特開 2023-61727 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】P2023061727

(43)【公開日】2023-05-02

(54)【発明の名称】プラズマ処理装置

(51)【国際特許分類】

   H05H 1/46 20060101AFI20230425BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20230425BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20230425BHJP

【ＦＩ】

H05H1/46 M

H01L21/302 101B

H01L21/31 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021171833

(22)【出願日】2021-10-20

(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】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100122507

【弁理士】

【氏名又は名称】柏岡 潤二

(72)【発明者】

【氏名】進藤 崇央

(72)【発明者】

【氏名】荒井 宏貴

【テーマコード（参考）】

2G084

5F004

5F045

【Ｆターム（参考）】

2G084AA02

2G084BB01

2G084CC02

2G084CC03

2G084CC04

2G084CC08

2G084CC12

2G084CC33

2G084DD02

2G084DD15

2G084DD23

2G084DD37

2G084DD38

2G084DD55

2G084FF15

2G084HH02

2G084HH06

2G084HH07

2G084HH20

2G084HH22

2G084HH23

2G084HH24

2G084HH28

2G084HH43

5F004AA16

5F004BA04

5F004BB12

5F004BB13

5F004BB18

5F004BB29

5F004BC03

5F004BC06

5F004BC08

5F004BD04

5F004CA03

5F045AA08

5F045AB31

5F045EB03

5F045EB09

5F045EE04

5F045EE14

5F045EF05

5F045EG02

5F045EH01

5F045EH05

5F045EH14

5F045EH19

5F045EH20

5F045EM09

5F045EN04

(57)【要約】

【課題】下部電極の上に載置される基板に向けて入射するイオンのエネルギーを低減する技術を提供する。
【解決手段】一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置が提供される。下部電極はチャンバ内に設けられ基板が載置されるように構成された基板支持部に含まれ、上部電極はチャンバ内に設けられ下部電極に対向するように配置され、ガス供給部は上部電極及び下部電極の間に処理ガスを供給するように構成され、高周波電源は上部電極に電気的に接続され上部電極に高周波電圧を印加することによって処理ガスのプラズマを生成するように構成され、回路部は高周波電源及び下部電極の間に電気的に接続され下部電極に電位を提供するように構成され、高周波電源の電位が下部電極の電位よりも高い場合に高周波電源から下部電極に向けて電流を流すことによって下部電極に電位を提供するように構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

チャンバと、
前記チャンバ内に設けられ基板が載置されるように構成された基板支持部に含まれる下部電極と、
前記チャンバ内に設けられ前記下部電極に対向するように配置された上部電極と、
前記上部電極及び前記下部電極の間に処理ガスを供給するように構成されたガス供給部と、
前記上部電極に電気的に接続され該上部電極に高周波電圧を印加することによって前記処理ガスのプラズマを生成するように構成された高周波電源と、
前記高周波電源及び前記下部電極の間に電気的に接続され、該下部電極に電位を提供するように構成された回路部と、
を備え、
前記回路部は、前記高周波電源の電位が前記下部電極の電位よりも高い場合に該高周波電源から該下部電極に向けて電流を流すことによって該下部電極に電位を提供するように構成されている、
プラズマ処理装置。

【請求項2】

前記回路部は、ダイオードを有し、
前記ダイオードのアノードは、前記高周波電源に電気的に接続され、
前記ダイオードのカソードは、前記下部電極に接続されている、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。

【請求項3】

前記回路部は、ダイオード及びツェナーダイオードを有し、
前記ダイオード及び前記ツェナーダイオードは、直列に接続され、
前記ダイオードのアノードは、前記高周波電源に電気的に接続され、
前記ダイオードのカソードは、前記ツェナーダイオードのカソードに電気的に接続され、
前記ツェナーダイオードのアノードは、前記下部電極に電気的に接続されている、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。

【請求項4】

前記回路部は、ダイオード及び抵抗器を有し、
前記ダイオード及び前記抵抗器は、直列に接続され、
前記ダイオードのアノードは、前記高周波電源に電気的に接続され、
前記ダイオードのカソードは、前記抵抗器を介して前記下部電極に電気的に接続されている、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。

【請求項5】

前記回路部は、ダイオード及びインダクタを有し、
前記ダイオード及び前記インダクタは、直列に接続され、
前記ダイオードのアノードは、前記高周波電源に電気的に接続され、
前記ダイオードのカソードは、前記インダクタを介して前記下部電極に電気的に接続されている、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。

【請求項6】

前記回路部は、第１の電位測定器、第２の電位測定器、スイッチ素子、及び駆動回路を有し、
前記スイッチ素子は、前記高周波電源及び前記下部電極の間に電気的に接続され、該高周波電源及び該下部電極の間の導通をオン・オフするように構成され、
前記第１の電位測定器は、前記高周波電源及び前記駆動回路の間に電気的に接続され、該高周波電源の電位を測定して第１の測定結果を生成し、該第１の測定結果を該駆動回路に出力し、
前記第２の電位測定器は、前記下部電極及び前記駆動回路の間に電気的に接続され、該下部電極の電位を測定して第２の測定結果を生成し、該第２の測定結果を該駆動回路に出力し、
前記駆動回路は、前記第１の測定結果及び前記第２の測定結果に基づいて、前記高周波電源の電位が前記下部電極の電位よりも高い場合に前記スイッチ素子を駆動して該高周波電源及び該下部電極の間の導通をオンにし、該高周波電源の電位が該下部電極の電位以下の場合に該スイッチ素子を駆動して該高周波電源及び該下部電極の間の導通をオフにするように構成されている、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。

【請求項7】

前記高周波電源及び前記上部電極の間に電気的に接続され該高周波電源から該上部電極に供給される電力を調節するように構成された電力調節器を更に備え、
前記回路部は、前記高周波電源及び前記電力調節器を電気的に接続するラインと前記下部電極との間に電気的に接続され、
前記電力調節器は、前記高周波電源から前記上部電極に供給される電力を測定し、測定結果に応じて該高周波電源が出力する電力を増減するように該高周波電源を制御するように構成されている、
請求項１～６の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。

【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、プラズマ処理装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

半導体ウエハ等の基板に対する処理としてプラズマ処理が多用されている。特許文献１及び特許文献２には、プラズマ生成に用いられる高周波電流の下部電極につながる電流路のインピーダンスを制御する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１０８４１３号公報

【特許文献2】特開２０１５－１２４３９８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、下部電極の上に載置される基板に向けて入射するイオンのエネルギーを低減する技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

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。プラズマ処理装置は、チャンバと、下部電極と、上部電極と、ガス供給部と、高周波電源と、回路部とを備える。下部電極は、チャンバ内に設けられ基板が載置されるように構成された基板支持部に含まれる。上部電極は、チャンバ内に設けられ下部電極に対向するように配置されている。ガス供給部は、上部電極及び下部電極の間に処理ガスを供給するように構成されている。高周波電源は、上部電極に電気的に接続され上部電極に高周波電圧を印加することによって処理ガスのプラズマを生成するように構成されている。回路部は、高周波電源及び下部電極の間に電気的に接続され、下部電極に電位を提供するように構成されている。回路部は、高周波電源の電位が下部電極の電位よりも高い場合に高周波電源から下部電極に向けて電流を流すことによって下部電極に電位を提供するように構成されている。

【発明の効果】

【0006】

一つの例示的実施形態によれば、下部電極の上に載置される基板に向けて入射するイオンのエネルギーが低減される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置の構成を示す図である。

【図2】一例の回路部を示す図である。

【図3】一例の電力調節器を備えるプラズマ処理装置の構成を示す図である。

【図4】一例の回路部を示す図である。

【図5】一例の回路部を示す図である。

【図6】一例の回路部を示す図である。

【図7】一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置によるシミュレーション結果を示す図である。

【図8】従来のプラズマ処理装置によるシミュレーション結果を示す図である。

【図9】一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置によるシミュレーション結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、種々の例示的実施形態について説明する。

【0009】

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。プラズマ処理装置は、チャンバと、下部電極と、上部電極と、ガス供給部と、高周波電源と、回路部とを備える。下部電極は、チャンバ内に設けられ基板が載置されるように構成された基板支持部に含まれる。上部電極は、チャンバ内に設けられ下部電極に対向するように配置されている。ガス供給部は、上部電極及び下部電極の間に処理ガスを供給するように構成されている。高周波電源は、上部電極に電気的に接続され上部電極に高周波電圧を印加することによって処理ガスのプラズマを生成するように構成されている。回路部は、高周波電源及び下部電極の間に電気的に接続され、下部電極に電位を提供するように構成されている。回路部は、高周波電源の電位が下部電極の電位よりも高い場合に高周波電源から下部電極に向けて電流を流すことによって下部電極に電位を提供するように構成されている。

【0010】

回路部を備えたプラズマ処理装置によれば、回路部によって下部電極の電位は上部電極に電位を提供する高周波電源の電位と同等又は以上となる。したがって、プラズマ生成中に下部電極の上に載置される基板とプラズマとの境界に形成されるシース領域のシース電圧は低くなる。このため、基板に衝突し得るプラズマ中のイオンのエネルギーは低減される。

【0011】

更に、電気的に接地されたチャンバの側壁と下部電極との間の空間においてプラズマが形成されると、下部電極から側壁を介してグランドに電力が流れ得る。一つの例示的実施形態に係る回路部を有するプラズマ処理装置では、下部電極の電位が上部電極に電位を提供する高周波電源の電位と同等又は以上となっている。このため、側壁を介して下部電極からグランドに電力が流れる場合に生じ得るシース電圧は、側壁を介して下部電極からグランドに電力が流れない場合に生じ得るシース電圧と同程度となる。このように、側壁を介して下部電極からグランドに電力が流れる場合であっても、シース電圧の上昇を回避できる。

【0012】

一つの例示的実施形態において、回路部は、ダイオードを有し得る。ダイオードのアノードは、高周波電源に電気的に接続され得る。ダイオードのカソードは、下部電極に接続され得る。

【0013】

一つの例示的実施形態において、回路部は、ダイオード及びツェナーダイオードを有し得る。ダイオード及びツェナーダイオードは、直列に接続され得る。ダイオードのアノードは、高周波電源に電気的に接続され得る。ダイオードのカソードは、ツェナーダイオードのカソードに電気的に接続され得る。ツェナーダイオードのアノードは、下部電極に電気的に接続され得る。

【0014】

一つの例示的実施形態において、回路部は、ダイオード及び抵抗器を有し得る。ダイオード及び抵抗器は、直列に接続され得る。ダイオードのアノードは、高周波電源に電気的に接続され得る。ダイオードのカソードは、抵抗器を介して下部電極に電気的に接続され得る。

【0015】

一つの例示的実施形態において、回路部は、ダイオード及びインダクタを有し得る。ダイオード及びインダクタは、直列に接続され得る。ダイオードのアノードは、高周波電源に電気的に接続され得る。ダイオードのカソードは、インダクタを介して下部電極に電気的に接続され得る。

【0016】

一つの例示的実施形態において、回路部は、第１の電位測定器、第２の電位測定器、スイッチ素子、及び駆動回路を有し得る。スイッチ素子は、高周波電源及び下部電極の間に電気的に接続され、高周波電源及び下部電極の間の導通をオン・オフするように構成され得る。第１の電位測定器は、高周波電源及び駆動回路の間に電気的に接続され、高周波電源の電位を測定して第１の測定結果を生成し、第１の測定結果を駆動回路に出力し得る。第２の電位測定器は、下部電極及び駆動回路の間に電気的に接続され、下部電極の電位を測定して第２の測定結果を生成し、第２の測定結果を駆動回路に出力し得る。駆動回路は、第１の測定結果及び第２の測定結果に基づいて、高周波電源の電位が下部電極の電位よりも高い場合にスイッチ素子を駆動して高周波電源及び下部電極の間の導通をオンにし得る。駆動回路は、第１の測定結果及び第２の測定結果に基づいて、高周波電源の電位が下部電極の電位以下の場合にスイッチ素子を駆動して高周波電源及び下部電極の間の導通をオフにするように構成され得る。

【0017】

一つの例示的実施形態において、高周波電源及び上部電極の間に電気的に接続され高周波電源から上部電極に供給される電力を調節するように構成された電力調節器を更に備え得る。回路部は、高周波電源及び電力調節器を電気的に接続するラインと下部電極との間に電気的に接続され得る。電力調節器は、高周波電源から上部電極に供給される電力を測定し、測定結果に応じて高周波電源が出力する電力を増減するように高周波電源を制御するように構成され得る。

【0018】

以下、図面を参照して種々の例示的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又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。図１は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図１に示すプラズマ処理装置１は、チャンバ１０を備えている。チャンバ１０は、その中に内部空間を提供している。チャンバ１０は、チャンバ本体１２を含み得る。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有している。チャンバ１０の内部空間は、チャンバ本体１２の中に提供されている。チャンバ本体１２は、アルミニウムといった金属から形成されている。チャンバ本体１２は、電気的に接地されている。なお、チャンバ本体１２の側壁は、基板Ｗが搬送される際にそこを通過する通路を提供していてもよい。また、この通路を開閉するために、ゲートバルブがチャンバ本体１２の側壁に沿って設けられていてもよい。

【0019】

プラズマ処理装置１は、基板支持部１４を更に備えている。基板支持部１４は、チャンバ１０の内部に設置されている。基板支持部１４は、その上に載置される基板Ｗを支持するよう構成されている。基板支持部１４は、本体を有している。基板支持部１４の本体は、例えば窒化アルミニウムから形成されており、円盤形状を有し得る。基板支持部１４は、支持部材１６によって支持されていてもよい。支持部材１６は、チャンバ１０の底部から上方に延在している。基板支持部１４は、下部電極１８を含んでいる。下部電極１８は、基板支持部１４に含まれており、基板支持部１４の本体の中に埋め込まれている。

【0020】

プラズマ処理装置１は、上部電極２０を更に備えている。上部電極２０は、チャンバ１０内に設けられ、基板支持部１４の上方に設けられている。上部電極２０は、下部電極１８に対向するよう配置されている。上部電極２０は、チャンバ１０の天部を構成している。上部電極２０は、チャンバ本体１２と電気的に分離されている。一実施形態において、上部電極２０は、絶縁部材２１を介してチャンバ本体１２の上部に固定されている。

【0021】

一実施形態において、上部電極２０は、シャワーヘッドとして構成されている。上部電極２０は、その内部においてガス拡散空間２０ｄを提供している。また、上部電極２０は、複数のガス孔２０ｈを更に提供している。複数のガス孔２０ｈは、ガス拡散空間２０ｄから下方に延びており、チャンバ１０の内部空間に向けて開口している。即ち、複数のガス孔２０ｈは、ガス拡散空間２０ｄとチャンバ１０の内部空間を接続している。

【0022】

プラズマ処理装置１は、ガス供給部２２を更に備えている。ガス供給部２２は、チャンバ１０内にガスを供給するよう構成されている。ガス供給部２２は、上部電極２０及び下部電極１８の間に処理ガスを供給するよう構成されている。ガス供給部２２は、配管２３を介してガス拡散空間２０ｄに接続されている。ガス供給部２２は、一つ以上のガスソース、一つ以上の流量制御器、及び一つ以上の開閉バルブを有していてもよい。一つ以上のガスソースの各々は、対応の流量制御器及び対応の開閉バルブを介して、配管２３に接続される。

【0023】

一実施形態において、ガス供給部２２は、成膜ガスを供給してもよい。即ち、プラズマ処理装置１は、成膜装置であってもよい。成膜ガスを用いて基板Ｗ上に形成される膜は、絶縁膜であってもよい。別の実施形態において、ガス供給部２２は、エッチングガスを供給してもよい。即ち、プラズマ処理装置１は、プラズマエッチング装置であってもよい。

【0024】

プラズマ処理装置１は、排気装置２４を更に備えている。排気装置２４は、自動圧力制御弁のような圧力制御器及びターボ分子ポンプ又はドライポンプのような真空ポンプを含んでいる。排気装置２４は、チャンバ本体１２の側壁に設けられた排気口１２ｅから排気管を介してチャンバ１０の内部空間に接続されている。

【0025】

プラズマ処理装置１は、高周波電源２６を更に備えている。高周波電源２６は、上部電極２０に整合器２８を介して電気的に接続されている。高周波電源２６は、整合器２８を含んでいる構成であってもよい。高周波電源２６は、上部電極２０に高周波電圧を印加することによって、ガス供給部２２から上部電極２０及び下部電極１８の間に供給される処理ガスのプラズマを生成するよう構成されている。一実施形態において、高周波電源２６は、高周波電力を発生する。高周波電力の周波数は、任意の周波数であってもよい。高周波電力の周波数は、１３．５６ＭＨｚ以下であってもよい。高周波電力の周波数は、２ＭＨｚ以下であってもよい。高周波電力の周波数は、２０ｋＨｚ以上であってもよい。

【0026】

高周波電源２６は、整合器２８を介して、上部電極２０に接続されている。高周波電源２６からの高周波電力は、整合器２８を介して上部電極２０に供給される。整合器２８は、高周波電源２６の負荷のインピーダンスを、高周波電源２６の出力インピーダンスに整合させる整合回路を有している。

【0027】

別の実施形態において、高周波電源２６は、直流電圧のパルスを周期的に上部電極２０に印加するよう構成されていてもよい。高周波電源２６からの直流電圧のパルスが上部電極２０に印加される周期を規定する周波数は、例えば１０ｋＨｚ以上、１０ＭＨｚ以下である。なお、高周波電源２６が直流電圧のパルスを周期的に上部電極２０に印加するよう構成されている場合には、プラズマ処理装置１は整合器２８を備えていなくてもよい。

【0028】

プラズマ処理装置１は、リング電極３０を更に備えている。リング電極３０は、環形状を有する。リング電極３０は、周方向に沿って配列された複数の電極に分割されていてもよい。リング電極３０は、基板支持部１４の外周を囲むように、基板支持部１４の周囲に設けられている。リング電極３０と基板支持部１４の外周との間には間隙が設けられているが、当該間隔は設けられていなくてもよい。リング電極３０は、電気的に接地されている。

【0029】

一実施形態において、プラズマ処理装置１は、ガス供給部３２を更に備えている。ガス供給部３２は、リング電極３０と基板支持部１４との間の間隙を通って上方にパージガスが流れるようパージガスを供給する。ガス供給部３２は、ガス導入ポート１２ｐを介してチャンバ１０内にパージガスを供給する。図示された例では、ガス導入ポート１２ｐは、基板支持部１４の下方においてチャンバ本体１２の壁に設けられている。ガス供給部３２によって供給されるパージガスは、不活性ガスであってもよく、例えば希ガスであってもよい。

【0030】

プラズマ処理装置１において基板Ｗに対するプラズマ処理が行われる際には、処理ガスが、ガス供給部２２からチャンバ１０内に供給される。そして、高周波電源２６からの高周波電力又は直流電圧のパルスが上部電極２０に与えられる。その結果、プラズマが、チャンバ１０内で処理ガスから生成される。基板支持部１４上の基板Ｗは、生成されたプラズマからの化学種によって処理される。例えば、プラズマからの化学種は、基板Ｗ上に膜を形成する。或いは、プラズマからの化学種は、基板Ｗをエッチングする。

【0031】

一実施形態において、プラズマ処理装置１は、回路部４を更に備える。回路部４は、高周波電源２６及び下部電極１８の間に電気的に接続されている。回路部４は、下部電極１８に電位を提供するように構成されている。より具体的に、回路部４は、高周波電源２６の電位が下部電極１８の電位よりも高い場合に高周波電源２６から下部電極１８に向けて電流を流すことによって下部電極１８に電位を提供するように構成されている。

【0032】

一実施形態において、図２に示すように、回路部４は、ダイオード４ａを有し得る。ダイオード４ａのアノードは、高周波電源２６に整合器２８を介して電気的に接続されている。ダイオード４ａのカソードは、下部電極１８に接続されている。

【0033】

回路部４を備えたプラズマ処理装置１によれば、回路部４によって下部電極１８の電位は上部電極２０に電位を提供する高周波電源２６の電位と同等又は以上となる。したがって、プラズマ生成中に下部電極１８の上に載置される基板Ｗとプラズマとの境界に形成されるシース領域のシース電圧は低くなる。このため、基板Ｗに衝突し得るプラズマ中のイオンのエネルギーは低減される。

【0034】

更に、電気的に接地されたチャンバ本体１２の側壁１２Ｓと下部電極１８との間の空間においてプラズマが形成されると、電力流路ＥＰに沿って下部電極１８から側壁１２Ｓを介してグランドに電力が流れ得る。ここで図８を参照する。回路部４を有さないプラズマ処理装置１では下部電極１８から側壁１２Ｓを介してグランドに電力が流れる場合に生じ得るシース電圧（波形Ｇ３）は下部電極１８から側壁１２Ｓを介してグランドに電力が流れない場合に生じ得るシース電圧（波形Ｇ４）より高い。これに対し、回路部４を有するプラズマ処理装置１では、下部電極１８の電位が上部電極２０に電位を提供する高周波電源２６の電位と同等又は以上となっている。このため、図７に示すように、下部電極１８から側壁１２Ｓを介してグランドに電力が流れる場合に生じ得るシース電圧（波形Ｇ１）は、下部電極１８から側壁１２Ｓを介してグランドに電力が流れない場合に生じ得るシース電圧（波形Ｇ２）と同程度となる。このように、下部電極１８から側壁１２Ｓを介してグランドに電力が流れる場合であっても、シース電圧の上昇を回避できる。

【0035】

回路部４を備えたプラズマ処理装置１による上記効果は、図２に示す回路部４を備えたプラズマ処理装置１だけでなく後述する図３～図６のそれぞれに示す回路部４を備えたプラズマ処理装置１でも同様に奏される。

【0036】

一実施形態において、図３に示すように、プラズマ処理装置１は、電力調節器５を備え得る。電力調節器５は、高周波電源２６及び上部電極２０の間に電気的に接続されている。電力調節器５は、整合器２８を介して高周波電源２６に電気的に接続されている。回路部４は、高周波電源２６及び電力調節器５を電気的に接続するラインと下部電極１８との間に電気的に接続されている。当該ラインは、整合器２８を介して高周波電源２６に電気的に接続されている。電力調節器５は、高周波電源２６から上部電極２０に供給される電力を調節するように構成されている。より具体的に、電力調節器５は、高周波電源２６から上部電極２０に供給される電力を測定し、測定結果に応じて高周波電源２６が出力する電力を増減するように高周波電源２６を制御するように構成されている。

【0037】

電力調節器５によれば、高周波電源２６から上部電極２０に供給される電力が好適に制御され得る。例えば、下部電極１８の下側の空間において電力流路ＥＰに沿って側壁１２Ｓを介して電力がグランドに流れて高周波電源２６から上部電極２０への電力が低減される場合がある。この場合でも、電力調節器５は、高周波電源２６に出力電力を増加させることによってこの電力の低減を補填することができる。

【0038】

一実施形態において、図４に示すように、回路部４は、ダイオード４ａ及びツェナーダイオード４ｂを有し得る。ダイオード４ａ及びツェナーダイオード４ｂは、直列に接続され得る。ダイオード４ａのアノードは、高周波電源２６に整合器２８を介して電気的に接続されている。ダイオード４ａのカソードは、ツェナーダイオード４ｂのカソードに電気的に接続されている。ツェナーダイオード４ｂのアノードは、下部電極１８に電気的に接続されている。また、図４に示す回路部４を備えるプラズマ処理装置１は、図３に示す電力調節器５を更に備え得る。

【0039】

回路部４のツェナーダイオード４ｂは、高周波電源２６及び下部電極１８の間に電位差を提供する。図９のグラフに示すように、この電位差（図９のグラフの横軸）を増減することによって、下部電極１８上の基板Ｗとプラズマとの境界に形成されるシース領域のシース電位（図９のグラフの縦軸）が増減される。したがって、ツェナーダイオード４ｂを有する回路部４によれば、シース電位を好適な値に調節することができる。ツェナーダイオード４ｂを有する回路部４によるこのような効果は、後述する図５に示す抵抗器４ｃやインダクタを有する回路部４によっても同様に奏される。

【0040】

一実施形態において、図５に示すように、回路部４は、ダイオード４ａ及び抵抗器４ｃを有し得る。ダイオード４ａ及び抵抗器４ｃは、直列に接続され得る。ダイオード４ａのアノードは、高周波電源２６に整合器２８を介して電気的に接続され得る。ダイオード４ａのカソードは、抵抗器４ｃを介して下部電極１８に電気的に接続され得る。また、図５に示す回路部４を備えるプラズマ処理装置１は、図３に示す電力調節器５を更に備え得る。抵抗器４ｃは、可変抵抗器であっても良く、例えばプラズマ処理装置１の動作を制御する制御装置（図示せず）によって可変抵抗器である抵抗器４ｃの抵抗値が好適に調整され得る。

【0041】

一実施形態において、図５に示す回路部４は、抵抗器４ｃに代えて、インダクタを備え得る。このインダクタは、ダイオード４ａに直列に接続され得る。ダイオード４ａのアノードは、高周波電源２６に整合器２８を介して電気的に接続され得る。ダイオード４ａのカソードは、インダクタを介して下部電極１８に電気的に接続され得る。また、図５に示す回路部４が抵抗器４ｃに代えてインダクタを備えるプラズマ処理装置１は、図３に示す電力調節器５を更に備え得る。このインダクタは、可変インダクタであっても良く、例えばプラズマ処理装置１の動作を制御する制御装置（図示せず）によって当該可変インダクタのインダクタンスが好適に調整され得る。

【0042】

一実施形態において、図６に示すように、回路部４は、電位測定器４ｆ、電位測定器４ｇ、スイッチ素子４ｄ、及び駆動回路４ｅを有し得る。スイッチ素子４ｄは、高周波電源２６及び下部電極１８の間に電気的に接続され得る。スイッチ素子４ｄは、整合器２８を介して高周波電源２６に電気的に接続され得る。スイッチ素子４ｄは、高周波電源２６及び下部電極１８の間の導通をオン・オフするように構成され得る。

【0043】

電位測定器４ｆは、高周波電源２６及び駆動回路４ｅの間に電気的に接続され得る。電位測定器４ｆは、整合器２８を介して高周波電源２６に電気的に接続され得る。電位測定器４ｆは、高周波電源２６の電位を測定して第１の測定結果を生成し、この第１の測定結果を駆動回路４ｅに出力し得る。電位測定器４ｇは、下部電極１８及び駆動回路４ｅの間に電気的に接続され得る。電位測定器４ｇは、下部電極１８の電位を測定して第２の測定結果を生成し、この第２の測定結果を駆動回路４ｅに出力し得る。

【0044】

駆動回路４ｅは、上記の第１の測定結果及び第２の測定結果に基づいて、高周波電源２６の電位が下部電極１８の電位よりも高い場合にスイッチ素子４ｄを駆動して高周波電源２６及び下部電極１８の間の導通をオンにするように構成され得る。駆動回路４ｅは、上記の第１の測定結果及び第２の測定結果に基づいて、高周波電源２６の電位が下部電極１８の電位以下の場合にスイッチ素子４ｄを駆動して高周波電源２６及び下部電極１８の間の導通をオフにするように構成され得る。

【0045】

図６に示す回路部４を備えるプラズマ処理装置１は、図３に示す電力調節器５を更に備え得る。

【0046】

以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な追加、省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。

【0047】

以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。

【符号の説明】

【0048】

１…プラズマ処理装置、１０…チャンバ、１２Ｓ…側壁、１４…基板支持部、１８…下部電極、２０…上部電極、２２…ガス供給部、２６…高周波電源、３２…ガス供給部、４…回路部、４ａ…ダイオード、４ｂ…ツェナーダイオード、４ｃ…抵抗器、４ｄ…スイッチ素子、４ｅ…駆動回路、４ｆ…電位測定器、４ｇ…電位測定器、５…電力調節器、Ｗ…基板。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】