术方案6所述的基板处理方法的基础上，技术方案8所述的基板处理方法的特征在于，在上述等离子处理中，在所载置的上述基板的中央部的蚀刻率低于所载置的上述基板的周缘部的蚀刻率的情况下，向上述内侧电极施加负的直流电压。
在技术方案5所述的基板处理方法的基础上，技术方案9所述的基板处理方法的特征在于，依据上述等离子处理的处理条件，将上述电介质构件更换为厚度、介电常数和表面积这三项中的至少1项改变了的其他电介质构件。
在技术方案5所述的基板处理方法的基础上，技术方案10所述的基板处理方法的特征在于，上述外侧电极借助具有可变电容器的可变电容滤波器而接地，当依据上述等离子处理的处理条件而改变上述可变电容器的电容时，在包含上述可变电容滤波器的电压特性中的谐振点的范围内改变上述可变电容滤波器中的电位差。
在技术方案5所述的基板处理方法的基础上，技术方案11所述的基板处理方法的特征在于，也对上述外侧电极施加其他直流电压，依据上述等离子处理的处理条件，对上述内侧电极的电位与上述外侧电极的电位之差进行调整。
在技术方案11所述的基板处理方法的基础上，技术方案12所述的基板处理方法的特征在于，对上述外侧电极施加其他直流电压，以使上述外侧电极的电位为与上述内侧电极的电位相反的电位。
采用本发明，由于利用电介质构件覆盖上部电极中的与处理空间面对的部分，因此上部电极不会被正离子溅射。另外，由于电介质构件能够阻止电子，因此电子不会流入到等离子体中。即，由于不会产生直流电流，因此能够防止由焦耳热引起的对上部电极的加热，从而能够防止上部电极的消耗。另外，由于电子不会向等离子体过量地流入，因此不会产生直流电流，结果能够使等离子处理的性能稳定，并且无需在处理空间内设置利用直流方式使电子接地的部位。
此外，采用本发明，对上部电极的内侧电极施加直流电压，并且上部电极的外侧电极接地，因此能够使内侧电极与下部电极之间的电位差同外侧电极与下部电极之间的电位差这两者不同。当电位差改变时，等离子体的密度分布也改变，因此能够使内侧电极与下部电极之间的等离子体的密度同外侧电极与下部电极之间的等离子体的密度这两者不同。结果，能够提高处理空间内的等离子体的密度分布的控制性。
附图说明
图1是大概地表示本发明的第1实施方式的基板处理装置的结构的剖视图。
图2是示意性地表示图1的基板处理装置中的等离子体产生用的高频电力的电路的图。
图3是用于说明利用图1的基板处理装置提高蚀刻率的均匀性的一例的图。
图4是用于说明利用图1的基板处理装置提高蚀刻率的均匀性的另一例的图。
图5是大概地表示本发明的第2实施方式的基板处理装置的结构的剖视图。
图6是示意性地表示图5的基板处理装置中的等离子体产生用的高频电力的电路的图。
图7是表示图6中的可变电容滤波器的电压特性的图。
图8是大概地表示本发明的第3实施方式的基板处理装置的结构的剖视图。
图9是示意性地表示图8的基板处理装置中的等离子体产生用的高频电力的电路的图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
首先，说明本发明的第1实施方式的基板处理装置。
图1是大概地表示本实施方式的基板处理装置的结构的剖视图。本基板处理装置对作为基板的晶圆实施等离子蚀刻处理。
在图1中，基板处理装置10具有用于收容例如直径为300mm的晶圆W的处理腔室11，在该处理腔室11的内部配置有用于载置半导体器件用的晶圆W的圆柱状的基座12(下部电极)。在基板处理装置10中，利用处理腔室11的内部侧壁和基座12的侧面形成侧部排气通路13。在该侧部排气通路13的中段配置有排气板14。
排气板14是具有许多个通孔的板状构件，作为将处理腔室11的内部分隔成上部和下部的分隔板而发挥作用。在由排气板14分隔开的处理腔室11内部的上部(以下称作“处理室”。)15如后述那样产生等离子体。另外，用于排出处理腔室11内部的气体的排气管17与处理腔室11内部的下部(以下称作“排气室(歧管)”。)16相连接。排气板14捕捉或反射在处理室15中产生的等离子体，防止该等离子体向歧管16泄漏。
TMP(TurboMolecularPump，涡轮分子泵)和DP(DryPump，干泵)(均未图示)与排气管17相连接，这些泵将处理腔室11的内部抽成真空而使处理腔室11的内部减压。另外，处理腔室11内部的压力由APC阀(高压笼式调节阀)(未图示)控制。
第1高频电源18经由第1匹配器19与处理腔室11内部的基座12相连接，且第2高频电源20经由第2匹配器21与该基座12相连接，第1高频电源18将比较高的频率、例如40MHz的等离子体产生用的高频电力供给到基座12，第2高频电源20将比较低的频率、例如2MHz的离子引入用的高频电力供给到基座12。由此，基座12作为下部电极发挥作用。另外，第1匹配器19和第2匹配器21用于降低来自基座12的高频电力的反射，使高频电力向基座12的供给效率达到最大。
基座12的上部形成为小径的圆柱自大径的圆柱的顶端沿同心轴线突出的形状，在该上部以包围小径的圆柱的方式形成有台阶部。在小径的圆柱的顶端配置有在内部具有静电电极板22的由陶瓷构成的静电吸盘23。第1可变直流电源24与静电电极板22相连接，当对静电电极板22施加正的直流电压时，在晶圆W的静电吸盘23侧的表面(以下称作“背面”。)上产生负电位，在静电电极板22与晶圆W的背面之间产生电位差，利用由该电位差引发的库仑力或约翰逊·拉别克力将晶圆W吸附保持于静电吸盘23。
另外，在基座12的上部以将吸附保持于静电吸盘23的晶圆W包围起来的方式，向基座12的上部的台阶部载置有聚焦环25。聚焦环25由硅(Si)构成。即，聚焦环25由半导体构成，因此使等离子体的分布区域不局限于晶圆W上而是扩大至该聚焦环25上。
在处理腔室11的顶部，隔着处理空间PS与基座12相对地配置有簇射头(showerhead)26。簇射头26包括：电介质板27(电介质构件)、上部电极板28(上部电极)、能装卸地吊起支承该上部电极板28的冷却板(coolingplate)29和覆盖该冷却板29的盖体30。
电介质板27是由例如二氧化硅(SiO2)、碳化硅(SiC)、氧化钇(Y2O3)等陶瓷、石英等玻璃或结晶那样的具有耐等离子体的特性的绝缘材料构成的圆板状构件，电介质板27将上部电极板28的与处理空间PS面对的部分(下表面)全部覆盖。上部电极板28是由半导体、例如硅构成的圆板状构件。在电介质板27和上部电极板28上形成有贯穿该电介质板27和上部电极板28、且与后述的冷却板29中的缓冲室相连通的许多个气孔(未图示)。另外，在冷却板29的内部设置有缓冲室(未图示)，自处理气体供给装置(未图示)将处理气体经由处理气体供给管31供给到该缓冲室中。处理气体供给装置例如适当地调整各种气体的流量比而产生混合气体，将该混合气体经由处理气体供给管31、缓冲室和气孔而导入到处理空间PS中。
另外，簇射头26的上部电极板28被分割成与载置在基座12上的晶圆W的中央部相对的内侧电极28a以及与该晶圆W的周缘部相对的外侧电极28b，在内侧电极28a与外侧电极28b之间夹设有环状的作为绝缘性构件的绝缘环32，该绝缘环32使内侧电极28a和外侧电极28b电绝缘。第2可变直流电源33与内侧电极28a相连接，向内侧电极28a施加正的直流电压。第2可变直流电源33能够改变向内侧电极28a施加的直流电压的值，由此能够改变内侧电极28a的电位。另外，外侧电极28b不与直流电源等相连接而接地。
在基板处理装置10中，导入到处理空间PS中的处理气体被自第1高频电源18经由基座12而施加于处理空间PS的等离子体产生用的高频电力激励，成为等离子体。该等离子体中的正离子被引入到晶圆W，对该晶圆W实施等离子蚀刻处理。此时，上部电极板28由于被电介质板27覆盖，因此不会被正离子溅射，从而上部电极板28不会消耗。
图2是示意性地表示图1的基板处理装置中的等离子体产生用的高频电力的电路的图。
在图2的电路中，在第1高频电源18与接地之间存在：自第1高频电源18经由处理空间PS、内侧电极28a和第2可变直流电源33而接地的第1路径L1；自第1高频电源18经由处理空间PS和外侧电极28b而接地的第2路径L2，第1路径L1与第2路径L2并联连接。
在第1路径L1中，可以将处理空间PS和内侧电极28a看作彼此串联连接的电容器C1和电容器C2，在第2路径L2中，可以将处理空间PS和外侧电极28b看作彼此串联连接的电容器C3和电容器C4。
在图2的电路中，在第1路径L1中的电容器C2与接地之间夹设有第2可变直流电源33，该第2可变直流电源33对电容器C2(内侧电极28a)施加正的直流电压，因此电容器C1和电容器C2中的总电位差低于电容器C3和电容器C4中的总电位差。结果，电容器C1中的电位差低于电容器C3中的电位差。这里，可以将电容器C1中的电位差看作处理空间PS中的内侧电极28a与基座12之间的电位差，可以将电容器C3中的电位差看作处理空间PS中的外侧电极28b与基座12之间的电位差。通常，当处理空间中的电位差较大时，电场变强而使等离子体的密度变高，当处理空间中的电位差较小时，电场减弱而使等离子体的密度降低。
因而，在基板处理装置10中，在处理空间PS内，可以使内侧电极28a与基座12之间的等离子体的密度低于外侧电极28b与基座12之间的等离子体的密度。
另外，在图2的电路中，在使第2可变直流电源33向电容器C2(内侧电极28a)施加了负的直流电压的情况下，电容器C1和电容器C2中的总电位差高于电容器C3和电容器C4中的总电位差。结果，能够使电容器C1中的电位差高于电容器C3中的电位差，因而，能够使内侧电极28a与基座12之间的等离子体的密度高于外侧电极28b与基座12之间的等离子体的密度。
即，通过在内侧电极28a与接地之间夹设第2可变直流电源33，能够提高等离子体的密度分布的控制性，由此能够提高等离子蚀刻处理中的蚀刻率的均匀性。
例如，在等离子蚀刻处理中，在晶圆W的中央部的蚀刻率高于晶圆W的周缘部的蚀刻率的情况(参照图3中的实线。)下，通过自第2可变直流电源33向电容器C2(内侧电极28a)施加正的直流电压，能够降低晶圆W的中央部的等离子体的密度，因而，能够降低晶圆W的中央部的蚀刻率(参照图3中的虚线。)。另外，在晶圆W的中央部的蚀刻率低于晶圆W的周缘部的蚀刻率的情况(参照图4中的实线。)下，通过自第2可变直流电源33向电容器C2(内侧电极28a)施加负的直流电压，能够提高晶圆W的中央部的等离子体的密度，因而，能够使晶圆W的中央部的蚀刻率上升(参照图4中的虚线。)。
另外，在基板处理装置10中，能够利用第2可变直流电源33改变内侧电极28a的电位，因此能够积极地改变电容器C1和电容器C2中的总电位差，进而能够积极地改变电容器C1中的电位差(内侧电极28a与基座12之间的电位差)。这里，只要依据等离子蚀刻处理的处理条件、例如气体种类、处理空间PS内的压力、等离子体产生用的高频电力的大小，改变向内侧电极28a施加的直流电压的值，就能够在内侧电极28a与基座12之间实现与等离子蚀刻处理的处理条件相符合的等离子体的密度分布。
采用本实施方式的基板处理装置10，由于利用电介质板27覆盖上部电极板28中的与处理空间PS面对的部分，因此上部电极板28不会被正离子溅射。另外，由于电介质板27能够阻止电子，因此电子不会流入到等离子体中。即，由于不会产生直流电流，因此能够防止由焦耳热引起的对上部电极板28的加热，从而能够防止上部电极板28的消耗。另外，由于电子不会过量地流入到等离子体中，因此不会产生直流电流，结果能够使等离子处理的性能稳定，并且能够无需在包括处理空间PS在内的处理腔室11内设置采用直流的方式使电子接地的部位。
此外，采用本实施方式的基板处理装置10，对上部电极板28的内侧电极28a施加直流电压，并且使上部电极板28的外侧电极28b接地，因此能够使内侧电极28a与基座12之间的电位差同外侧电极28b与基座12之间的电位差这两者不同。当电位差改变时，电场的强度改变，等离子体的密度分布也改变，因此能够使内侧电极28a与基座12之间的等离子体的密度同外侧电极28b与基座12之间的等离子体的密度这两者不同。结果，能够提高处理空间PS中的等离子体的密度分布的控制性。
另外，在基板处理装置10中，由于能够改变内侧电极28a的电位，因此能够积极地改变内侧电极28a与基座12之间的电位差。结果，能够提高内侧电极28a与基座12之间的等离子体的密度分布的控制性。
在上述的基板处理装置10中，也可以依据等离子处理的处理条件，将电介质板27更换成厚度、介电常数和表面积这三者中的至少1项改变了的其他电介质板。当介电常数和表面积中的至少1项改变时，在图2的电路中，电容器C1、电容器C3的电容改变而使电位差改变，因此电容器C2、电容器C4中的电位差也改变。即，能够改变处理空间PS中的等离子体的密度分布，从而能够进一步提高处理空间PS中的等离子体的密度分布的控制性。
另外，在上述的基板处理装置10中，第2可变直流电源33与内侧电极28a相连接，外侧电极28b接地，但也可以依据等离子蚀刻处理的处理条件、结果，使内侧电极28a接地，并且使可变直流电源与外侧电极28b相连接而向外侧电极28b施加直流电压。由此，也能够使内侧电极28a与基座12之间的等离子体的密度同外侧电极28b与基座12之间的等离子体的密度这两者不同，因而也能提高处理空间PS中的等离子体的密度分布的控制性。
另外，在上述的基板处理装置10中，使第2可变直流电源33与内侧电极28a相连接，但也可以使只施加规定值的直流电压的固定直流电源与该内侧电极28a相连接。
接下来，详细说明本发明的第2实施方式的基板处理装置。
本实施方式的结构和作用基本上与上述的第1实施方式相同，因此对于重复的结构和作用，省略说明，以下说明与第1实施方式不同的结构和作用。
图5是大概地表示本实施方式的基板处理装置的结构的剖视图。
在图5中，在基板处理装置34中，可变电容滤波器35与外侧电极28b相连接，外侧电极28b经由该可变电容滤波器35接地。可变电容滤波器35内置有多个并联连接的可变电容器，作为切断规定的频率以上的高频电流的高截滤波器(high-cutfilter)而发挥作用。另外，在施加高频电压时，通过改变所内置的可变电容器的电容，能够改变该可变电容滤波器35中的电位差，结果，能够改变与可变电容滤波器35相连接的电极的电位。
图6是示意性地表示图5的基板处理装置中的等离子体产生用的高频电力的电路的图。
在图6的电路中存在：图2中的第1路径L1；自第1高频电源18经由处理空间PS、外侧电极28b和可变电容滤波器35而接地的第3路径L3，第1路径L1与第3路径L3并联连接。在第3路径L3中，可以看成是可变电容滤波器35与电容器C3(处理空间PS)和电容器C4(外侧电极28b)串联连接的结构。
在图6的电路中，在第3路径L3中的电容器C4与接地之间夹设有可变电容滤波器35，该可变电容滤波器35能够改变电容器C4的电位，因此能够积极地改变电容器C3和电容器C4中的总电位差，进而能够积极地改变电容器C3中的电位差(处理空间PS中的外侧电极28b与基座12之间的电位差)。结果，不仅能够提高内侧电极28a与基座12之间的等离子体密度分布的控制性，还能提高外侧电极28b与基座12之间的等离子体密度分布的控制性，因而能够进一步提高处理空间PS中的等离子体的密度分布的控制性。
这里，在基板处理装置34中，优选依据等离子蚀刻处理的处理条件而积极改变电容器C3中的电位差。由此，能够在外侧电极28b与基座12之间实现与等离子蚀刻处理的处理条件相符合的等离子体的密度分布。
另外，在可变电容滤波器35中，通过改变所内置的可变电容器的电容，能够改变该可变电容滤波器35中的电位差，利用可变电容滤波器35所具有的刻度(position)表示改变后的电容，可变电容滤波器35中的电位差(电压特性)如图7所示那样变化。这里，可变电容滤波器35的电压特性包括电位差几乎为0的谐振点和电位差基端变大的谐振点。另外，可变电容滤波器35的电压特性随着处理条件的变化而表现出不同的变化形态。图中的“◇”、“□”、“○”、“Δ”分别表示不同的处理条件下的电压特性。
在基板处理装置34中，在依据等离子蚀刻处理的处理条件而改变可变电容滤波器35中的电位差从而改变电容器C3中的电位差时，优选在包含该可变电容滤波器35的电压特性中的谐振点的范围内改变可变电容滤波器35中的电位差。由此，能够大幅度改变电容器C3中的电位差，因此能够大幅度提高外侧电极28b与基座12之间的等离子体的密度分布的控制性。
在上述的基板处理装置34中，第2可变直流电源33与内侧电极28a相连接，可变电容滤波器35与外侧电极28b相连接，但也可以使可变电容滤波器35与内侧电极28a相连接，并且使第2可变直流电源33与外侧电极28b相连接。由此，也能使内侧电极28a与基座12之间的等离子体的密度同外侧电极28b与基座12之间的等离子体的密度这两者不同，因而也能进一步提高处理空间PS中的等离子体的密度分布的控制性。
接下来，详细说明本发明的第3实施方式的基板处理装置。
本实施方式的结构和作用基本上与上述的第1实施方式相同，因此对于重复的结构和作用，省略说明，以下说明与第1实施方式不同的结构和作用。
图8是大概地表示本实施方式的基板处理装置的结构的剖视图。
在图8中，在基板处理装置36中，第3可变直流电源与外侧电极28b相连接，向外侧电极28b施加正的直流电压。第3可变直流电源37能够改变向外侧电极28b施加的直流电压的值，因此能够改变外侧电极28b的电位。
图9是示意性地表示图8的基板处理装置中的等离子体产生用的高频电力的电路的图。
在图9的电路中存在：图2中的第1路径L1；自第1高频电源18经由处理空间PS、外侧电极28b和第3可变直流电源37而接地的第4路径L4，第1路径L1与第4路径L4并联连接。在第4路径L4中，可以看成是第3可变直流电源37与电容器C3(处理空间PS)和电容器C4(外侧电极28b)串联连接的结构。
在图9的电路中，在第4路径L4中的电容器C4与接地之间夹设有第3可变直流电源37，该第3可变直流电源37对电容器C4施加正的直流电压，因此与外侧电极28b直接接地的情况相比，能够减小电容器C3和电容器C4中的总电位差。另一方面，当使第3可变直流电源37向电容器C4施加负的直流电压时，电容器C3和电容器C4中的总电位差增加。
因而，在基板处理装置36中，能够积极地改变电容器C3中的电位差(外侧电极28b与基座12之间的电位差)。即，不仅能够提高内侧电极28a与基座12之间的等离子体密度分布的控制性，还能提高外侧电极28b与基座12之间的等离子体密度分布的控制性，因此能够进一步提高处理空间PS中的等离子体的密度分布的控制性。
特别是，在使第2可变直流电源33向电容器C2施加正的直流电压而使内侧电极28a产生正的电位，并且使第3可变直流电源37向电容器C4施加负的直流电压而使外侧电极28b产生负的电位的情况下，能够增大电容器C1中的电位差与电容器C3中的电位差的绝对值之差，由此能够可靠地改良具有较大偏差的蚀刻率的分布。另外，也可以向电容器C2施加负的直流电压而使内侧电极28a产生负的电位，并且向电容器C4施加正的直流电压而使外侧电极28b产生正的电位，由此也能可靠地改良具有较大偏差的蚀刻率的分布。
另外，在基板处理装置36中，为了不仅能够改变内侧电极28a的电位，且还能改变外侧电极28b的电位，优选依据等离子蚀刻处理的处理条件，对内侧电极28a的电位与外侧电极28b的电位之差进行调整。由此，能够精细地对内侧电极28a与基座12之间的等离子体密度同外侧电极28b与基座12之间的等离子体密度这两者的差进行调整，因而能够根据等离子蚀刻处理的处理条件实现合适的等离子体的密度分布。
在上述的各实施方式中，上部电极板28不会相对于基座12进行相对移动，但也可以沿上下方向移动地构成簇射头26，从而使上部电极板28能够相对于基座12进行相对移动。在该情况下，能够改变图2、图6和图9的电路中的电容器C1、电容器C3的电容，因此能够精细地调整电容器C1、电容器C3中的电位差，因而能够进一步提高处理空间PS中的等离子体的密度分布的控制性。
利用上述各实施方式的基板处理装置实施等离子蚀刻处理的基板并不限定于半导体器件用的晶圆，也可以是包括LCD(LiquidCrystalDisplay，液晶显示器)等的FPD(FlatPanelDisplay，平板显示器)等所用的各种基板、光掩模、CD基板、印刷电路板等。
另外，利用上述各实施方式说明了本发明，但本发明并不限定于上述各实施方式。
通过将记录有实现上述各实施方式的功能的软件的程序的存储介质供给到计算机等中，由计算机的CPU(centralprocessingunit，中央处理器)读出被存储在存储介质中的程序而执行该程序，也能达到本发明的目的。
在该情况下，自存储介质读出的程序本身能实现上述各实施方式的功能，程序和存储有该程序的存储介质构成本发明。
另外，作为用于供给程序的存储介质，例如只要是RAM、NV-RAM、FLOPPY(注册商标)软磁盘、硬盘、光磁盘、CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD(DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)等光盘、磁带、非易失性的存储卡、其他ROM等能够存储上述程序的介质即可。或者，也可以通过自与因特网、商用网或局域网等相连接的未图示的其他计算机、数据库等下载上述程序，将该上述程序供给到计算机中。
另外，本发明还包括下述情况，即，不仅通过执行由计算机的CPU读出的程序而实现上述各实施方式的功能，且还根据该程序的指示，由在CPU上运转的OS(operatingsystem，操作***)等进行实际处理的一部分处理或全部处理，利用该处理实现上述各实施方式的功能。
此外，本发明还包括下述情况，即，在将自存储介质读出的程序写入到被***在计算机中的功能扩展板、与计算机相连接的功能扩展单元所具有的存储器中后，根据该程序的指示，由该功能扩展板、功能扩展单元所具有的CPU等进行实际处理的一部分处理或全部处理，利用该处理实现上述各实施方式的功能。
上述程序的形态也可以利用目标代码(objectcode)、解释程序(interpreter)来执行的程序、OS所提供的脚本数据(scriptdata)等形态构成。

Claims (20)

1.一种基板处理装置，其包括：下部电极，其与高频电源相连接且用于载置基板；上部电极，其与该下部电极相对地配置；处理空间，其位于上述下部电极与上述上部电极之间，该基板处理装置利用在该处理空间内产生的等离子体对所载置的上述基板实施等离子处理，其特征在于，
该基板处理装置具有对上述上部电极中的与上述处理空间面对的部分进行覆盖的电介质构件；
上述上部电极是簇射头的一部分，配置在上述电介质构件和簇射头中的吊起支承该上部电极并在内部设有缓冲室的冷却板之间，
上述上部电极被分割成与所载置的上述基板的中央部相对的内侧电极以及与所载置的上述基板的周缘部相对的外侧电极；
上述内侧电极和上述外侧电极彼此电绝缘；
对上述内侧电极施加直流电压，并且上述外侧电极接地，
上述电介质构件抑制从上述上部电极向等离子体放出电子，
在上述内侧电极与外侧电极之间夹设有环状的绝缘性构件。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
可变直流电源与上述内侧电极相连接。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
上述外侧电极经由可变电容滤波器而接地。
4.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
也对上述外侧电极施加其他直流电压。
5.一种基板处理方法，在该基板处理方法中，在基板处理装置中利用在处理空间中产生的等离子体对所载置的基板实施等离子处理，该基板处理装置包括：下部电极，其与高频电源相连接且用于载置基板；上部电极，其与该下部电极相对地配置；处理空间，其位于上述下部电极与上述上部电极之间，上述上部电极是簇射头的一部分，配置在电介质构件和簇射头中的吊起支承该上部电极并在内部设有缓冲室的冷却板之间，上述上部电极被分割成与所载置的上述基板的中央部相对的内侧电极以及与所载置的上述基板的周缘部相对的外侧电极，具有对上述内侧电极和上述外侧电极中至少一个电极施加直流电压的直流电压施加部件，上述内侧电极和上述外侧电极彼此电绝缘，该基板处理方法的其特征在于，
利用电介质构件覆盖上述上部电极中的与上述处理空间面对的部分；
上述电介质构件阻止电子向等离子体流动；
对上述内侧电极施加直流电压，并且使上述外侧电极接地，
在上述内侧电极与外侧电极之间夹设有环状的绝缘性构件。
6.根据权利要求5所述的基板处理方法，其特征在于，
依据上述等离子处理的处理条件，改变向上述内侧电极施加的直流电压的值。
7.根据权利要求6所述的基板处理方法，其特征在于，
在上述等离子处理中，在所载置的上述基板的中央部的蚀刻率高于所载置的上述基板的周缘部的蚀刻率的情况下，向上述内侧电极施加正的直流电压。
8.根据权利要求6所述的基板处理方法，其特征在于，
在上述等离子处理中，在所载置的上述基板的中央部的蚀刻率低于所载置的上述基板的周缘部的蚀刻率的情况下，向上述内侧电极施加负的直流电压。
9.根据权利要求5所述的基板处理方法，其特征在于，
依据上述等离子处理的处理条件，将上述电介质构件更换为厚度、介电常数和表面积这三项中的至少1项改变了的其他电介质构件。
10.根据权利要求5所述的基板处理方法，其特征在于，
上述外侧电极借助具有可变电容器的可变电容滤波器而接地；
当依据上述等离子处理的处理条件而改变上述可变电容器的电容时，在包含上述可变电容滤波器的电压特性中的谐振点的范围内改变上述可变电容滤波器中的电位差。
11.根据权利要求5所述的基板处理方法，其特征在于，
也对上述外侧电极施加其他直流电压；
依据上述等离子处理的处理条件，对上述内侧电极的电位与上述外侧电极的电位之差进行调整。
12.根据权利要求11所述的基板处理方法，其特征在于，
对上述外侧电极施加其他直流电压，以使上述外侧电极的电位为与上述内侧电极的电位相反的电位。
13.一种基板处理方法，在该基板处理方法中，在基板处理装置中利用在处理空间中产生的等离子体对所载置的基板实施等离子处理，该基板处理装置包括：下部电极，其与高频电源相连接且用于载置基板；上部电极，其与该下部电极相对地配置；处理空间，其位于上述下部电极与上述上部电极之间，上述上部电极是簇射头的一部分，配置在电介质构件和簇射头中的吊起支承该上部电极并在内部设有缓冲室的冷却板之间，上述上部电极被分割成与所载置的上述基板的中央部相对的内侧电极以及与所载置的上述基板的周缘部相对的外侧电极，具有对上述内侧电极和上述外侧电极中至少一个电极施加直流电压的直流电压施加部件，上述内侧电极和上述外侧电极彼此电绝缘，该基板处理方法的其特征在于，
利用电介质构件覆盖上述上部电极中的与上述处理空间面对的部分；
以使上述内侧电极和下部电极之间的电位差和上述外侧电极和下部电极之间的电位差不同的方式，对上述内侧电极施加上述直流电压，并且使上述外侧电极接地，
上述电介质构件抑制从上述上部电极向等离子体放出电子，
在上述内侧电极与外侧电极之间夹设有环状的绝缘性构件。
14.根据权利要求13所述的基板处理方法，其特征在于，
依据上述等离子处理的处理条件，改变向上述内侧电极施加的直流电压的值。
15.根据权利要求14所述的基板处理方法，其特征在于，
在上述等离子处理中，在所载置的上述基板的中央部的蚀刻率高于所载置的上述基板的周缘部的蚀刻率的情况下，向上述内侧电极施加正的直流电压。
16.根据权利要求14所述的基板处理方法，其特征在于，
在上述等离子处理中，在所载置的上述基板的中央部的蚀刻率低于所载置的上述基板的周缘部的蚀刻率的情况下，向上述内侧电极施加负的直流电压。
17.根据权利要求13所述的基板处理方法，其特征在于，
依据上述等离子处理的处理条件，将上述电介质构件更换为厚度、介电常数和表面积这三项中的至少1项改变了的其他电介质构件。
18.根据权利要求13所述的基板处理方法，其特征在于，
上述外侧电极借助具有可变电容器的可变电容滤波器而接地；
当依据上述等离子处理的处理条件而改变上述可变电容器的电容时，在包含上述可变电容滤波器的电压特性中的谐振点的范围内改变上述可变电容滤波器中的电位差。
19.根据权利要求13所述的基板处理方法，其特征在于，
也对上述外侧电极施加其他直流电压；
依据上述等离子处理的处理条件，对上述内侧电极的电位与上述外侧电极的电位之差进行调整。
20.根据权利要求19所述的基板处理方法，其特征在于，
对上述外侧电极施加其他直流电压，以使上述外侧电极的电位为与上述内侧电极的电位相反的电位。
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