CN102569130A - 基板处理装置及基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供基板处理装置及基板处理方法。该基板处理装置通过相对于基板的温度独立地控制聚焦环的温度来控制基板的面内处理特性。该基板处理装置包括：载置台(110)，其包括基座(114)，该基座(114)具有用于载置晶圆(W)的基板载置面(115)和用于载置聚焦环的聚焦环载置面(116)；静电吸盘(120)，其将晶圆背面静电吸附在基板载置面上，并将聚焦环背面静电吸附在聚焦环载置面上；导热气体供给机构(200)；导热气体供给机构独立地设有用于向基板背面供给第1导热气体的第1导热气体供给部(210)和用于向聚焦环背面供给第2导热气体的第2导热气体供给部(220)。

Description

基板处理装置及基板处理方法
技术领域
本发明涉及用于对半导体晶圆等基板实施等离子体处理的基板处理装置及基板处理方法。
背景技术
在半导体装置的制造过程中，出于在半导体晶圆等基板上形成微细的电路图案的目的，反复实施蚀刻、成膜等等离子体处理。在等离子体处理中，例如在基板处理装置的能够减压地构成的处理室内相对配置的电极之间施加高频电压而产生等离子体，使等离子体作用于载置在载置台上的基板而进行蚀刻。
在该等离子体处理时，为了与基板的中心部(中央部)同样地在边缘部(周缘部)也进行均匀且良好的处理，以包围载置台上的基板周围的方式将聚焦环(focus ring)配置在载置台上来进行蚀刻。在这种情况下，为了防止基板因受到来自等离子体的热量输入而引起的温度上升，在载置台的上部设置用于将基板静电保持的基板保持部，并通过向基板背面供给He气体等导热气体来提高基板与基座之间的导热性，从而将基板温度保持为恒定。
专利文献1：日本特开平10-303288号公报
但是，在等离子体处理过程中，不仅是基板，其周围的聚焦环也暴露在等离子体中，因此，存在聚焦环也因等离子体的热量输入而导致温度变动的情况。因此，有可能对基板的面内处理特性(蚀刻速率等工艺特性)产生影响。
在这一点上，为了防止因重复等离子体处理而使设置在基板周围的特性校正用环蓄热导致基板周边部的处理特性变动，也将特性校正用环静电保持，并且，使向基板背面供给的导热气体分支，也向特性校正用环背面供给(例如参照专利文献1)。
但是，像专利文献1那样仅利用1个***向基板背面和特性校正用环背面供给导热气体存在下述情况：无法利用基板的处理条件(气体种类、气体流量、处理室内压力、高频电的功率)，来控制基板的面内处理特性。在专利文献1中，由于只能以相同的压力向基板背面和特性校正用环背面这两者供给相同种类的导热气体，因此，无法利用导热气体自由地控制基板的面内处理特性。
发明内容
因此，本发明即是鉴于该问题而做成的，其目的在于提供一种能够相对于基板的温度独立地控制聚焦环的温度，由此能够自由地控制基板的面内处理特性的基板处理装置等。
为了解决上述课题，本发明的一技术方案提供一种基板处理装置，该基板处理装置在处理室内配置基板，以包围该基板的周围的方式配置聚焦环，对上述基板实施等离子体处理，其特征在于，该基板处理装置包括：载置台，其包括基座，该基座具有用于载置上述基板的基板载置面和用于载置上述聚焦环的聚焦环载置面；基座调温机构，其用于调整上述基座的温度；基板保持部，其将上述基板的背面静电吸附在上述基板载置面上，并将上述聚焦环的背面静电吸附在上述聚焦环载置面上；导热气体供给机构，其独立地设有用于向上述基板的背面供给第1导热气体的第1导热气体供给部和用于向上述聚焦环的背面供给第2导热气体的第2导热气体供给部。
在像这样的本发明中，能够将基板静电吸附于基板保持部的基板载置面，并能够将聚焦环静电吸附于聚焦环载置面。此外，通过独立地设置用于向基板背面供给第1导热气体的第1导热气体供给部和用于向聚焦环背面供给第2导热气体的第2导热气体供给部，能够相对于向基板背面供给的第1导热气体独立地向聚焦环背面供给第2导热气体。由此，能够独立地改变聚焦环与进行了调温的基座之间的导热系数，从而能够相对于基板温度独立地控制聚焦环的温度，因此，能够改善或者自由地控制基板的面内处理特性。
另外，上述导热气体供给机构构成为，例如独立地设置连接于上述第1导热气体供给部的第1气体流路和连接于上述第2导热气体供给部的第2气体流路，上述第1气体流路连通于设置在上述基板载置面上的多个气孔，上述第2气体流路连通于设置在上述聚焦环载置面上的多个气孔。由此，能够利用来自基板载置面的气孔的第1导热气体来控制基板与基座之间的导热系数，能够利用来自聚焦环载置面的气孔的第2导热气体来控制聚焦环与基座之间的导热系数。
在这种情况下，也可以在比上述聚焦环载置面靠下方的位置设有由沿着上述聚焦环的周向的环状空间构成的第1环状扩散部，使上述聚焦环载置面上的多个气孔连通于上述第1环状扩散部的上部，并使上述第2气体流路连通于上述第1环状扩散部的下部。由此，通过经由该第2气体流路向第1环状扩散部供给第2导热气体，能够使第2导热气体沿着第1环状扩散部的周向整个第1环状扩散部扩散并从各气孔喷出，因此，能够使第2导热气体没有遗漏地流通到整个聚焦环背面。
另外，上述导热气体供给机构也可以构成为，独立地设置连接于上述第1导热气体供给部的第1气体流路和连接于上述第2导热气体供给部的第2气体流路，上述第1气体流路连通于设置在上述基板载置面上的多个气孔，上述第2气体流路连通于由沿着上述聚焦环的周向设置在上述聚焦环载置面的表面的环状凹部构成的第2环状扩散部。由此，能够使第2导热气体沿着周向扩散到聚焦环背面正下方的整个第2环状扩散部，因此，能够使第2导热气体没有遗漏地流通于整个聚焦环背面。
在这种情况下，也可以在上述第2环状扩散部中形成有多个突起部，该多个突起部用于支承上述聚焦环的背面。由此，能够使多个突起部直接接触于聚焦环背面来导热。由此，能够增加直接接触于聚焦环背面来导热的部分。
另外，也可以在上述第2环状扩散部的下部沿着该第2环状扩散部的周向形成有槽部，上述第2气体流路连通于上述槽部。由此，即使在第2环状扩散部的突起部的数量较多而难以扩散的情况下，来自第2气体流路的第2导热气体也会经由槽部向周向扩散，因此易于遍布整个第2环状扩散部。
另外，上述导热气体供给机构也可以构成为，独立地设置连接于上述第1导热气体供给部的第1气体流路和连接于上述第2导热气体供给部的第2气体流路，上述第1气体流路连通于设置在上述基板载置面上的多个气孔，在上述聚焦环载置面上沿着上述聚焦环的周向形成有表面粗糙度被加工成能供第2导热气体流通的程度的部位，上述第2气体流路连通于该部位。由此，能够使来自第2气体流路的第2导热气体经由聚焦环载置面的粗糙的表面在聚焦环的整个周向上扩散。
在这种情况下，也可以在上述聚焦环载置面的内周侧和外周侧均设有用于密封上述第2导热气体的密封部。由此，能够使第2导热气体难以自聚焦环载置面泄漏，因此，由此能够通过提高聚焦环的由第2导热气体自身带来的导热效果，来控制基板边缘部的处理特性。
另外，也可以在上述聚焦环载置面的内周侧和外周侧中的一者不设置密封部或两者均不设置密封部。由此，不仅能够利用由第2导热气体自身带来的导热效果，来控制基板的边缘部的处理特性，还能够在基板的边缘部附近使第2导热气体泄漏，因此，还能够通过改变该边缘部附近的气体成分的比率，来控制基板的边缘部的处理特性。
另外，也可以在上述聚焦环载置面的表面和上述基板载置面的表面形成喷镀膜，通过相对于上述基板载置面的喷镀膜的气孔率改变上述聚焦环载置面的喷镀膜的气孔率来控制上述基板的面内处理特性。在这种情况下，优选与基座的控制温度范围相应地来决定上述聚焦环载置面的喷镀膜的气孔率。
另外，也可以这样，上述基板载置面的多个气孔分成中心部区域和该中心部区域周围的边缘部区域地进行设置，上述第1气体流路连通于上述基板载置面的中心部区域的多个气孔，上述第2气体流路分支为两个流路，一个流路连通于设置在上述聚焦环载置面上的多个气孔，另一个流路连通于上述基板载置面的边缘部区域的多个气孔。由此，不仅聚焦环，对于基板的边缘部区域也能够利用第2导热气体相对于中心部区域分开地控制温度，因此，能够直接控制基板的边缘部区域的处理特性。
为了解决上述课题，本发明的另一技术方案提供一种基板处理装置的基板处理方法，该基板处理装置在处理室内配置基板，以包围该基板的周围的方式配置聚焦环，对上述基板实施等离子体处理，其特征在于，上述基板处理装置包括：载置台，其包括基座，该基座具有用于载置上述基板的基板载置面和用于载置上述聚焦环的聚焦环载置面；基座调温机构，其用于调整上述基座的温度；基板保持部，其将上述基板的背面静电吸附在上述基板载置面上，并将上述聚焦环的背面静电吸附在上述聚焦环载置面上；导热气体供给机构，其独立地设有用于以目标压力向上述基板的背面供给第1导热气体的第1导热气体供给部和用于以目标压力向上述聚焦环的背面供给第2导热气体的第2导热气体供给部；通过相对于上述第1导热气体的供给压力改变上述第2导热气体的供给压力来控制上述基板的面内处理特性。
为了解决上述课题，本发明的又一技术方案提供一种基板处理装置的基板处理方法，该基板处理装置在处理室内配置基板，以包围该基板的周围的方式配置聚焦环，对上述基板实施等离子体处理，其特征在于，上述基板处理装置包括：载置台，其包括基座，该基座具有用于载置上述基板的基板载置面和用于载置上述聚焦环的聚焦环载置面；基座调温机构，其用于调整上述基座的温度；基板保持部，其将上述基板的背面静电吸附在上述基板载置面上，并将上述聚焦环的背面静电吸附在上述聚焦环载置面上；导热气体供给机构，其独立地设有用于以目标压力向上述基板的背面供给第1导热气体的第1导热气体供给部和用于以目标压力向上述聚焦环的背面供给第2导热气体的第2导热气体供给部；通过改变上述第1导热气体和上述第2导热气体的气体种类来控制上述基板的面内处理特性。
采用本发明，通过将基板和聚焦环这两者静电吸附，并且不仅向基板背面，也向聚焦环背面独立地供给导热气体，能够独立地改变聚焦环与进行了调温的基座之间的导热系数，从而能够相对于基板的温度独立地控制聚焦环的温度。由此，能够改善或者自由地控制基板的面内处理特性。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的基板处理装置的结构例的剖视图。
图2是用于表示该实施方式的导热气体供给机构的结构例的剖视图。
图3A是将图2所示的聚焦环附近的结构放大的局部剖视图。
图3B是图3A所示的部分的立体图。
图4是表示将该实施方式的导热气体压力与晶圆面内的蚀刻速率之间的关系做成坐标图的实验结果的图。
图5是表示该实施方式的工艺程序(process sequence)的具体例子的图。
图6是表示该实施方式的工艺程序的另一具体例子的图。
图7A是表示聚焦环载置面上的第2导热气体的流通构造的变形例的局部剖视图。
图7B是表示图7A所示的、除了聚焦环之外的部分的立体图。
图8A是表示聚焦环载置面上的第2导热气体的流通构造的另一变形例的局部剖视图。
图8B是表示在图8A所示的变形例中设有槽部的情况的局部剖视图。
图9A是表示聚焦环载置面上的第2导热气体的流通构造的又一变形例的局部剖视图，是在聚焦环的内周侧和外周侧均设有密封部的情况。
图9B是在图9A所示的变形例中仅在聚焦环的内周侧设有密封部的情况的局部剖视图。
图9C是在图9A所示的变形例中仅在聚焦环的外周侧设有密封部的情况的局部剖视图。
图9D是在图9A所示的变形例中在聚焦环的内周侧和外周侧均不设置密封部的情况的局部剖视图。
图10A是概念性地表示在构成静电吸盘的表面的喷镀膜中聚焦环载置面的气孔率大于基板载置面的气孔率的情况的局部剖视图。
图10B是概念性地表示在构成静电吸盘的表面的喷镀膜中聚焦环载置面的气孔率小于基板载置面的气孔率的情况的局部剖视图。
图10C是概念性地表示在构成静电吸盘的表面的喷镀膜中聚焦环载置面的喷镀膜为两层的情况的局部剖视图。
图11是表示该实施方式的导热气体供给机构的另一结构例的剖视图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的优选实施方式。另外，在本说明书及附图中，通过对实质上具有相同的功能结构的构成要件标注相同的附图标记来省略重复说明。
基板处理装置
首先，参照附图说明本发明的实施方式的基板处理装置的概略结构。在此，列举了由平行平板型的等离子体处理装置构成基板处理装置的情况。图1是表示本实施方式的基板处理装置100的概略结构的纵剖视图。
基板处理装置100包括处理室102，该处理室102具有例如由表面进行了阳极氧化处理(铝阳极化处理)的铝构成的被成形为圆筒形状的处理容器。处理室102接地，在处理室102内的底部设有用于载置晶圆W的大致圆柱状的载置台110。载置台110包括由陶瓷等构成的板状的绝缘体112、及设置在绝缘体112上的构成下部电极的基座114。
载置台110包括能够将基座114调整为规定温度的基座调温部117。基座调温部117例如构成为使温度调节介质在环状的温度调节介质室118中循环，温度调节介质室118沿着周向设置在基座114内部。
在基座114的上部设有能够吸附晶圆W和以包围该晶圆W的方式配置的聚焦环124这两者的、作为基板保持部的静电吸盘120。在静电吸盘120的上侧中央部形成有凸状的基板载置部，该基板载置部的上表面构成用于载置晶圆W的基板载置面115，其周围的较低部分的上表面构成用于载置聚焦环124的聚焦环载置面116。
静电吸盘120是使电极122介于绝缘材料之间的构造。在本实施方式的静电吸盘120中，为了能够吸附晶圆W和聚焦环124这两者，电极122不仅延伸至基板载置面115的下侧，也延伸至聚焦环载置面116的下侧地设置。
静电吸盘120被连接于电极122的直流电源123施加规定的直流电压(例如1.5kV)。由此，晶圆W和聚焦环124被静电吸附在静电吸盘120上。另外，基板载置部例如图1所示地形成为其直径比晶圆W的直径小，在载置晶圆W时，晶圆W的边缘部自基板载置部突出。
在本实施方式的载置台110上设有用于向晶圆W的背面和聚焦环124的背面分别供给导热气体的导热气体供给机构200。作为该导热气体，除了能够将基座114的冷却温度经由静电吸盘120高效地传递向接受等离子体热量输入的晶圆W或聚焦环124而使它们冷却的He气体之外，也能够应用Ar气体、H2气体。
导热气体供给机构200包括用于向载置在基板载置面115上的晶圆W的背面供给第1导热气体的第1导热气体供给部210、及用于向载置在聚焦环载置面116上的聚焦环124的背面供给第2导热气体的第2导热气体供给部220。
能够借助这些导热气体分别分开地控制基座114和晶圆W之间的导热系数、及基座114和聚焦环124之间的导热系数。例如能够改变第1导热气体和第2导热气体的压力、气体种类。由此，即使是来自等离子体的热量输入，也能够提高晶圆W的面内均匀性，并且，也能够积极地使晶圆W的温度和聚焦环124的温度之间带有温度差来控制晶圆W的面内处理特性。这些第1导热气体供给部210、第2导热气体供给部220的具体结构之后说明。
在基座114的上方，与该基座114相对地设有上部电极130。形成在该上部电极130和基座114之间的空间为等离子体生成空间。上部电极130借助绝缘性遮蔽构件131支承在处理室102的上部。
上部电极130主要由电极板132和将该电极板132装卸自如地支承的电极支承体134构成。电极板132例如由硅制构件构成，电极支承体134例如由表面被铝阳极化处理后的铝等导电性构件构成。
在电极支承体134上设有用于将来自处理气体供给源142的处理气体导入到处理室102内的处理气体供给部140。处理气体供给源142通过气体供给管144连接于电极支承体134的气体导入口143。
在气体供给管144上，例如图1所示那样从上游侧按顺序设有质量流量控制器(MFC)146和开闭阀148。另外，也可以替代MFC而设置FCS(Flow Control System：流量控制***)。作为蚀刻用的处理气体，自处理气体供给源142供给例如C4H8气体这样的氟碳气(CXFY)。
处理气体供给源142例如供给等离子体蚀刻用的蚀刻气体。另外，图1仅表示了1个由气体供给管144、开闭阀148、质量流量控制器146、处理气体供给源142等构成的处理气体供给***，但基板处理装置100包括多个处理气体供给***。例如CF4、O2、N2、CHF3等蚀刻气体各自被独立地控制流量，供给到处理室102内。
在电极支承体134中设有例如大致圆筒状的气体扩散室135，能够使从气体供给管144导入的处理气体均匀地扩散。在电极支承体134的底部和电极板132上形成有用于将来自气体扩散室135的处理气体喷出到处理室102内的许多个气体喷出孔136。能够将在气体扩散室135中扩散的处理气体从许多个气体喷出孔136均匀地朝向等离子体生成空间喷出。在这一点上，上部电极130起到用于供给处理气体的喷头(shower head)的功能。
另外，虽未图示，但在载置台110上设有利用升降销抬起晶圆W而使晶圆W自静电吸盘120的基板载置面115脱离的升降机。
在处理室102的底部连接有排气管104，该排气管104与排气部105相连接。排气部105包括涡轮分子泵等真空泵，用于将处理室102内调整为规定的减压气氛。另外，在处理室102的侧壁设有晶圆W的搬出搬入口106，在搬出搬入口106上设有闸阀108。在将晶圆W搬出或搬入时，打开闸阀108。然后，利用未图示的输送臂等经由搬出搬入口106将晶圆W搬出或搬入。
在构成下部电极的基座114上连接有用于供给双频重叠电的电供给装置150。电供给装置150由用于供给第1频率的第1高频电(等离子体产生用高频电)的第1高频电供给机构152、以及用于供给比第1频率低的第2频率的第2高频电(偏置电压产生用高频电)的第2高频电供给机构162。
第1高频电供给机构152具有从基座114侧开始依次连接的第1过滤器154、第1匹配器156、第1电源158。第1过滤器154用于防止第2频率的电成分进入到第1匹配器156侧。第1匹配器156用于对第1高频电成分进行匹配。
第2高频电供给机构162具有从基座114侧开始依次连接的第2过滤器164、第2匹配器166、第2电源168。第2过滤器164用于防止第1频率的电成分进入到第2匹配器166侧。第2匹配器166用于对第2高频电成分进行匹配。
在基板处理装置100上连接有控制部(整体控制装置)170，利用该控制部170来控制基板处理装置100的各部。另外，在控制部170上，为了供操作人员管理基板处理装置100而连接有操作部172，该操作部172由用于进行命令的输入操作等的键盘、将基板处理装置100的运转状况可视化地显示的显示器、或者具有输入操作末端功能和状态显示功能这两者的触摸面板等构成。
并且，在控制部170上还连接有存储部174，该存储部174存储有用于利用控制部170的控制来实现由基板处理装置100执行的各种处理(对晶圆W进行的等离子体处理等)的程序、执行程序所必需的处理条件(制程程序)等。
在存储部174中例如存储有多个处理条件(制程程序)。各处理条件是将控制基板处理装置100的各部的控制参数、设定参数等多个参数值汇总而成的。各处理条件例如具有处理气体的流量比、处理室内压力、高频电等参数值。
另外，这些程序、处理条件既可以存储在硬盘、半导体存储器中，也可以在收容于CD-ROM、DVD等便携式的能够由计算机读取的存储介质中的状态下放(set)在存储部174的规定立置。
控制部170根据来自操作部172的指示等自存储部174读出目标程序、处理条件来控制各部，从而执行利用基板处理装置100进行的目标处理。另外，利用来自操作部172的操作，能够编辑处理条件。
在该结构的基板处理装置100中，在对基座114上的晶圆W实施等离子体处理时，以规定的功率自第1电源158向基座114供给10MHz以上的第1高频(例如100MHz)电，并且，以规定的功率自第2电源168向基座114供给2MHz以上、小于10MHz的第2高频(例如3MHz)电。由此，利用第1高频电的作用在基座114和上部电极130之间产生处理气体的等离子体，并且，利用第2高频电的作用在基座114产生自偏置电压(-Vdc)，能够对晶圆W执行等离子体处理。通过这样地向基座114供给第1高频电和第2高频电并使它们重叠，能够适当地控制等离子体而对晶圆W进行良好的等离子体处理。
另外，在晶圆W上产生等离子体时，不仅是晶圆W，配置在其周围的聚焦环124也暴露在该等离子体中，因此，聚焦环124接受来自等离子体的热量输入。此时，虽然基座114被控制在规定的温度，但是根据基座114和聚焦环124之间的导热系数，聚焦环124的温度有可能会变动。特别是在聚焦环124的温度变动时，会对晶圆W的面内处理特性产生影响。
因此，在本实施方式中，不仅在晶圆W的背面，在聚焦环124的背面也设置用于供给导热气体的导热气体供给机构200从而不仅防止晶圆W的温度变动，也防止聚焦环124的温度变动。而且，通过由用于向晶圆W的背面供给第1导热气体的第1导热气体供给部210和用于向聚焦环124的背面供给第2导热气体的第2导热气体供给部220利用彼此独立的***构成导热气体供给机构200，能够相对于基座114和晶圆W之间的导热系数独立地控制基座114和聚焦环124之间的导热系数。通过这样地控制聚焦环124的温度，由此能够改善或者自由地控制晶圆W的面内处理特性。
导热气体供给机构
参照附图进一步详细地说明像这样的本实施方式的导热气体供给机构200的结构例。图2是用于说明导热气体供给机构200的结构例的剖视图，对与图1所示的构成要件具有相同的功能结构的构成要件标注相同的附图标记，省略详细的说明。
如图2所示，导热气体供给机构200包括利用独立的彼此分开的***设置的第1导热气体供给部210和第2导热气体供给部220。第1导热气体供给部210经由第1气体流路212以规定的压力向静电吸盘120的基板载置面115和晶圆W背面之间供给第1导热气体。具体地讲，上述第1气体流路212贯穿绝缘体112、基座114，连通于设置在基板载置面115上的许多个气孔218。这里，从基板载置面115的中心部(中央部)到边缘部(周缘部)在大致整个面上都形成有气孔218。
用于供给第1导热气体的第1导热气体供给源214经由压力控制阀(PCV：Pressure Control Valve)216连接于第1气体流路212。压力控制阀(PCV)216用于调整流量，使得第1导热气体的压力成为规定的压力。另外，从第1导热气体供给源214供给第1导热气体的第1气体流路212的数量既可以是1条，也可以是多条。
第2导热气体供给部220经由第2气体流路222以规定的压力向静电吸盘120的聚焦环载置面116和聚焦环124的背面之间供给第2导热气体。具体地讲，上述第2气体流路222贯穿绝缘体112、基座114，连通于设置在聚焦环载置面116上的许多个气孔228。这里，在聚焦环载置面116的大致整个面上都形成有气孔228。
用于供给第2导热气体的第2导热气体供给源224经由压力控制阀226连接于第2气体流路222。压力控制阀(PCV)226用于调整流量，使得第2导热气体的压力成为规定的压力。另外，从第2导热气体供给源224供给第2导热气体的第2气体流路222的数量既可以是1条，也可以是多条。
设置在聚焦环载置面116上的气孔228例如图3A、图3B所示地构成。图3A是用于说明气孔228的结构例的剖视图，是将图2中的聚焦环124的附近局部放大的图。图3B是表示图3A所示的、除了聚焦环124之外的部分的立体图。另外，在图3A、图3B中，省略了静电吸盘120的电极122的图示。
图3A、图3B所示的结构例是在静电吸盘120的内部设有由沿着聚焦环124的周向的环状空间构成的第1环状扩散部229的情况。而且，使各气孔228的下端连通于该第1环状扩散部229的上部，并使第2气体流路222连通于第1环状扩散部229的下部。由此，经由该第2气体流路222向第1环状扩散部229供给第2导热气体，从而能够使第2导热气体沿着第1环状扩散部229的周向向整个第1环状扩散部229扩散并从各气孔228喷出，因此，能够使其没有遗漏地流通于整个聚焦环124背面。
通过这样地由用于向晶圆W的背面供给第1导热气体的第1导热气体供给部210和用于向聚焦环124的背面供给第2导热气体的第2导热气体供给部220利用彼此独立的***构成，能够改变供给到晶圆W背面和聚焦环124背面的导热气体的压力、或者改变气体种类。由此，能够相对于基座114和晶圆W之间的导热系数独立地控制基座114和聚焦环124之间的导热系数。由此，能够控制聚焦环124的温度，因此，能够控制晶圆W的面内处理特性(例如晶圆W的边缘部的处理速率等)。
在此，参照附图说明表示第2导热气体的压力与晶圆W的面内处理特性之间的关系的实验结果。图4是将该实验结果表示为坐标图的图。在该实验中，第1导热气体和第2导热气体均使用He气体，将第1导热气体保持在恒定的压力(在此为40Torr)地将第2导热气体变为10Torr、30Torr、50Torr，对直径300mm的晶圆上的光致抗蚀剂膜(PR)执行相同的蚀刻处理。在图4中，将晶圆W的中心设为零，测定-150mm～150mm的多个点的蚀刻速率并绘成曲线。另外，其他主要的处理条件如下。
处理条件
处理气体：C5F8气体、Ar气体、O2气体
处理室内压力：25mTbrr
第1高频电(60MHz)：3300W
第2高频电(2MH z)：3800W
基座温度(下部电极温度)：20℃
根据图4所示的实验结果可知，与以10Torr向聚焦环124的背面供给第2导热气体的情况相比，以30Torr供给的情况下的晶圆W的边缘部的蚀刻速率较高，晶圆W的中心部的蚀刻速率几乎不变。能够推断其原因在于，第2导热气体的压力越高，聚焦环124的第2导热气体的导热系数越高，能够使聚焦环124的温度低于晶圆W的温度。还能够推断为，由于使第2导热气体的压力越高，越易于在晶圆W的外周附近产生第2导热气体的泄漏，因此，由此也会对边缘部的蚀刻速率产生影响。
还可知，在提高第2导热气体的压力而以50Torr供给的情况下，不仅是晶圆W的边缘部，其中心部的蚀刻速率也会升高。能够推断其原因在于，在进一步提高第2导热气体的压力时，聚焦环124的第2导热气体的导热系数升高，并且，第2导热气体的泄漏量进一步增加，因此，不仅是边缘部，连中心部的蚀刻速率也会受到影响。
由此，在至少10Torr～30Torr的范围内，第2导热气体的压力越高，能够仅使晶圆W边缘部的蚀刻速率越高。另外，在至少大于50Torr的范围内，第2导热气体的压力越高，能够使晶圆W的中心部和边缘部这两者的蚀刻速率均越高。
接着，参照附图说明将该利用导热气体的压力来控制面内处理特性应用于具体的晶圆W处理的情况。图5是表示以多个步骤执行晶圆W处理时的工艺程序的具体例子的图。在此，列举与步骤相应地改变向晶圆背面和聚焦环背面供给的导热气体压力的情况为例。
例如图5所示，自直流电源123向静电吸盘120施加规定的电压而使载置在基板载置面115上的晶圆W被静电吸附之后，在第1步骤中，例如以规定的压力供给第1导热气体，并以与其相同的压力供给第2导热气体，生成处理气体的等离子体而对晶圆W进行工艺处理。
在第1步骤结束时，停止供给第1导热气体和第2导热气体，过渡到第2步骤。在第2步骤中，例如以与第1步骤相同的压力供给第1导热气体，并以低于第1导热气体压力的压力供给第2导热气体，生成处理气体的等离子体而对晶圆W进行蚀刻等工艺处理。通过这样地针对每个步骤独立地调整第1导热气体和第2导热气体的压力，能够得到晶圆W的最佳的面内处理特性，也能够自由地控制晶圆W的面内处理特性。
另外，在图5中，对针对每个步骤供给第1导热气体和第2导热气体的情况进行了说明，但并不限定于此。例如第2导热气体也可以在各步骤中连续地供给。图6是表示工艺程序的其他具体例子的图，是相对于第1导热气体针对每个步骤进行供给，第2导热气体在各步骤中连续地供给的情况。
在这种情况下，为了不发生晶圆W的错位或裂纹，优选第2导热气体的供给至少是要在自直流电源123对静电吸盘120施加规定的电压的期间。在图6中，在自直流电源123对静电吸盘120施加规定的电压的时刻供给第2导热气体，并且，在停止自直流电源123对静电吸盘120施加规定的电压的时刻停止第2导热气体的供给。
通过这样地在多个步骤中将聚焦环124连续地冷却，能够提高冷却效率，进一步提高晶圆W的边缘部的蚀刻速率。
至此，对通过改变第1导热气体和第2导热气体的压力来控制面内处理特性的情况进行了说明，但通过改变第1导热气体和第2导热气体的气体种类，也能够控制晶圆W的面内处理特性。
例如能够通过第1导热气体采用He气体，并且第2导热气体采用Ar气体、N2气体等其他非活性气体来提升聚焦环124的冷却效率，并且，控制等离子体密度。在这种情况下，能够通过提高第2导热气体的压力来增加泄漏量，因此，能够控制晶圆W的边缘部的等离子体密度。由此，能够相对于晶圆W的中心部，使晶圆W的边缘部的处理速率得到提升。
另外，通过第1导热气体采用He气体，并且第2导热气体采用O2气体，能够与上述非活性气体同样地以提高压力的方式来提升边缘部的处理速率(例如蚀刻速率)。O2气体能够除去由等离子体处理(例如蚀刻处理)生成的反应生成物(沉积物)，因此能够提升处理速率(例如蚀刻速率)。
另外，通过第1导热气体采用He气体，并且第2导热气体采用CF系(C5F8、C4F6、C3F8、C4F8等)气体、CHF系(CHF3、CH2F2等)气体，能够与上述非活性气体同样地以提高压力的方式来降低晶圆W的边缘部的处理速率(例如蚀刻速率)。CF系气体或CHF系气体能够使由等离子体处理(例如蚀刻处理)生成的反应生成物(沉积物)沉积，因此能够使晶圆W边缘部的处理速率(例如蚀刻速率)下降。
这样，本实施方式的导热气体供给机构200能够利用彼此独立的***向晶圆W背面和聚焦环124背面分别供给第1导热气体、第2导热气体，因此，也能够改变第1导热气体和第2导热气体的压力、气体种类。由此，能够借助这些导热气体分别分开地控制基座114和晶圆W之间的导热系数、及基座114和聚焦环124之间的导热系数，即使有来自等离子体的热量输入，也能够防止聚焦环124的温度变动，因此，能够提高晶圆W的面内均匀性。除此之外，也能够积极地使晶圆W的温度和聚焦环124的温度之间带有温度差来自由地控制晶圆W的面内处理特性。
另外，在上述实施方式中，作为聚焦环载置面116上的第2导热气体的流通构造，列举了如图2、图3A、图3B所示那样设有多个气孔228的情况，但只要能够向聚焦环124的整个背面没有遗漏地供给第2导热气体即可，并不限定于图2、图3A、图3B所示的构造。
第2导热气体的流通构造的变形例
在此，参照附图说明该聚焦环载置面116上的第2导热气体的流通构造的变形例。图7A是用于说明第2导热气体的流通构造的变形例的剖视图，是将该变形例的聚焦环124的附近局部放大的图。图7B是表示图7A所示的、除了聚焦环124之外的部分的立体图。另外，在图7A、图7B中，省略了静电吸盘120的电极122。
在图7A、图7B所示的结构例中，在聚焦环载置面116的表面沿着聚焦环124的周向设有由环状的凹部构成的第2环状扩散部232。使第2气体流路222连通于该第2环状扩散部232，经由该第2气体流路222向第2环状扩散部232中供给第2导热气体。由此，能够使第2导热气体沿着周向扩散到聚焦环124的背面正下方的整个第2环状扩散部232，因此，能够使第2导热气体没有遗漏地流通于整个聚焦环124背面。
另外，也可以如图8A所示地在第2环状扩散部232中设置多个突起部233来支承聚焦环124。由此，能够使多个突起部233直接接触于聚焦环124的背面地导热。由此，能够增加直接接触于聚焦环124的背面地进行导热的部分。
在这种情况下，也可以还如图8B所示地在第2环状扩散部232的下部设置沿着周向的槽部238，使第2气体流路222连通于该槽部238。由此，即使在第2环状扩散部232的突起部233的数量较多而难以扩散的情况下，来自第2气体流路222的第2导热气体也会借助槽部238向周向扩散，因此易于遍布到整个第2环状扩散部232。在这种情况下，通过使槽部238的槽宽度大于第2气体流路222的孔径，能够更高效地使从第2气体流路222流入到槽部238的第2导热气体扩散。
除上述内容之外，通过增大聚焦环载置面116的表面粗糙度，也能够使来自第2气体流路222的第2导热气体经由聚焦环载置面116的粗糙表面的间隙(凹凸表面的间隙)在聚焦环124的整个周向上扩散。具体地讲，例如图9A所示，在聚焦环载置面116中沿着聚焦环124的周向形成表面粗糙度被加工成能供第2导热气体流通的程度的部位。而且，使第2气体流路222连通于该表面粗糙度增大的部位。
在这种情况下，也可以如图9A所示地在聚焦环载置面116的内周侧和外周侧均设置用于密封第2导热气体的密封部240。由此，与没有该密封部240的情况相比，能够使第2导热气体难以从聚焦环载置面116的内周侧和外周侧泄漏。由此，通过提高聚焦环124的第2导热气体自身带来的导热效果，能够控制晶圆W的边缘部的处理特性。
另外，也可以通过在上述聚焦环载置面116的内周侧和外周侧中的一者不设置密封部240或两者均不设置密封部240，来积极地使第2导热气体从内周侧和外周侧这两者或者其中一者泄漏。由此，不仅第2导热气体自身带来的导热效果，还能够在晶圆W的边缘部附近使第2导热气体泄漏，因此，也能够通过改变该边缘部附近的气体成分的比率，来控制晶圆W的边缘部的处理特性。
图9B是通过仅在聚焦环载置面116的内周侧设置密封部240而使第2导热气体易于从外周侧泄漏的方式。相反，图9C是通过仅在聚焦环载置面116的外周侧设置密封部240而使第2导热气体易于从内周侧泄漏的方式。图9D是通过在聚焦环载置面116的内周侧和外周侧均不设置密封部240而使第2导热气体易于从内周侧和外周侧这两者泄漏的方式。
另外，也可以在图9A～图9D所示的聚焦环载置面116中设置与图8所示的构造相同的槽部238，使第2气体流路222连通于该槽部238。由此，无论聚焦环载置面116的表面粗糙度的程度如何，来自第2气体流路222的第2导热气体都借助槽部238向周向扩散，因此易于遍布到整个聚焦环载置面116。在这种情况下，通过与图8B所示的情况同样地使槽部238的槽宽度大于第2气体流路222的孔径，也能够更高效地使从第2气体流路222流入到槽部238的第2导热气体扩散。
另外，图9A～图9C所示的密封部240也可以应用于设有图8A所示的突起部233的聚焦环载置面116的表面构造。另外，在图8A所示的聚焦环载置面116的表面构造中，也可以在内周侧和外周侧均不设置密封部240。
静电吸盘的表面加工
接着，说明静电吸盘120的表面加工。静电吸盘120的表面通过喷镀形成有Al2O3、Y2O3等喷镀膜(例如参照后述的图10A所示的喷镀膜115A、116A)。在这种情况下，通过相对于基板载置面115的喷镀膜115A的气孔率改变聚焦环载置面116的喷镀膜116A的气孔率，能够改变自聚焦环载置面116向聚焦环124的导热系数，因此，由此也能够控制聚焦环124的温度。
在此，将来自等离子体的热量设为Q、聚焦环载置面116的面积设为S、喷镀膜的厚度设为L、喷镀膜116A的上表面(聚焦环载置面116的表面)与下表面之间的温度差设为dT时，导热系数k由下述式(1)表示，因此，根据下述式(1)，喷镀膜116A的上表面与下表面之间的温度差dT能够由下述(2)式表示。
k[W/cmK]＝(Q·S)/(dT·L)    …(1)
dT＝(Q·S)/(k·L)           …(2)
根据上述式(2)，喷镀膜116A的气孔率越大、导热系数k越小，聚焦环载置面116的表面(喷镀膜116A的上表面)的温度越高，因此，能够在比较高的温度范围内控制聚焦环124的温度。相对于此，喷镀膜116A的气孔率越小、导热系数k越大，聚焦环载置面116的表面(喷镀膜116A的上表面)的温度越低，因此，能够在比较低的温度范围内控制聚焦环124的温度。
在此，参照附图说明改变了聚焦环载置面116的喷镀膜116A的气孔率的情况的具体例子。图10A是聚焦环载置面116的喷镀膜116A的气孔率大于基板载置面115的喷镀膜115A的气孔率的情况的局部剖视图，图10B是聚焦环载置面116的喷镀膜116A的气孔率小于基板载置面115的喷镀膜115A的气孔率的情况的局部剖视图。图10A、图10B概念性地表示喷镀膜115A、116A的气孔率的差异。另外，在图10A、图10B中，省略了导热气体供给机构200、静电吸盘120的电极122的结构的图示。
若如图10A所示那样聚焦环载置面116的喷镀膜116A的气孔率大于基板载置面115的喷镀膜115A的气孔率，则聚焦环载置面116的导热系数较低。例如使基板载置面115的喷镀膜115A的气孔率为5％时，使聚焦环载置面116的喷镀膜116A的气孔率为8％。由此，聚焦环124的由第2导热气体带来的对等离子体热量输入所引起的温度上升的冷却效果低于晶圆W，能够在比较高的温度范围(例如100℃以上)内控制聚焦环124的温度。
相对于此，若如图10B所示那样聚焦环载置面116的喷镀膜116A的气孔率小于基板载置面115的气孔率，则聚焦环载置面116的导热系数较高。例如使基板载置面115的喷镀膜115A的气孔率为与上述同样的5％时，使聚焦环载置面116的喷镀膜116A的气孔率为2％。由此，聚焦环124的由第2导热气体带来的对等离子体热量输入所引起的温度上升的冷却效果高于晶圆W，能够在比较低的温度范围(例如0℃～20℃)内控制聚焦环124的温度。
另外，自聚焦环载置面116向聚焦环124的导热除了自接触于喷镀膜116A的部分进行的导热之外，也存在自接触于导热气体(例如He气体)的部分进行的导热。上述喷镀膜116A的气孔率越大，自接触于导热气体的部分进行的导热所产生的作用相对越高。相对于此，上述喷镀膜116A的气孔率越小，自接触于该喷镀膜116A的部分进行的导热所产生的作用相对越高。因而，通过根据需要改变喷镀膜116A的气孔率，能够改变上述的自喷镀膜116A进行的导热和自导热气体进行的导热的贡献率。由此，也能够提高聚焦环124的温度控制效率(例如冷却效率)。
另外，在图10A、图10B中，对使聚焦环载置面116的喷镀膜116A为1层的情况进行了说明，但并不限定于此。也可以使聚焦环载置面116的喷镀膜116A为多层并改变各层的气孔率。例如图10C表示使聚焦环载置面116的喷镀膜116A为两层的情况的局部剖视图。图10C概念性地表示各层的气孔率的差异。
具体地讲，图10C表示由上层喷镀膜116a和下层喷镀膜116b这两层构成聚焦环载置面116的喷镀膜116A的情况。也可以通过改变上述各层的喷镀膜116a、116b的气孔率来改变整个喷镀膜116A的气孔率。在这种情况下，各层的喷镀膜116a、116b既可以由同种材料构成，也可以由不同种材料构成。
作为由不同种材料构成的情况，例如也可以由PSZ(部分稳定化氧化锆)喷镀膜形成下层喷镀膜116b，在其上形成Al2O3或者Y2O3的喷镀膜并将其作为上层喷镀膜116a。由此，也能够改变整个喷镀膜116A的气孔率。例如，只要增大作为下层喷镀膜116b的PSZ层的气孔率，仅通过保持该状态地形成Al2O3或者Y2O3的上层喷镀膜116a，就能够增大整个喷镀膜116A的气孔率。由此，能够省略用于改变Al2O3或者Y2O3的上层喷镀膜116a的气孔率的处理，而且，能够比较容易地增大整个喷镀膜116A的气孔率。
导热气体供给机构的另一结构例
接着，参照附图说明导热气体供给机构200的另一结构例。图11是表示本实施方式的导热气体供给机构200的另一结构例的剖视图。在上述的图2所示的导热气体供给机构200的结构例中，对以仅向聚焦环124的背面供给第2导热气体的方式构成的情况进行了说明，但在此列举不仅向聚焦环124的背面，还向晶圆W的边缘部的背面供给第2导热气体的情况。
具体地讲，例如图11所示，也可以使第2气体流路222分支并将其分支流路223朝向晶圆W的边缘部的背面地设置。在这种情况下，基板载置面115的气孔218分开地设置为中心部区域的气孔218a和中心部区域周围的边缘部区域的气孔218b，使第1气体流路212连通于中心部区域的气孔218a，并使自第2气体流路222分支出的分支流路223连通于边缘部区域的气孔218b。由此，能够向中心部区域的气孔218a供给第1导热气体，并向边缘部区域的气孔218b供给第2导热气体。
采用图11所示的结构，不仅聚焦环124，对于晶圆W的边缘部区域也能够利用第2导热气体相对于中心部区域分开地控制温度，因此，能够直接控制晶圆W的边缘部区域的处理特性。
以上，参照附图说明了本发明的优选实施方式，但不言而喻本发明并不限定于该例子。本领域技术人员能够在权利要求书的范围内想到各种变更例或者修正例，这是显而易见的，这些当然也应理解为属于本发明的技术范围。
例如在上述实施方式中，作为基板处理装置，举例说明了仅对下部电极重叠、施加两种高频电而生成等离子体的类型的基板处理装置，但并不限定于此，也可以应用于其他的类型、例如仅对下部电极施加1种高频电的类型、分别对上部电极和下部电极施加两种高频电的类型的基板处理装置。
产业上的可利用性
本发明能够应用于对半导体晶圆等基板实施等离子体处理的基板处理装置及基板处理方法。
附图标记说明
100、基板处理装置；102、处理室；104、排气管；105、排气部；106、搬出搬入口；108、闸阀；110、载置台；112、绝缘体；114、基座；115、基板载置面；115A、喷镀膜；116、聚焦环载置面；116A、喷镀膜；116a、上层喷镀膜；116b、下层喷镀膜；117、基座调温部；118、温度调节介质室；120、静电吸盘；122、电极；123、直流电源；124、聚焦环；130、上部电极；131、绝缘性遮蔽构件；132、电极板；134、电极支承体；135、气体扩散室；136、气体喷出孔；140、处理气体供给部；142、处理气体供给源；143、气体导入口；144、气体供给管；146、质量流量控制器(MFC)；148、开闭阀；150、电供给装置；152、第1高频电供给机构；154、第1过滤器；156、第1匹配器；158、第1电源；162、第2高频电供给机构；164、第2过滤器；166、第2匹配器；168、第2电源；170、控制部；172、操作部；174、存储部；200、导热气体供给机构；210、第1导热气体供给部；212、第1气体流路；214、第1导热气体供给源；216、压力控制阀(PCV)；218、218a、218b、气孔；220、第2导热气体供给部；222、第2气体流路；223、分支流路；224、第2导热气体供给源；226、压力控制阀(PCV)；228、气孔；229、第1环状扩散部；232、第2环状扩散部；233、突起部；238、槽部；240、密封部；W、晶圆。

Claims (14)

1.一种基板处理装置，该基板处理装置在处理室内配置基板，以包围该基板的周围的方式配置聚焦环，对上述基板实施等离子体处理，其特征在于，
该基板处理装置包括：
载置台，其包括基座，该基座具有用于载置上述基板的基板载置面和用于载置上述聚焦环的聚焦环载置面；
基座调温机构，其用于调整上述基座的温度；
基板保持部，其将上述基板的背面静电吸附在上述基板载置面上，并将上述聚焦环的背面静电吸附在上述聚焦环载置面上；
导热气体供给机构，其独立地设有用于向上述基板的背面供给第1导热气体的第1导热气体供给部和用于向上述聚焦环的背面供给第2导热气体的第2导热气体供给部。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
上述导热气体供给机构构成为，独立地设置连接于上述第1导热气体供给部的第1气体流路和连接于上述第2导热气体供给部的第2气体流路，上述第1气体流路连通于设置在上述基板载置面上的多个气孔，上述第2气体流路连通于设置在上述聚焦环载置面上的多个气孔。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，
在比上述聚焦环载置面靠下方的位置设有由沿着上述聚焦环的周向的环状空间构成的第1环状扩散部；
使上述聚焦环载置面上的多个气孔连通于上述第1环状扩散部的上部，并使上述第2气体流路连通于上述第1环状扩散部的下部。
4.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
上述导热气体供给机构构成为，独立地设置连接于上述第1导热气体供给部的第1气体流路和连接于上述第2导热气体供给部的第2气体流路，上述第1气体流路连通于设置在上述基板载置面上的多个气孔，上述第2气体流路连通于由沿着上述聚焦环的周向设置在上述聚焦环载置面的表面的环状凹部构成的第2环状扩散部。
5.根据权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
在上述第2环状扩散部中形成有多个突起部，该多个突起部用于支承上述聚焦环的背面。
6.根据权利要求5所述的基板处理装置，其特征在于，
在上述第2环状扩散部的下部沿着该第2环状扩散部的周向形成有槽部；
上述第2气体流路连通于上述槽部。
7.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
上述导热气体供给机构构成为，独立地设置连接于上述第1导热气体供给部的第1气体流路和连接于上述第2导热气体供给部的第2气体流路，上述第1气体流路连通于设置在上述基板载置面上的多个气孔，在上述聚焦环载置面上沿着上述聚焦环的周向形成有表面粗糙度被加工成能供第2导热气体流通的程度的部位，上述第2气体流路连通于该部位。
8.根据权利要求7所述的基板处理装置，其特征在于，
在上述聚焦环载置面的内周侧和外周侧均设有用于密封上述第2导热气体的密封部。
9.根据权利要求8所述的基板处理装置，其特征在于，
在上述聚焦环载置面的内周侧和外周侧中的一者不设置密封部或两者均不设置密封部。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
在上述聚焦环载置面的表面和上述基板载置面的表面形成喷镀膜；
通过相对于上述基板载置面的喷镀膜的气孔率改变上述聚焦环载置面的喷镀膜的气孔率来控制上述基板的面内处理特性。
11.根据权利要求10所述的基板处理装置，其特征在于，
与基座的控制温度范围相应地来决定上述聚焦环载置面的喷镀膜的气孔率。
12.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
上述基板载置面的多个气孔分成中心部区域和该中心部区域周围的边缘部区域地进行设置；
上述第1气体流路连通于上述基板载置面的中心部区域的多个气孔，上述第2气体流路分支为两个流路，一个流路连通于设置在上述聚焦环载置面上的多个气孔，另一个流路连通于上述基板载置面的边缘部区域的多个气孔。
13.一种基板处理方法，该基板处理方法为基板处理装置的基板处理方法，该基板处理装置在处理室内配置基板，以包围该基板的周围的方式配置聚焦环，对上述基板实施等离子体处理，其特征在于，
上述基板处理装置包括：
载置台，其包括基座，该基座具有用于载置上述基板的基板载置面和用于载置上述聚焦环的聚焦环载置面；
基座调温机构，其用于调整上述基座的温度；
基板保持部，其将上述基板的背面静电吸附在上述基板载置面上，并将上述聚焦环的背面静电吸附在上述聚焦环载置面上；
导热气体供给机构，其独立地设有用于以目标压力向上述基板的背面供给第1导热气体的第1导热气体供给部和用于以目标压力向上述聚焦环的背面供给第2导热气体的第2导热气体供给部；
通过相对于上述第1导热气体的供给压力改变上述第2导热气体的供给压力来控制上述基板的面内处理特性。
14.一种基板处理方法，该基板处理方法为基板处理装置的基板处理方法，该基板处理装置在处理室内配置基板，以包围该基板的周围的方式配置聚焦环，对上述基板实施等离子体处理，其特征在于，
上述基板处理装置包括：
载置台，其包括基座，该基座具有用于载置上述基板的基板载置面和用于载置上述聚焦环的聚焦环载置面；
基座调温机构，其用于调整上述基座的温度；
基板保持部，其将上述基板的背面静电吸附在上述基板载置面上，并将上述聚焦环的背面静电吸附在上述聚焦环载置面上；
导热气体供给机构，其独立地设有用于以目标压力向上述基板的背面供给第1导热气体的第1导热气体供给部和用于以目标压力向上述聚焦环的背面供给第2导热气体的第2导热气体供给部；
通过改变上述第1导热气体和上述第2导热气体的气体种类来控制上述基板的面内处理特性。
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