特開 2023-2199 プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023002199

(43)【公開日】2023-01-10

(54)【発明の名称】プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20221227BHJP

   H05H 1/46 20060101ALN20221227BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 101B

H05H1/46 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021103283

(22)【出願日】2021-06-22

(71)【出願人】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126480

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 睦

(74)【代理人】

【識別番号】100140431

【弁理士】

【氏名又は名称】大石 幸雄

(74)【代理人】

【識別番号】100135677

【弁理士】

【氏名又は名称】澤井 光一

(74)【代理人】

【識別番号】100131598

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 和宗

(72)【発明者】

【氏名】玉虫 元

【テーマコード（参考）】

2G084

5F004

【Ｆターム（参考）】

2G084BB11

2G084CC04

2G084CC05

2G084CC09

2G084CC12

2G084CC33

2G084DD02

2G084DD15

2G084DD23

2G084DD24

2G084DD37

2G084DD38

2G084DD55

2G084FF15

5F004AA16

5F004BA09

5F004BA14

5F004BA20

5F004BB12

5F004BB13

5F004BB18

5F004BB22

5F004BB23

5F004BB25

5F004BB26

5F004BC02

5F004BC03

5F004CA03

5F004CA06

5F004DB00

(57)【要約】

【課題】プラズマの電位を制御する技術を提供する。
【解決手段】プラズマ処理方法であって、基板支持部に基板を配置する工程と、基板を処理するための処理ガスをチャンバ内に供給する工程と、上部電極又は基板支持部に高周波を供給してチャンバ内に処理ガスのプラズマを生成する工程と、高周波が供給されている期間において、基板支持部に第１のバイアス電圧を第１の周期で周期的に印加する第１の印加工程と、高周波が供給されている期間において、上部電極に第２のバイアス電圧を第１の周期の整数倍である第２の周期で周期的に印加する第２の印加工程とを含む。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマ処理装置において基板をプラズマ処理するプラズマ処理方法であって、
前記プラズマ処理装置は、
チャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、前記基板を支持するように構成された基板支持部と、
前記チャンバ内において前記基板支持部に対向して設けられた上部電極と、
を備え、前記プラズマ処理方法は、
前記基板支持部に基板を配置する工程と、
前記基板を処理するための処理ガスを前記チャンバ内に供給する工程と、
前記上部電極又は前記基板支持部に高周波を供給して前記チャンバ内に前記処理ガスのプラズマを生成する工程と、
前記高周波が供給されている期間において、前記基板支持部に第１のパルス電圧を第１の周期で周期的に印加する第１の印加工程と、
前記高周波が供給されている期間において、前記上部電極に第２のパルス電圧を前記第１の周期の整数分の１である第２の周期で周期的に印加する第２の印加工程と、
を含むプラズマ処理方法。

【請求項2】

前記第２の印加工程は、前記第１のパルス電圧の印加に同期させて、前記上部電極に前記第２のパルス電圧を印加する、請求項１記載のプラズマ処理方法。

【請求項3】

前記整数は１である、請求項１又は２記載のプラズマ処理方法。

【請求項4】

前記整数は２以上である、請求項１又は２記載のプラズマ処理方法。

【請求項5】

前記第１の印加工程は、
第１の時点で前記第１のパルス電圧の印加を開始する工程と、
前記第１の時点よりも遅い第２の時点で前記第１のパルス電圧の印加を終了する工程と
を含み、
前記第２の印加工程は、
前記第１の時点で前記第２のパルス電圧の印加を開始する工程と、
前記第２の時点で前記第２のパルス電圧の印加を停止する工程と
を含む、請求項１から４のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。

【請求項6】

前記第１の印加工程は、
第１の時点で前記第１のパルス電圧の印加を開始する工程と、
前記第１の時点よりも遅い第２の時点で前記第１のパルス電圧の印加を停止する工程と
を含み、
前記第２の印加工程は、
前記第１の時点と前記第２の時点との間に、前記第２のパルス電圧の印加を開始する工程と、
前記第２の時点よりも遅い時点で前記第２のパルス電圧の印加を停止する工程と
を含む、請求項１から４のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。

【請求項7】

前記第１の印加工程は、
第１の時点で前記第１のパルス電圧の印加を開始する工程と、
前記第１の時点よりも遅い第２の時点で前記第１のパルス電圧の印加を停止する工程と
を含み、
前記第２の印加工程は、
前記第２の時点で前記第２のパルス電圧の印加を開始する工程と、
前記第２の時点よりも遅い時点で前記第２のパルス電圧の印加を停止する工程と
を含む、請求項１から４のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。

【請求項8】

前記第１の印加工程は、
第１の時点で前記第１のパルス電圧の印加を開始する工程と、
前記第１の時点よりも遅い第２の時点で前記第１のパルス電圧の印加を停止する工程と
を含み、
前記第２の印加工程は、
前記第２の時点よりも遅い第３の時点で前記第２のパルス電圧の印加を開始する工程と、
前記第３の時点よりも遅い時点で前記第２のパルス電圧の印加を停止する工程と
を含む、請求項１から４のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。

【請求項9】

前記第２のパルス電圧の印加の開始から停止までの時間間隔は、前記第１のパルス電圧の印加の開始から停止までの時間間隔に等しい、請求項６から８のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。

【請求項10】

前記第２のパルス電圧の印加の開始から停止までの時間間隔は、前記第１のパルス電圧の印加の開始から停止までの時間間隔よりも長い、請求項６又は７記載のプラズマ処理方法。

【請求項11】

前記第２のパルス電圧の印加の開始から停止までの時間間隔は、前記第１のパルス電圧の印加の開始から停止までの時間間隔よりも短い、請求項６から８のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。

【請求項12】

前記プラズマを生成する工程は、前記高周波を前記基板支持部に供給する、請求項１から１１のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。

【請求項13】

前記第１の印加工程は、前記第１のパルス電圧として負電圧を前記基板支持部に印加する、請求項１から１２のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。

【請求項14】

前記第２の印加工程は、前記第２のパルス電圧として負電圧を前記上部電極に印加する、請求項１から１３のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。

【請求項15】

チャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、前記基板を支持するように構成された基板支持部と、
前記チャンバ内において前記基板支持部に対向して設けられた上部電極と、
制御部と
を備え、前記制御部は、
前記基板支持部に基板を配置し、
前記基板を処理するための処理ガスを前記チャンバ内に供給し、
前記上部電極又は前記に高周波を供給して前記チャンバ内に前記処理ガスのプラズマを生成し、
前記高周波が供給されている期間において、前記基板支持部に第１のパルス電圧を第１の周期で周期的に印加し、
前記高周波が供給されている期間において、前記上部電極に第２のパルス電圧を前記第１の周期の整数分の１である第２の周期で周期的に印加する
制御を実行する、プラズマ処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の例示的実施形態は、プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

基板のエッチングレートの低下を抑制する技術として、特許文献１に記載された処理方法がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－３６６５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、プラズマの電位を制御する技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置において基板をプラズマ処理するプラズマ処理方法が提供される。前記プラズマ処理装置は、チャンバと、前記チャンバ内に設けられ、基板支持部前記基板を支持するように構成された基板支持部と、前記チャンバ内において前記基板支持部に対向して設けられた上部電極と、を備え、前記プラズマ処理方法は、前記基板支持部に基板を配置する工程と、前記基板を処理するための処理ガスを前記チャンバ内に供給する工程と、前記上部電極又は前記基板支持部に高周波を供給して前記チャンバ内に前記処理ガスのプラズマを生成する工程と、前記高周波が供給されている期間において、前記上部電極又は前記基板支持部に第１のパルス電圧を第１の周期で周期的に印加する第１の印加工程と、前記高周波が供給されている期間において、第１のパルス電圧前記上部電極又は前記基板支持部に第２のパルス電圧を前記第１の周期の整数分の１である第２の周期で周期的に印加する第２の印加工程とを含む。

【0006】

本開示の一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。前記プラズマ処理装置は、チャンバと、前記チャンバ内に設けられ、前記基板を支持するように構成された、基板支持部と、前記チャンバ内において前記基板支持部に対向して設けられた上部電極、制御部とを備え、前記制御部は、前記基板支持部に基板を配置し、前記基板を処理するための処理ガスを前記チャンバ内に供給し、前記上部電極又は前記基板支持部に高周波を供給して前記チャンバ内に前記処理ガスのプラズマを生成し、前記高周波が供給されている期間において、前記上部電極又は前記基板支持部に第１のパルス電圧を第１の周期で周期的に印加し、前記高周波が供給されている期間において、前記上部電極又は前記基板支持部に第２のパルス電圧を前記第１の周期の整数分の１である第２の周期で周期的に印加する制御を実行する。

【発明の効果】

【0007】

本開示の一実施形態によれば、プラズマの電位を制御できるプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一つの例示的実施形態に係る基板処理装置１を概略的に示す図である。

【図2】基板処理装置１に含まれる基板支持部１１の部分拡大図である。

【図3】一つの例示的実施形態に係る基板処理方法を示すフローチャートである。

【図4】ソースＲＦ信号、第１のＤＣ信号及び第２のＤＣ信号が供給又は印加及び停止される期間を示すタイミングチャートである。

【図5】第１のパルス電圧及び第２のパルス電圧が周期的に印加されるタイミングの一例を示すタイミングチャートである。

【図6】第１のパルス電圧及び第２のパルス電圧が周期的に印加されるタイミングの一例を示すタイミングチャートである。

【図7】第１のパルス電圧及び第２のパルス電圧が周期的に印加されるタイミングの一例を示すタイミングチャートである。

【図8】第１のパルス電圧及び第２のパルス電圧が周期的に印加されるタイミングの一例を示すタイミングチャートである。

【図9】第１のパルス電圧及び第２のパルス電圧が周期的に印加されるタイミングの一例を示すタイミングチャートである。

【図10】第１のパルス電圧及び第２のパルス電圧が周期的に印加されるタイミングの一例を示すタイミングチャートである。

【図11】第１のパルス電圧及び第２のパルス電圧が周期的に印加されるタイミングの一例を示すタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の各実施形態について説明する。

【0010】

１つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置において基板をプラズマ処理するプラズマ処理方法が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバと、チャンバ内に設けられ、基板を支持するように構成された基板支持部と、チャンバ内において基板支持部に対向して設けられた上部電極と、を備え、プラズマ処理方法は、基板支持部に基板を配置する工程と、基板を処理するための処理ガスをチャンバ内に供給する工程と、上部電極又は基板支持部に高周波を供給してチャンバ内に処理ガスのプラズマを生成する工程と、高周波が供給されている期間において、基板支持部に第１のパルス電圧を第１の周期で周期的に印加する第１の印加工程と、高周波が供給されている期間において、第１のパルス電圧の印加に同期させて、上部電極に第２のパルス電圧を第１の周期の整数分の１である第２の周期で周期的に印加する第２の印加工程と、を含む。

【0011】

１つの例示的実施形態において、第２の印加工程は、第１のパルス電圧の印加に同期させて、上部電極又は基板支持部に第２のパルス電圧を印加する。

【0012】

１つの例示的実施形態において、整数は１である。

【0013】

１つの例示的実施形態において、整数は２以上である。

【0014】

１つの例示的実施形態において、第１の印加工程は、第１の時点で第１のパルス電圧の印加を開始する工程と、第１の時点よりも遅い第２の時点で第１のパルス電圧の印加を停止する工程とを含み、第２の印加工程は、第１の時点で第２のパルス電圧の印加を開始する工程と、第２の時点で第２のパルス電圧の印加を停止する工程とを含む。

【0015】

１つの例示的実施形態において、第１の印加工程は、第１の時点で第１のパルス電圧の印加を開始する工程と、第１の時点よりも遅い第２の時点で第１のパルス電圧の印加を停止する工程とを含み、第２の印加工程は、第１の時点と第２の時点との間に、第２のパルス電圧の印加を開始する工程と、第２の時点よりも遅い時点で第２のパルス電圧の印加を停止する工程とを含む。

【0016】

１つの例示的実施形態において、第１の印加工程は、第１の時点で第１のパルス電圧の印加を開始する工程と、第１の時点よりも遅い第２の時点で第１のパルス電圧の印加を停止する工程とを含み、第２の印加工程は、第２の時点で第２のパルス電圧の印加を開始する工程と、第２の時点よりも遅い時点で第２のパルス電圧の印加を停止する工程とを含む。

【0017】

１つの例示的実施形態において、第１の印加工程は、第１の時点で第１のパルス電圧の印加を開始する工程と、第１の時点よりも遅い第２の時点で第１のパルス電圧の印加を停止する工程とを含み、第２の印加工程は、第２の時点よりも遅い第３の時点で第２のパルス電圧の印加を開始する工程と、第３の時点よりも遅い時点で第２のパルス電圧の印加を停止する工程とを含む。

【0018】

１つの例示的実施形態において、第２のパルス電圧の印加の開始から停止までの時間間隔は、第１のパルス電圧の印加の開始から停止までの時間間隔に等しい。

【0019】

１つの例示的実施形態において、第２のパルス電圧の印加の開始から停止までの時間間隔は、第１のパルス電圧の印加の開始から停止までの時間間隔よりも長い。

【0020】

１つの例示的実施形態において、第２のパルス電圧の印加の開始から停止までの時間間隔は、第１のパルス電圧の印加の開始から停止までの時間間隔よりも短い。

【0021】

１つの例示的実施形態において、プラズマを生成する工程は、高周波を基板支持部に供給する。

【0022】

１つの例示的実施形態において、第１の印加工程は、第１のパルス電圧として負電圧を基板支持部に印加する。

【0023】

１つの例示的実施形態において、第２の印加工程は、第２のパルス電圧として負電圧を上部電極に印加する。

【0024】

１つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバと、チャンバ内に設けられ、基板を支持するように構成された基板支持部と、チャンバ内において基板支持部に対向して設けられた上部電極と、制御部とを備え、制御部は、基板支持部に基板を配置し、基板を処理するための処理ガスをチャンバ内に供給し、上部電極又は基板支持部に高周波を供給してチャンバ内に処理ガスのプラズマを生成し、高周波が供給されている期間において、基板支持部に第１のパルス電圧を第１の周期で周期的に印加し、高周波が供給されている期間において、上部電極に第２のパルス電圧を第１の周期の整数分の１である第２の周期で周期的に印加する制御を実行する。

【0025】

以下、図面を参照して、本開示の各実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一または同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づいて上下左右等の位置関係を説明する。図面の寸法比率は実際の比率を示すものではなく、また、実際の比率は図示の比率に限られるものではない。

【0026】

図１は、一つの例示的実施形態に係る基板処理装置１を概略的に示す図である。基板処理装置１は、容量結合プラズマ処理装置である。基板処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源３０、排気システム４０及び制御部５０を含む。また、基板処理装置１は、基板支持部１１及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ１０内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド１３を含む。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。シャワーヘッド１３は、基板支持部１１の上方に配置される。一つの例示的実施形態において、シャワーヘッド１３は、プラズマ処理チャンバ１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ１０は、シャワーヘッド１３、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａ及び基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。プラズマ処理チャンバ１０は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓに供給するための少なくとも１つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも１つのガス排出口とを有する。側壁１０ａは接地される。シャワーヘッド１３及び基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０筐体とは電気的に絶縁される。

【0027】

図２は、基板処理装置１に含まれる基板支持部１１の一例を示す部分拡大図である。基板支持部１１は、本体部１１１、リングアセンブリ１１２を含む。本体部１１１は、基台１１３、静電チャック１１４及び電極プレート１１７を含む。また、本体部１１１は、基板（ウェハ）Ｗを支持するための中央領域（基板支持面）１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域（リング支持面）１１１ｂとを有する。本体部１１１の環状領域１１１ｂは、平面視で本体部１１１の中央領域１１１ａを囲んでいる。基板Ｗは、本体部１１１の中央領域１１１ａ上に配置され、リングアセンブリ１１２は、本体部１１１の中央領域１１１ａ上の基板Ｗを囲むように本体部１１１の環状領域１１１ｂ上に配置される。基台１１３は、導電性部材を含んでよい。基台１１３の導電性部材は下部電極として機能し得る。静電チャック１１４は、基台の上に配置される。静電チャック１１４の上面は、基板支持面１１１ａを有する。リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。１又は複数の環状部材のうち少なくとも１つはエッジリングである。

【0028】

静電チャック１１４は、その内部に、チャック電極１１５及びバイアス電極１１６を含む。チャック電極１１５は、基板支持面１１１ａと基台１１３との間に設けられた電極１１５ａを有する。電極１１５ａは、基板支持面１１１ａの形状に対応する平面状の電極であってよい。また、チャック電極１５は、リングアセンブリ１１２と基台１１３との間に設けられた電極１１５ｂ及び１１５ｃを有してよい。電極１１５ｂ及びｃは、リングアセンブリ１１２の形状に対応する環状の電極であってよい。また、電極１１５ｃは、電極１１５ｂの外側に設けられる。バイアス電極１１６は、電極１１５ａ（又は基板支持面１１１ａ）と基台１１３との間に設けられた電極１１６ａを有する。電極１１６ａは、基板支持面１１１ａ及び／又は電極１１５ａの形状に対応する平面上の電極であってよい。また、バイアス電極１１６は、リングアセンブリと基台１１３との間に設けられる電極１１６ｂを有してよい。

【0029】

なお、基台１１３に含まれる導電性部材が下部電極として機能する場合、静電チャック１１４は、バイアス電極１１６を含まなくてもよい。また、チャック電極１１５は、下部電極として機能してもよい。チャック電極１１５が下部電極として機能する場合、静電チャック１１４は、バイアス電極１１６を含まなくてもよい。また、静電チャック１１４は、電極１１５ａ及び電極１１６ａを含む部分と、電極１１５ｂ及び１１５ｃ並びに電極１１６ｂを含む部分が、別の部品として構成されてよい。

【0030】

また、図示は省略するが、基板支持部１１は、静電チャック１１４、リングアセンブリ１１２及び基板のうち少なくとも１つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路、又はこれらの組み合わせを含んでよい。流路には、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と基板支持面１１１ａとの間に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでよい。

【0031】

図１に戻り、シャワーヘッド１３は、ガス供給部２０からの少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ内に導入するように構成される。シャワーヘッド１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス拡散室１３ｂ、及び複数のガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス拡散室１３ｂを通過して複数のガス導入口１３ｃからプラズマ処理空間１０ｓ内に導入される。また、シャワーヘッド１３は、導電性部材を含む。シャワーヘッド１３の導電性部材は上部電極として機能する。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド１３に加えて、側壁１０ａに形成された１又は複数の開口部に取り付けられる１又は複数のサイドガス注入部（ＳＧＩ：Ｓｉｄｅ Ｇａｓ Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を含んでよい。

【0032】

ガス供給部２０は、少なくとも１つのガスソース２１及び少なくとも１つの流量制御器２２を含んでよい。一つの例示的実施形態において、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース２１からそれぞれに対応の流量制御器２２を介してシャワーヘッド１３に供給するように構成される。各流量制御器２２は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでよい。さらに、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する１又はそれ以上の流量変調デバイスを含んでよい。

【0033】

電源３０は、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ１０に結合されるＲＦ電源３１を含む。ＲＦ電源３１は、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のような少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を、基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、ＲＦ電源３１は、プラズマ処理チャンバ１０において１又はそれ以上の処理ガスからプラズマを生成するように構成されるプラズマ生成部の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスＲＦ信号を基板支持部１１の導電性部材に供給することにより、基板Ｗにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Ｗに引き込むことができる。

【0034】

一つの例示的実施形態において、ＲＦ電源３１は、第１のＲＦ生成部３１ａ及び第２のＲＦ生成部３１ｂを含む。第１のＲＦ生成部３１ａは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に結合され、プラズマ生成用のソースＲＦ信号（ソースＲＦ電力）を生成するように構成される。一つの例示的実施形態において、ソースＲＦ信号は、１３ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する高周波を含んで構成される連続波又はパルス波である。一つの例示的実施形態において、第１のＲＦ生成部３１ａは、異なる周波数を有する複数のソースＲＦ信号を生成するように構成されてよい。生成された１又は複数のソースＲＦ信号は、基板支持部１１及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に供給される。当該１又は複数のソースＲＦ信号は、基板支持部１１において、基台１１３、チャック電極１１５又はバイアス電極１１６に供給されてよい。第２のＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部１１の導電性部材に結合され、バイアスＲＦ信号（バイアスＲＦ電力）を生成するように構成される。一つの例示的実施形態において、バイアスＲＦ信号は、ソースＲＦ信号よりも低い周波数を有する。一つの例示的実施形態において、バイアスＲＦ信号は、４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数を有する高周波を含んで構成される連続波又はパルス波である。一つの例示的実施形態において、第２のＲＦ生成部３１ｂは、異なる周波数を有する複数のバイアスＲＦ信号を生成するように構成されてよい。生成された１又は複数のバイアスＲＦ信号は、基板支持部１１の基台１１３、チャック電極１１５又はバイアス電極１１６に供給される。また、種々の実施形態において、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてよい。

【0035】

また、電源３０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＤＣ電源３２を含んでよい。ＤＣ電源３２は、第１のＤＣ生成部３２ａ及び第２のＤＣ生成部３２ｂを含む。一つの例示的実施形態において、第１のＤＣ生成部３２ａは、基板支持部１１の導電性部材に接続され、第１のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第１のバイアスＤＣ信号は、基板支持部１１の導電性部材に印加される。一つの例示的実施形態において、第１のＤＣ信号が、基板支持部１１の基台１１３、チャック電極１１５又はバイアス電極１１６に含まれる電極１１６ａ及び／若しくは電極１１６ｂに印加されてよい。一つの例示的実施形態において、第２のＤＣ生成部３２ｂは、シャワーヘッド１３の導電性部材に接続され、第２のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第２のＤＣ信号は、シャワーヘッド１３の導電性部材に印加される。種々の実施形態において、第１及び第２のＤＣ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてよい。なお、第１及び第２のＤＣ生成部３２ａ，３２ｂは、ＲＦ電源３１に加えて設けられてもよく、第１のＤＣ生成部３２ａが第２のＲＦ生成部３１ｂに代えて設けられてよい。また、第１のＤＣ信号及び第２のＤＣ信号は、一方の周波数が他方の周波数の整数倍となるように生成されてよい。例えば、第２のＤＣ生成部３１ｂは、第１のＤＣ信号の周期に同期させて、第２のＤＣ信号を生成してよい。第１のＤＣ信号及び第２のＤＣ信号は、例えば、４００ｋＨｚの周波数を有する。また、第１のＤＣ信号及び第２のＤＣ信号は、ソースＲＦ信号及び／又はバイアスＲＦ信号の周期に同期するように生成されてよい。

【0036】

ＤＣ電源３２は、チャック電極１１５（図２参照）に含まれる電極１１５ａ、１１５ｂ及び１１５ｃに印加される直流電圧を生成する。電極１１５ｂ及び１１５ｃは、双極型の静電チャックを構成してよい。また、電極１１５ａ、１１５ｂ及び１１５ｃは、一体に構成されてもよい。ＤＣ電源３２は、電極１１５ａ、１１５ｂ及び１１５ｃにそれぞれ異なる直流電圧を印加するよう構成されてよく、また、同じ直流電圧を印加するよう構成されてよい。なお、電源３０は、ＤＣ電源３２とは別に、チャック電極１１５に印加される電圧を生成する電源を有してもよい。

【0037】

排気システム４０は、例えばプラズマ処理チャンバ１０の底部に設けられたガス排出口１０ｅに接続され得る。排気システム４０は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間１０ｓ内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでよい。

【0038】

制御部５０は、本開示において述べられる種々の工程を基板処理装置１に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部５０は、ここで述べられる種々の工程を実行するように基板処理装置１の各要素を制御するように構成され得る。一つの例示的実施形態において、制御部５０の一部又は全てが基板処理装置１の外部の装置の構成の一部として設けられてよい。制御部５０は、例えばコンピュータ５０ａを含んでよい。コンピュータ５０ａは、例えば、処理部（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５０ａ１、記憶部５０ａ２、及び通信インターフェース５０ａ３を含んでよい。処理部５０ａ１は、記憶部５０ａ２に格納されたプログラムに基づいて種々の制御動作を行うように構成され得る。記憶部５０ａ２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、又はこれらの組み合わせを含んでよい。通信インターフェース５０ａ３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信回線を介して基板処理装置１の他の構成との間で通信してよい。

【0039】

なお、プラズマ処理空間において形成されるプラズマは、容量結合プラズマ（ＣＣＰ；Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）の他に、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ；Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）、ＥＣＲプラズマ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ－Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ－ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｐｌａｓｍａ）、ヘリコン波励起プラズマ（ＨＷＰ：Ｈｅｌｉｃｏｎ Ｗａｖｅ Ｐｌａｓｍａ）、又は、表面波プラズマ（ＳＷＰ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｗａｖｅ Ｐｌａｓｍａ）等であってもよい。また、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）プラズマ生成部及びＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）プラズマ生成部を含む、種々のタイプのプラズマ生成部が用いられてもよい。一実施形態において、ＡＣプラズマ生成部で用いられるＡＣ信号（ＡＣ電力）は、１００ｋＨｚ～１０ＧＨｚの範囲内の周波数を有する。従って、ＡＣ信号は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号及びマイクロ波信号を含む。一実施形態において、ＲＦ信号は、２００ｋＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。

【0040】

図３は、一つの例示的実施形態に係る基板処理方法（以下「本処理方法」ともいう。）を示すフローチャートである。図４は、本処理方法において、ソースＲＦ信号、第１のＤＣ信号及び第２のＤＣ信号が供給又は印加及び停止される期間の一例を示すタイミングチャートである。

【0041】

図４は、ソースＲＦ信号並びに第１のＤＣ信号及び第２のＤＣ信号としていずれもパルス波を用いる例である。すなわち、一例として、ソースＲＦ信号は、Ｈ期間において電気パルスを含むパルス波である。また、第１のＤＣ信号及び第２のＤＣ信号は、Ｈ期間において電気パルスを有するパルス波である。図４において、横軸は時間を示す。図５において、縦軸は、ソースＲＦ信号の電力レベル（一例として、ソースＲＦ信号の電力の実効値）並びに第１のＤＣ信号及び第２のＤＣ信号の電圧レベル（一例として、第１のＤＣ信号及び第２のＤＣ信号の電圧の絶対値の実効値）を示す。ソースＲＦ信号の「Ｌ１」は、ソースＲＦ信号が供給されていないか、又は、「Ｈ１」で示す電力レベルよりも低いことを示す。第１のＤＣ信号及び第２のＤＣ信号の「Ｌ２」及び「Ｌ３」は、それぞれ、第１のＤＣ信号及び第２のＤＣ信号が供給されていないか、又は、「Ｈ２」及び「Ｈ３」で示す電圧レベルよりも低いことを示す。

【0042】

本処理方法（図３参照）は、基板支持部１１に基板Ｗを配置する工程（ＳＴ１）と、プラズマ処理チャンバ１０内に処理ガスを供給する工程（ＳＴ２）と、下部電極にソースＲＦ信号（高周波の一例である）を供給する工程（ＳＴ３）と、パルス電圧を印加する工程（ＳＴ４）と、ソースＲＦ信号の供給を停止する工程（ＳＴ５）と、エッチングの終了を判断する工程（ＳＴ６）と、処理ガスの供給を停止する工程（ＳＴ７）とを有する。

【0043】

工程ＳＴ１において、基板支持部１１に基板Ｗが配置される。基板Ｗは、例えば、シリコンウェハ上に下地膜、本処理方法によってエッチングされる被エッチング膜、所定のパターンを有するマスク膜などが積層された基板であってよい。被エッチング膜は、例えば、誘電膜、半導体膜、金属膜等であってよい。

【0044】

工程ＳＴ２において、処理ガスがプラズマ処理チャンバ１０内に供給される。処理ガスは、基板Ｗに形成された被エッチング膜をエッチングするために用いられるガスである。処理ガスの種類は、被エッチング膜の材料、マスク膜の材料、下地膜の材料、マスク膜が有するパターン、エッチングの深さ等に基づいて適宜選択されてよい。

【0045】

工程ＳＴ３において、基板支持部１１に、ソースＲＦ信号が供給される。ソースＲＦ信号は、Ｈ期間において電気パルスを有するパルス波である（図４参照）。また、ソースＲＦ信号に含まれる電気パルスは、それぞれ、高周波の連続波を含んで構成される。当該高周波は、一例として、１３ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。ソースＲＦ信号が基板支持部１１に供給されると、プラズマ処理チャンバ１０内に供給された処理ガスからプラズマが形成される。他の実施形態において、ソースＲＦ信号は、シャワーヘッド１３に含まれる上部電極に供給されてよい。

【0046】

工程ＳＴ４において、上部電極及び基板支持部１１に電気パルスが印加される。工程ＳＴ４は、基板支持部１１に、第１のＤＣ信号を印加する工程と（ＳＴ４１）と、シャワーヘッド１３に含まれる上部電極に、第２のＤＣ信号を印加する工程（ＳＴ４２）とを含む。工程ＳＴ３、工程ＳＴ４１及び工程ＳＴ４２は、同時に開始されてよく、また、異なるタイミングで開始されてもよい。

【0047】

第１のＤＣ信号は、Ｈ期間において電気パルスを有するパルス波である。すなわち、工程ＳＴ４１において、第１のＤＣ信号に含まれる電気パルスが基板支持部１１に周期的に印加される。

【0048】

第２のＤＣ信号は、Ｈ期間において電気パルスを有するパルス波である。すなわち、工程ＳＴ４２において、第２のＤＣ信号に含まれる電気パルスが上部電極に周期的に印加される。

【0049】

工程ＳＴ５において、基板支持部１１に供給されていたソースＲＦ信号の供給が停止される。これにより、Ｈ期間が終了するとともに、ソースＲＦ信号の供給が停止する期間Ｈ１が開始する（図４参照）。なお、Ｌ期間におけるソースＲＦ信号の電力は、Ｈ期間におけるソースＲＦ信号の電力よりも低い。また、Ｌ期間において、ソースＲＦ信号の電力は０Ｗ（ワット）であってよい。また、Ｌ期間において、第１のパルス電圧Ｐ１及び第２のパルス電圧Ｐ２の供給も停止されてよい。

【0050】

工程ＳＴ６において、被エッチング膜のエッチング処理を終了するか否かを決定する。エッチング処理を継続する場合、工程ＳＴ３に戻り、新たにＨ期間が開始される。他方で、エッチング処理を終了する場合、工程ＳＴ７において、処理ガスの供給を停止して、エッチング処理が終了される。

【0051】

図５から図１１は、Ｈ期間おいて第１のパルス電圧Ｐ１及び第２のパルス電圧Ｐ２が周期的に印加されるタイミングの一例を示すタイミングチャートである。図５から図１１を参照して、工程ＳＴ４（図３参照）における、ソースＲＦ信号並びに第１のＤＣ信号及び第２のＤＣ信号の関係について説明する。

【0052】

なお、図５から図１１において、横軸は時間を示す。また、タイミングチャートにおける振幅は、ソースＲＦ信号の電力並びに第１のＤＣ信号の電圧及び第２のＤＣ信号の電圧を示す。なお、図５から図１１に示すＨ期間において、ソースＲＦ信号の電力は、一定の周波数（例えば、１３ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数）で変化する。

【0053】

また、図５から図１１に示す例において、第１のＤＣ信号は、その電圧がＶＨ１又はＶＬ１となる矩形波である。第２のＤＣ信号は、その電圧がＶＨ２又はＶＬ２となる矩形波である。説明の便宜上、第１のＤＣ信号の電圧がＶＬ１になることを「第１のパルス電圧Ｐ１を印加する」ともいい、また、第１のＤＣ信号に含まれるパルスそのものを「第１のパルス電圧Ｐ１」ともいう。また、第２のＤＣ信号の電圧がＶＬ２になることを「第２のパルス電圧Ｐ２を印加する」ともいい、また、第２のＤＣ信号に含まれるパルスそのものを「第２のパルス電圧Ｐ２」ともいう。なお、第１のＤＣ信号に含まれる１以上のパルス電圧Ｐ１が示す波形及び／又は第２のＤＣ信号に含まれる１以上のパルス電圧Ｐ１が示す波形は、矩形波の他に、三角波、台形波、インパルス等、一定の周期で電圧が変化して、上部電極又は基板支持部１１に対して所定のバイアス電圧を印加できる信号であればよい。また、電圧ＶＨ１及び電圧ＶＨ２は０Ｖであってよく、また、電圧ＶＬ１及び電圧ＶＬ２は負電圧であってよい。

【0054】

図５の例について説明する。図５に示すように、時刻ｔ１においてＨ期間が開始したことに基づいて、第１のＤＣ信号の電圧がＶＬ１となり、基板支持部１１に第１のパルス電圧Ｐ１が印加される。そして、第１のパルス電圧Ｐ１は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間（期間Ｔａ１）、基板支持部１１に印加される。基板支持部１１に第１のパルス電圧Ｐ１が印加されると、プラズマ中に存在する活性種が、基板支持部１１に配置された基板Ｗに引き込まれる。これにより、基板Ｗに形成された被エッチング膜に活性種が衝突し、当該被エッチング膜がエッチングされる。

【0055】

時刻ｔ２において、第１のパルス電圧Ｐ１の印加が停止すると、第２のパルス電圧Ｐ２の印加が開始される。第２のパルス電圧Ｐ２の印加は、第１のパルス電圧Ｐ１の印加の終了に基づいて開始されてよい。第２のパルス電圧Ｐ２は、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間Ｔｂ１において、上部電極に印加される。

【0056】

時刻ｔ２から期間Ｔａ２が経過した時刻ｔ４において、第１のＤＣ信号の１周期である期間ＰＤａが終了する。すなわち、時刻ｔ４において、第１のＤＣ信号の電圧が再びＶＬ１となり、第１のＤＣ信号の次の周期が開始する。また、時刻ｔ３から期間Ｔｂ２が経過した時刻ｔ５において、第２のＤＣ信号の１周期である期間ＰＤｂが終了する。また、時刻ｔ５において、第２のＤＣ信号の電圧が再びＶＬ２となり、第２のＤＣ信号の次の周期が開始する。以上の動作を繰り返して、本例の工程ＳＴ４が実行される。

【0057】

本例では、期間Ｔａ１において、プラズマ中に存在する正イオンが基板Ｗに引き込まれて、被エッチング膜がエッチングされると、基板Ｗにおいてエッチングされた部分（例えば、被エッチング膜に形成された穴の底部等）は、正イオンによってプラスに帯電する場合がある。他方で、上部電極に第２のパルス電圧Ｐ２が印加されると、プラズマ中に存在する正イオンが、上部電極側に引き込まれ、上部電極に衝突する。正イオンが上部電極に衝突すると、上部電極から二次電子が放出される。放出された二次電子は、負電位（電圧Ｖ２）となっている上部電極によって加速されて、基板Ｗに到達する。そして、基板Ｗに到達した二次電子によって、基板Ｗのうちプラスに帯電した部分（例えば、被エッチング膜に形成された穴の底部等）の帯電が解消又は低減される。

【0058】

また、本例では、期間Ｔａ１において、第２のＤＣ信号の電圧ＶＨ２は０Ｖであってよい。これにより、期間Ｔａ１において、上部電極から二次電子の放出が抑制され、また、上部電極の電位によって電子が基板Ｗの方向に加速されることも抑制される。その結果、期間Ｔａ１において、基板Ｗの表面付近が電子によってマイナスに帯電することが抑制される。これにより、期間Ｔｂ１において上部電極から放出された二次電子が、基板Ｗの表面付近で減速せずに、基板Ｗのうちプラスに帯電した部分（例えば、被エッチング膜に形成された穴の底部等）に到達できる。

【0059】

また、本例では、時刻ｔ２において、基板支持部１１に対して第１のパルス電圧Ｐ１の印加が停止する時点の近傍において、上部電極に対して第２のパルス電圧Ｐ２が印加される。これにより、基板支持部１１に印加される第１のＤＣ信号の電圧がＶＬ１からＶＨ１に変化したとき（すなわち、第１のパルス電圧Ｐ１の印加が終了したとき）に、基板Ｗ及びプラズマの電位が大幅に上昇することを抑制できる。よって、本例では、ポテンシャルが高くなったプラズマによってプラズマ処理チャンバ１０（図１参照）の内壁がスパッタされることを低減させることができる。

【0060】

図６に示す例について説明する。図６に示す例では、時刻ｔ２から遅れた時刻ｔ３において、第２のパルス電圧Ｐ２の印加が開始される。すなわち、図６に示す例では、期間Ｔａ１と期間Ｔｂ１との間において、第１のパルス電圧Ｐ１と第２のパルス電圧Ｐ２の双方が印加されない期間がある。第２のパルス電圧Ｐ２の印加は、時刻ｔ２において第１のパルス電圧Ｐ１の印加が停止したことに基づいて開始されてよい。

【0061】

図６に示す例において、第１のＤＣ信号は、その１周期である期間ＰＤａにおいて、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで電圧がＶＬ１となり、また、時刻ｔ２から時刻ｔ５までＶＨ１となる。すなわち、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間である期間Ｔａ１において、基板支持部１１に第１のパルス電圧Ｐ１が印加される。また、時刻ｔ２から時刻ｔ５までの期間である期間Ｔａ２において、基板支持部１１に対して第１のパルス電圧Ｐ１の印加が停止される。これにより、第１のＤＣ信号の１周期である期間ＰＤａが終了する。また、同時に、時刻ｔ５において、第１のＤＣ信号の電圧が再びＶＬ１となり、第１のＤＣ信号の次の周期が開始する。

【0062】

また、図６に示す例において、第２のＤＣ信号は、その１周期である期間ＰＤｂにおいて、時刻ｔ３から時刻ｔ４まで電圧がＶＬ２となり、また、時刻ｔ４から時刻ｔ６まで０Ｖとなる。すなわち、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間である期間Ｔｂ１において、上部電極に第２のパルス電圧Ｐ２が印加される。また、時刻ｔ４から時刻ｔ６までの期間である期間Ｔｂ２において、上部電極に対して第２のパルス電圧Ｐ２の印加が停止される。これにより、第２のＤＣ信号の１周期である期間ＰＤｂが終了する。また、同時に、時刻ｔ６において、第２のＤＣ信号の電圧が再びＶＬ２となり、第２のＤＣ信号の次の周期が開始する。以上の動作を繰り返して、本例の工程ＳＴ４が実行される。

【0063】

本例では、第１のパルス電圧Ｐ１が印加される期間Ｔａ１が終了して一定期間が経過した後に、第２のパルス電圧Ｐ２が印加される。これにより、上部電極において効率的に二次電子が放出される。また、上部電極とプラズマとの間に生成されるシースの厚さが厚くなるので、プラズマ中の電子の消滅レートが減少する。従って、プラズマ処理チャンバ１０において効率的にプラズマ密度を上昇させることができる。

【0064】

図７に示す例について説明する。図７に示す例では、第１のパルス電圧Ｐ１が印加される期間Ｔａ１が終了する時刻ｔ３の前である時刻ｔ２において、第２のパルス電圧Ｐ２の印加が開始される。すなわち、図７に示す例では、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間において、第１のパルス電圧Ｐ１と第２のパルス電圧Ｐ２が時間的に一部重複して印加される。第２のパルス電圧Ｐ２の印加は、時刻ｔ１において第１のパルス電圧Ｐ１の印加が開始されたことに基づいて開始されてよい。

【0065】

図７に示す例において、第１のＤＣ信号は、その１周期である期間ＰＤａにおいて、時刻ｔ１から時刻ｔ３まで電圧がＶＬ１となり、また、時刻ｔ３から時刻ｔ５までＶＨ１となる。すなわち、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間である期間Ｔａ１において、基板支持部１１に第１のパルス電圧Ｐ１が印加される。また、時刻ｔ３から時刻ｔ５までの期間である期間Ｔａ２において、基板支持部１１に対して第１のパルス電圧Ｐ１の印加が停止される。これにより、第１のＤＣ信号の１周期である期間ＰＤａが終了する。また、同時に、時刻ｔ５において、第１のＤＣ信号の電圧が再びＶＬ１となり、第１のＤＣ信号の次の周期が開始する。

【0066】

また、図７に示す例において、第２のＤＣ信号は、その１周期である期間ＰＤｂにおいて、時刻ｔ２から時刻ｔ４まで電圧がＶＬ２となり、また、時刻ｔ４から時刻ｔ６までＶＨ２となる。すなわち、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの期間である期間Ｔｂ１において、上部電極に第２のパルス電圧Ｐ２が印加される。また、時刻ｔ４から時刻ｔ６までの期間である期間Ｔｂ２において、上部電極に対して第２のパルス電圧Ｐ２の印加が停止される。これにより、第２のＤＣ信号の１周期である期間ＰＤｂが終了する。また、同時に、時刻ｔ６において、第２のＤＣ信号の電圧が再びＶＬ２となり、第２のＤＣ信号の次の周期が開始する。以上の動作を繰り返して、本例の工程ＳＴ４が実行される。

【0067】

本例では、第１のパルス電圧Ｐ１が印加される期間Ｔａ１と第２のパルス電圧Ｐ２が印加される期間Ｔｂ１が時間的に一部重複する。これにより、第１のパルス電圧Ｐ１が印加される期間Ｔａ１が終了するときに、基板Ｗ及びプラズマの電位の上昇をさらに抑えることができる。また、基板Ｗ及びプラズマの電位の上昇を抑えるタイミングを制御することができる。

【0068】

図８に示す例について説明する。図８に示す例では、第１のパルス電圧Ｐ１が印加される時刻ｔ１において、第２のパルス電圧Ｐ２の印加が開始される。また、第１のパルス電圧Ｐ１の印加が停止する時刻ｔ２において、第２のパルス電圧Ｐ２の印加も停止する。すなわち、図８に示す例では、第１のパルス電圧Ｐ１と第２のパルス電圧Ｐ２が時間的に重複して印加される。第２のパルス電圧Ｐ２の印加は、時刻ｔ１において第２のパルス電圧Ｐ２の印加が開始されたことに基づいて開始されてよい。

【0069】

図８に示す例において、第１のＤＣ信号は、その１周期である期間ＰＤａにおいて、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで電圧がＶＬ１となり、また、時刻ｔ２から時刻ｔ３までＶＨ１となる。すなわち、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間である期間Ｔａ１において、基板支持部１１に第１のパルス電圧Ｐ１が印加される。また、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間である期間Ｔａ２において、基板支持部１１に対して第１のパルス電圧Ｐ１の印加が停止される。これにより、第１のＤＣ信号の１周期である期間ＰＤａが終了する。また、同時に、時刻ｔ３において、第１のＤＣ信号の電圧が再びＶＬ１となり、第１のＤＣ信号の次の周期が開始する。

【0070】

また、図８に示す例において、第２のＤＣ信号は、その１周期である期間ＰＤｂにおいて、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで電圧がＶＬ２となり、また、時刻ｔ２から時刻ｔ３までＶＨ２となる。すなわち、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間である期間Ｔｂ１において、上部電極に第２のパルス電圧Ｐ２が印加される。また、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間である期間Ｔｂ２において、上部電極に対して第２のパルス電圧Ｐ２の印加が停止される。これにより、第２のＤＣ信号の１周期である期間ＰＤｂが終了する。また、同時に、時刻ｔ３において、第２のＤＣ信号の電圧が再びＶＬ２となり、第２のＤＣ信号の次の周期が開始する。以上の動作を繰り返して、本例の工程ＳＴ４が実行される。

【0071】

本例では、第１のパルス電圧Ｐ１が印加される期間Ｔａ１に重複して、第２のパルス電圧Ｐ２が印加される。これにより、生成されるプラズマの密度を上昇させることができる。また、プラズマ又は基板から放出された電子がプラズマと上部電極との間に生成されたシースによって減速又は遮蔽される。従って、例えば、当該電子がシャワーヘッド１３（上部電極）のガス導入口１３ｃに入るのを抑制できるので、ガス導入口１３ｃにおける放電を抑制することができる。

【0072】

図９に示す例について説明する。図９に示す例では、第２のＤＣ信号のデューティ比が、第１のＤＣ信号のデューティ比と異なる。図９に示す例では、第１のパルス電圧Ｐ１が印加される期間Ｔａ１が、第２のパルス電圧Ｐ２が印加されない期間Ｔｂ２と時間的に一致する。また、第１のパルス電圧Ｐ１が印加されない期間Ｔａ２が、第２のパルス電圧Ｐ２が印加される期間Ｔｂ１と一致する。第２のパルス電圧Ｐ２の印加は、時刻ｔ１において第１のパルス電圧Ｐ１の印加が開始されたことに基づいて開始されてよい。また、第２のパルス電圧Ｐ２の印加は、時刻ｔ２において第１のパルス電圧Ｐ１の印加が終了したことに基づいて開始されてよい。

【0073】

図９に示す例において、第１のＤＣ信号は、その１周期である期間ＰＤａにおいて、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで電圧がＶＬ１となり、また、時刻ｔ２から時刻ｔ３までＶＨ２となる。すなわち、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間である期間Ｔａ１において、基板支持部１１に第１のパルス電圧Ｐ１が印加される。また、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間である期間Ｔａ２において、基板支持部１１に対して第１のパルス電圧Ｐ１の印加が停止される。これにより、第１のＤＣ信号の１周期である期間ＰＤａが終了する。また、同時に、時刻ｔ３において、第１のＤＣ信号の電圧が再びＶＬ１となり、第１のＤＣ信号の次の周期が開始する。

【0074】

また、図９に示す例において、第２のＤＣ信号は、その１周期である期間ＰＤｂにおいて、時刻ｔ２から時刻ｔ３まで電圧がＶＬ２となり、また、時刻ｔ３から時刻ｔ４までＶＨ２となる。すなわち、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間である期間Ｔｂ１において、上部電極に第２のパルス電圧Ｐ２が印加される。また、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間である期間Ｔｂ２において、上部電極に対して第２のパルス電圧Ｐ２の印加が停止される。これにより、第２のＤＣ信号の１周期である期間ＰＤｂが終了する。また、同時に、時刻ｔ４において、第２のＤＣ信号の電圧が再びＶＬ２となり、第２のＤＣ信号の次の周期が開始する。以上の動作を繰り返して、本例の工程ＳＴ４が実行される。

【0075】

本例では、第１のパルス電圧Ｐ１を印加する期間Ｔａ１の終了に同期して第２のパルス電圧Ｐ２の印加が始まるとともに、第１のパルス電圧Ｐ１を印加する期間Ｔａ１の開始に同期して第２のパルス電圧Ｐ２の印加が終了する。これにより、第１のパルス電圧Ｐ１の印加が終了する時刻ｔ２の近傍において、基板Ｗ及びプラズマの電位の上昇を抑えることができるとともに、プラズマ密度を上昇させることができる。また、上部電極で発生した二次電子により、基板Ｗのうちプラスに帯電した部分（例えば、被エッチング膜に形成された穴の底部等）の帯電が解消又はさらに低減される。

【0076】

図１０に示す例について説明する。図１０に示す例では、第２のＤＣ信号のデューティ比が、第１のＤＣ信号のデューティ比と異なる。また、第１のパルス電圧Ｐ１が印加される期間Ｔａ１が終了する時刻ｔ３の前である時刻ｔ２において、第２のパルス電圧Ｐ２の印加が開始される。すなわち、図１０に示す例では、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間において、第１のパルス電圧Ｐ１と第２のパルス電圧Ｐ２が時間的に一部重複して印加される期間がある。第２のパルス電圧Ｐ２の印加は、時刻ｔ１において第１のパルス電圧Ｐ１の印加が開始されたことに基づいて開始されてよい。

【0077】

図１０に示す例において、第１のＤＣ信号は、その１周期である期間ＰＤａにおいて、時刻ｔ１から時刻ｔ３まで電圧がＶＬ１となり、また、時刻ｔ３から時刻ｔ５までＶＨ１となる。すなわち、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間である期間Ｔａ１において、基板支持部１１に第１のパルス電圧Ｐ１が印加される。また、時刻ｔ３から時刻ｔ５までの期間である期間Ｔａ２において、基板支持部１１に対して第１のパルス電圧Ｐ１の印加が停止される。これにより、第１のＤＣ信号の１周期である期間ＰＤａが終了する。また、同時に、時刻ｔ５において、第１のＤＣ信号の電圧が再びＶＬ１となり、第１のＤＣ信号の次の周期が開始する。

【0078】

また、図１０に示す例において、第２のＤＣ信号は、その１周期である期間ＰＤｂにおいて、時刻ｔ２から時刻ｔ４まで電圧がＶＬ２となり、また、時刻ｔ４から時刻ｔ６までＶＨ２となる。すなわち、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの期間である期間Ｔｂ１において、上部電極に第２のパルス電圧Ｐ２が印加される。また、時刻ｔ４から時刻ｔ６までの期間である期間Ｔｂ２において、上部電極に対して第２のパルス電圧Ｐ２の印加が停止される。これにより、第２のＤＣ信号の１周期である期間ＰＤｂが終了する。また、同時に、時刻ｔ６において、第２のＤＣ信号の電圧が再びＶＬ２となり、第２のＤＣ信号の次の周期が開始する。以上の動作を繰り返して、本例の工程ＳＴ４が実行される。

【0079】

本例では、第１のパルス電圧Ｐ１が印加される期間Ｔａ１と第２のパルス電圧Ｐ２が印加される期間Ｔａ２が時間的に一部重複する。これにより、第１のパルス電圧Ｐ１が印加される期間Ｔａ１が終了するときに、基板Ｗ及びプラズマの電位の上昇をさらに抑えることができる。また、基板Ｗ及びプラズマの電位の上昇を抑えるタイミングを制御することができる。また、期間Ｔｂ１において印加される第２のパルス電圧Ｐ２によって、プラズマ密度をさらに上昇させることができる。

【0080】

図１１に示す例について説明する。図１１に示す例では、第２のＤＣ信号のデューティ比が、第１のＤＣ信号のデューティ比と異なる。また、第１のパルス電圧Ｐ１が印加される時刻ｔ１において、第２のパルス電圧Ｐ２の印加が開始される。すなわち、図１１に示す例では、第１のパルス電圧Ｐ１と第２のパルス電圧Ｐ２が時間的に重複して印加される。第２のパルス電圧Ｐ２の印加は、時刻ｔ１において第１のパルス電圧Ｐ１の印加が開始されたことに基づいて開始されてよい。

【0081】

図１１に示す例において、第１のＤＣ信号は、その１周期である期間ＰＤａにおいて、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで電圧がＶＬ１となり、また、時刻ｔ２から時刻ｔ４までＶＨ１となる。すなわち、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間である期間Ｔａ１において、基板支持部１１に第１のパルス電圧Ｐ１が印加される。また、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの期間である期間Ｔａ２において、基板支持部１１に対して第１のパルス電圧Ｐ１の印加が停止される。これにより、第１のＤＣ信号の１周期である期間ＰＤａが終了する。また、同時に、時刻ｔ４において、第１のＤＣ信号の電圧が再びＶＬ１となり、第１のＤＣ信号の次の周期が開始する。

【0082】

また、図１１に示す例において、第２のＤＣ信号は、その１周期である期間ＰＤｂにおいて、時刻ｔ１から時刻ｔ３まで電圧がＶＬ２となり、また、時刻ｔ３から時刻ｔ４までＶＨ２となる。すなわち、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間である期間Ｔｂ１において、上部電極に第２のパルス電圧Ｐ２が印加される。また、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間である期間Ｔｂ２において、上部電極に対して第２のパルス電圧Ｐ２の印加が停止される。これにより、第２のＤＣ信号の１周期である期間ＰＤｂが終了する。また、同時に、時刻ｔ４において、第２のＤＣ信号の電圧が再びＶＬ２となり、第２のＤＣ信号の次の周期が開始する。以上の動作を繰り返して、本例の工程ＳＴ４が実行される。

【0083】

本例では、第１のパルス電圧Ｐ１が印加される期間Ｔａ１に重複して、第２のパルス電圧Ｐ２が印加される。これにより、生成されるプラズマの密度を上昇させることができる。また、シャワーヘッド１３（上部電極）の帯電を抑制できるので、例えば、ガス導入口１３ｃにおける放電を抑制することができる。

【0084】

なお、図５から図１１で説明した各例において、電圧ＶＨ１及び電圧ＶＨ２は、例えば、０Ｖであってよい。また、電圧ＶＬ１は、例えば、基板Ｗの電位を負電位にできる電圧であってよい。また、電圧ＶＨ１は、正電圧又は負電圧であってよい。また、電圧ＶＬ２は、上部電極の電位を負電位にできる電圧であってよい。また、電圧ＶＨ２は、正電圧又は負電圧であってよい。

【0085】

また、図５から図１１で説明した例において、第２のＤＣ信号の周期は、第１のＤＣ信号の周期と同一である。すなわち、図５から図１１で説明した例では、第１のＤＣ信号の１周期である期間ＰＤａのそれぞれにおいて、第２のパルス電圧Ｐ２が印加される期間Ｔｂ１がある。他の例において、第１のＤＣ信号及び第２のＤＣ信号は、一方の周期が他方の周期の２倍以上の整数倍であってよい。すなわち、他の例では、第１のＤＣ信号の２以上の周期に１回の割合で、第２のパルス電圧Ｐ２が印加されてもよい。また、第１のＤＣ信号の１周期に２回以上の割合で、第２のパルス電圧Ｐ２が印加されてもよい。

【0086】

また、図５から図８に示す例において、第１のＤＣ信号及び第２のＤＣ信号は、同じデューティ比を有する。すなわち、第１のＤＣ信号の１周期である期間ＰＤａにおいて期間Ｔａ１が占める割合は、第２のＤＣ信号の１周期である期間ＰＤｂにおいて期間Ｔｂ１が占める割合と等しい。また、図９から図１１に示す例において、第１のＤＣ信号及び第２のＤＣ信号は、異なるデューティ比を有する。すなわち、第１のＤＣ信号の１周期である期間ＰＤａにおいて期間Ｔａ１が占める割合は、第２のＤＣ信号の１周期である期間ＰＤｂにおいて期間Ｔｂ１が占める割合と異なる。なお、第１のＤＣ信号及び第２のＤＣ信号のデューティ比はこれらに限られない。例えば、第１のＤＣ信号及び第２のＤＣ信号のデューティ比は、期間Ｔａ１及び期間Ｔｂ２が、それぞれ期間Ｔａ２及び期間Ｔｂ２よりも長いデューティ比であってよい。また、第１のＤＣ信号及び第２のＤＣ信号のデューティ比は、期間Ｔａ１が期間Ｔｂ１よりも長いデューティ比であってよい。

【0087】

以上の各実施形態は、説明の目的で説明されており、本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく種々の変形をなし得る。例えば、本処理方法は、容量結合型の基板処理装置１以外にも、誘導結合型プラズマやマイクロ波プラズマ等、任意のプラズマ源を用いた基板処理装置を用いて実行できる。

【符号の説明】

【0088】

１…基板処理装置、１０…プラズマ処理チャンバ、１１…基板支持部、１３…シャワーヘッド、２０…ガス供給部、２１…ガスソース、２２…流量制御器、３０…電源、３１…ＲＦ電源、３２…ＤＣ電源、４０…排気システム、５０…制御部、１１１…本体部、１１２…リングアセンブリ、Ｗ…基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】