ホーム > 特許ランキング > 東京エレクトロン株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
特開2024-119243プラズマ処理装置、電源システム、及びプラズマ処理方法
(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】P2024119243
(43)【公開日】2024-09-03
(54)【発明の名称】プラズマ処理装置、電源システム、及びプラズマ処理方法
(51)【国際特許分類】
H05H 1/46 20060101AFI20240827BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20240827BHJP
【ＦＩ】
H05H1/46 R
H01L21/302 101B
H01L21/302 105Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023026007
(22)【出願日】2023-02-22
(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】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】玉虫 元
【テーマコード（参考）】
2G084
5F004
【Ｆターム（参考）】
2G084BB05
2G084CC12
2G084CC13
2G084CC15
2G084CC16
2G084CC17
2G084CC33
2G084DD02
2G084DD15
2G084DD24
2G084DD38
2G084DD53
2G084DD55
2G084FF15
2G084HH05
2G084HH21
2G084HH22
2G084HH23
2G084HH25
2G084HH28
2G084HH29
2G084HH56
5F004AA01
5F004BA09
5F004BA14
5F004BA20
5F004BB12
5F004BB13
5F004BB18
5F004BB22
5F004BB23
5F004BB25
5F004BB26
5F004BB29
5F004BC02
5F004BC03
5F004BC08
5F004CA03
5F004CA06
5F004CB05
5F004DB03
5F004DB07
5F004EA28
(57)【要約】
【課題】電気バイアスの波形周期内でロードパワーレベルを変更する技術を提供する。
【解決手段】
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、基板支持部、高周波電源、及びバイアス電源を含む。基板支持部は、チャンバ内に設けられている。高周波電源は、チャンバ内でガスからプラズマを生成するためにソース高周波電力を供給するように構成されている。バイアス電源は、基板支持部に電気的に結合されており、波形周期を有する電気バイアスを周期的に基板支持部に供給するように構成されている。高周波電源は、電気バイアスの波形周期内でソース高周波電力のソース周波数を調整してソース高周波電力のロードパワーレベルを変化させるように構成されている。
【選択図】図２
【解決手段】
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、基板支持部、高周波電源、及びバイアス電源を含む。基板支持部は、チャンバ内に設けられている。高周波電源は、チャンバ内でガスからプラズマを生成するためにソース高周波電力を供給するように構成されている。バイアス電源は、基板支持部に電気的に結合されており、波形周期を有する電気バイアスを周期的に基板支持部に供給するように構成されている。高周波電源は、電気バイアスの波形周期内でソース高周波電力のソース周波数を調整してソース高周波電力のロードパワーレベルを変化させるように構成されている。
【選択図】図２
【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た基板支持部と、
前記チャンバ内でガスからプラズマを生成するためにソース高周波電力を供給するように構成された高周波電源と、
前記基板支持部に電気的に結合されており、波形周期を有する電気バイアスを周期的に前記基板支持部に供給するように構成されたバイアス電源と、
を備え、
前記高周波電源は、前記電気バイアスの前記波形周期内で前記ソース高周波電力のソース周波数を調整して前記ソース高周波電力のロードパワーレベルを変化させるように構成されている、プラズマ処理装置。
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記チャンバ内でガスからプラズマを生成するためにソース高周波電力を供給するように構成された高周波電源と、
前記基板支持部に電気的に結合されており、波形周期を有する電気バイアスを周期的に前記基板支持部に供給するように構成されたバイアス電源と、
を備え、
前記高周波電源は、前記電気バイアスの前記波形周期内で前記ソース高周波電力のソース周波数を調整して前記ソース高周波電力のロードパワーレベルを変化させるように構成されている、プラズマ処理装置。
【請求項2】
前記高周波電源は、前記ソース周波数を調整して前記波形周期内で前記ロードパワーレベルをパルス状に変化させ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3】
前記波形周期は、第１の位相期間と該第１の位相期間に対して残り期間である第２の位相期間を含み、
前記高周波電源は、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも高くなるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整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。
前記高周波電源は、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも高くなるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整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4】
前記波形周期は、第１の位相期間と該第１の位相期間に対して残り期間である第２の位相期間を含み、
前記高周波電源は、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも高くなるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整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。
前記高周波電源は、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも高くなるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整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5】
前記波形周期は、第１の位相期間と該第１の位相期間に対して残り期間である第２の位相期間を含み、
前記高周波電源は、
第１の期間内で、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも高くなり、
前記第１の期間とは別の第２の期間内で、前記波形周期内の前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、該波形周期内の前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも低くなる、
ように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整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。
前記高周波電源は、
第１の期間内で、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも高くなり、
前記第１の期間とは別の第２の期間内で、前記波形周期内の前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、該波形周期内の前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも低くなる、
ように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整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6】
前記高周波電源は、
前記ソース周波数を有する高周波信号を発生するように構成された信号発生器と、
前記高周波信号を増幅して前記ソース高周波電力を発生するように構成された増幅器と、
を含み、
前記信号発生器は、指定されたパワーレベルを有する前記ソース高周波電力を該高周波電源において発生するよう前記ソース周波数に応じて前記高周波信号のパワーレベルを調整するように構成されている、請求項１～５の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
前記ソース周波数を有する高周波信号を発生するように構成された信号発生器と、
前記高周波信号を増幅して前記ソース高周波電力を発生するように構成された増幅器と、
を含み、
前記信号発生器は、指定されたパワーレベルを有する前記ソース高周波電力を該高周波電源において発生するよう前記ソース周波数に応じて前記高周波信号のパワーレベルを調整するように構成されている、請求項１～５の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項7】
前記電気バイアスは、前記波形周期の時間長と同じ長さの時間間隔で周期的に発生される電圧パルスであるか、前記波形周期の時間長の逆数であるバイアス周波数を有するバイアス高周波電力である、請求項１～５の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項8】
プラズマ処理装置のチャンバ内でガスからプラズマを生成するためにソース高周波電力を供給するように構成された高周波電源と、
前記チャンバ内に設けられた基板支持部に電気的に結合されており、波形周期を有する電気バイアスを周期的に前記基板支持部に供給するように構成されたバイアス電源と、
を備え、
前記高周波電源は、前記電気バイアスの前記波形周期内で前記ソース高周波電力のソース周波数を調整して前記ソース高周波電力のロードパワーレベルを変化させるように構成されている、電源システム。
前記チャンバ内に設けられた基板支持部に電気的に結合されており、波形周期を有する電気バイアスを周期的に前記基板支持部に供給するように構成されたバイアス電源と、
を備え、
前記高周波電源は、前記電気バイアスの前記波形周期内で前記ソース高周波電力のソース周波数を調整して前記ソース高周波電力のロードパワーレベルを変化させるように構成されている、電源システム。
【請求項9】
（ａ）プラズマ処理装置のチャンバ内でプラズマを生成するために高周波電源からソース高周波電力を供給する工程と、
（ｂ）前記チャンバ内に設けられた基板支持部上の基板に前記プラズマからイオンを引き込むために、バイアス電源から前記基板支持部に波形周期を有する電気バイアスを供給する工程と、
を含み、
前記（ａ）は、前記電気バイアスの前記波形周期内で前記ソース高周波電力のソース周波数を調整して前記ソース高周波電力のロードパワーレベルを変化させることを含む、プラズマ処理方法。
（ｂ）前記チャンバ内に設けられた基板支持部上の基板に前記プラズマからイオンを引き込むために、バイアス電源から前記基板支持部に波形周期を有する電気バイアスを供給する工程と、
を含み、
前記（ａ）は、前記電気バイアスの前記波形周期内で前記ソース高周波電力のソース周波数を調整して前記ソース高周波電力のロードパワーレベルを変化させることを含む、プラズマ処理方法。
【請求項10】
前記（ａ）は、前記ソース周波数を調整して前記波形周期内で前記ロードパワーレベルをパルス状に変化させることを含む、請求項９に記載のプラズマ処理方法。
【請求項11】
前記波形周期は、第１の位相期間と該第１の位相期間に対して残り期間である第２の位相期間を含み、
前記（ａ）は、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも高くなるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整することを含む、
請求項９に記載のプラズマ処理方法。
前記（ａ）は、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも高くなるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整することを含む、
請求項９に記載のプラズマ処理方法。
【請求項12】
前記波形周期は、第１の位相期間と該第１の位相期間に対して残り期間である第２の位相期間を含み、
前記（ａ）は、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも低くなるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整することを含む、
請求項９に記載のプラズマ処理方法。
前記（ａ）は、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも低くなるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整することを含む、
請求項９に記載のプラズマ処理方法。
【請求項13】
前記波形周期は、第１の位相期間と該第１の位相期間に対して残り期間である第２の位相期間を含み、
前記（ａ）は、
（ａ１）第１の期間内で、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも高くるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整ことと、
（ａ２）前記第１の期間とは別の第２の期間内で、前記波形周期内の前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、該波形周期内の前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも低くなるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整することと、
を含む、
請求項９に記載のプラズマ処理方法。
前記（ａ）は、
（ａ１）第１の期間内で、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも高くるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整ことと、
（ａ２）前記第１の期間とは別の第２の期間内で、前記波形周期内の前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、該波形周期内の前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも低くなるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整することと、
を含む、
請求項９に記載のプラズマ処理方法。
【請求項14】
前記基板は、第１の膜及び第２の膜を含み、前記第１の膜は、前記第２の膜上に設けられており、
前記（ａ１）において、前記第１の膜がエッチングされ、
前記（ａ２）において、前記第２の膜がエッチングされる、
請求項１３に記載のプラズマ処理方法。
前記（ａ１）において、前記第１の膜がエッチングされ、
前記（ａ２）において、前記第２の膜がエッチングされる、
請求項１３に記載のプラズマ処理方法。
【請求項15】
前記第１の膜は、シリコン窒化膜であり、
前記第２の膜は、シリコン酸化膜である、
請求項１４に記載のプラズマ処理方法。
前記第２の膜は、シリコン酸化膜である、
請求項１４に記載のプラズマ処理方法。
【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、電源システム、及びプラズマ処理方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
プラズマ処理装置が、基板に対するプラズマ処理において用いられている。プラズマ処理装置では、チャンバ内で生成されたプラズマからイオンを基板に引き込むために、バイアス高周波電力が用いられる。下記の特許文献１は、バイアス高周波電力のパワーレベル及び周波数を変調するプラズマ処理装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００９－２４６０９１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、電気バイアスの波形周期内でロードパワーレベルを変更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、基板支持部、高周波電源、及びバイアス電源を含む。基板支持部は、チャンバ内に設けられている。高周波電源は、チャンバ内でガスからプラズマを生成するためにソース高周波電力を供給するように構成されている。バイアス電源は、基板支持部に電気的に結合されており、波形周期を有する電気バイアスを周期的に基板支持部に供給するように構成されている。高周波電源は、電気バイアスの波形周期内でソース高周波電力のソース周波数を調整してソース高周波電力のロードパワーレベルを変化させ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、波形周期内でのソース周波数の調整により電気バイアスの波形周期内でロードパワーレベルが変更される。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】プラズマ処理システムの構成例を説明するための図である。
【図2】容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。
【図4】一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置に関連するタイミングチャートである。
【図5】一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置に関連するタイミングチャートである。
【図6】一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置に関連するタイミングチャートである。
【図7】一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置に関連するタイミングチャートである。
【図8】一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
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。
【0009】
図１は、プラズマ処理システムの構成例を説明するための図である。一実施形態において、プラズマ処理システムは、プラズマ処理装置１及び制御部２を含む。プラズマ処理システムは、基板処理システムの一例であり、プラズマ処理装置１は、基板処理装置の一例である。プラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、基板支持部１１及びプラズマ生成部１２を含む。プラズマ処理チャンバ１０は、プラズマ処理空間を有する。また、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。ガス供給口は、後述するガス供給部２０に接続され、ガス排出口は、後述する排気システム４０に接続される。基板支持部１１は、プラズマ処理空間内に配置され、基板を支持するための基板支持面を有する。
【0010】
プラズマ生成部１２は、プラズマ処理空間内に供給された少なくとも１つ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：ＣａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）、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。
【0011】
制御部２は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置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２は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置１の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部２の一部又は全てがプラズマ処理装置１に含まれてもよい。制御部２は、処理部２ａ１、記憶部２ａ２及び通信インターフェース２ａ３を含んでもよい。制御部２は、例えばコンピュータ２ａにより実現される。処理部２ａ１は、記憶部２ａ２からプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部２ａ２に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部２ａ２に格納され、処理部２ａ１によって記憶部２ａ２から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータ２ａに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、通信インターフェース２ａ３に接続されている通信回線であってもよい。処理部２ａ１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）又はＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）のようなプログラム可能なロジックデバイスであってもよい。記憶部２ａ２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もよい。通信インターフェース２ａ３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信回線を介してプラズマ処理装置１との間で通信してもよい。
【0012】
以下に、プラズマ処理装置１の一例としての容量結合型のプラズマ処理装置の構成例について説明する。図２は、容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。
【0013】
容量結合型のプラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源システム３０及び排気システム４０を含む。また、プラズマ処理装置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は接地される。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０の筐体とは電気的に絶縁される。
【0014】
基板支持部１１は、本体部１１１及びリングアセンブリ１１２を含む。本体部１１１は、基板Ｗを支持するための中央領域１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域１１１ｂとを有する。ウェハは基板Ｗの一例である。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。従って、中央領域１１１ａは、基板Ｗを支持するための基板支持面とも呼ばれ、環状領域１１１ｂは、リングアセンブリ１１２を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。
【0015】
一実施形態において、本体部１１１は、基台１１１０及び静電チャック１１１１を含む。基台１１１０は、導電性部材を含む。静電チャック１１１１は、基台１１１０の上に配置される。静電チャック１１１１は、セラミック部材１１１１ａとセラミック部材１１１１ａ内に配置される静電電極１１１１ｂとを含む。セラミック部材１１１１ａは、中央領域１１１ａを有する。一実施形態において、セラミック部材１１１１ａは、環状領域１１１ｂも有する。なお、環状静電チャックや環状絶縁部材のような、静電チャック１１１１を囲む他の部材が環状領域１１１ｂを有してもよい。この場合、リングアセンブリ１１２は、環状静電チャック又は環状絶縁部材の上に配置されてもよく、静電チャック１１１１と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。
【0016】
リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。一実施形態において、１又は複数の環状部材は、１又は複数のエッジリングと少なくとも１つのカバーリングとを含む。エッジリングは、導電性材料又は絶縁材料で形成され、カバーリングは、絶縁材料で形成される。
【0017】
また、基板支持部１１は、静電チャック１１１１、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もよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路１１１０ａ、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路１１１０ａには、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。一実施形態において、流路１１１０ａが基台１１１０内に形成され、１又は複数のヒータが静電チャック１１１１のセラミック部材１１１１ａ内に配置される。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と中央領域１１１ａとの間の間隙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もよい。
【0018】
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、少なくとも１つの上部電極を含む。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）を含んでもよい。
【0019】
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を含んでもよい。一実施形態において、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もよい。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少なくとも１つの流量変調デバイスを含んでもよい。
【0020】
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もよい。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もよい。
【0021】
電源システム３０は、高周波電源３１及びバイアス電源３２を含む。高周波電源３１は、一実施形態のプラズマ生成部１２を構成する。高周波電源３１は、ソース高周波電力ＨＦを発生するように構成されている。ソース高周波電力ＨＦは、ソース周波数ｆＳを有する。即ち、ソース高周波電力ＨＦは、その周波数がソース周波数ｆＳである正弦波状の波形を有する。ソース周波数ｆＳは、１０ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数であり得る。
【0022】
高周波電源３１は、整合器３３を介して高周波電極に電気的に接続されており、ソース高周波電力ＨＦを高周波電極に供給するように構成されている。高周波電極は、基板支持部１１内に設けられていてもよい。高周波電極は、基台１１１０の導電性部材又はセラミック部材１１１１ａ内に設けられた少なくとも一つの電極であってもよい。或いは、高周波電極は、上部電極であってもよい。ソース高周波電力ＨＦが高周波電極に供給されると、チャンバ１０内のガスからプラズマが生成される。
【0023】
整合器３３は、可変インピーダンスを有する。整合器３３の可変インピーダンスは、ソース高周波電力ＨＦの負荷からの反射を低減するよう、設定される。整合器３３は、例えば制御部２によって制御され得る。
【0024】
一実施形態において、高周波電源３１は、信号発生器３１ｇ、Ｄ／Ａ変換器３１ｃ、及び増幅器３１ａを含んでいてもよい。信号発生器３１ｇは、ソース周波数ｆＳを有する高周波信号を発生する。信号発生器３１ｇは、プログラム可能なプロセッサ又はＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）のようなプログラム可能なロジックデバイスから構成されていてもよい。
【0025】
信号発生器３１ｇの出力は、Ｄ／Ａ変換器３１ｃの入力に接続されている。Ｄ／Ａ変換器３１ｃは、信号発生器３１ｇからの高周波信号をアナログ信号に変換する。Ｄ／Ａ変換器３１ｃの出力は、増幅器３１ａの入力に接続されている。増幅器３１ａは、Ｄ／Ａ変換器３１ｃからのアナログ信号を増幅して、ソース高周波電力ＨＦを生成する。増幅器３１ａの増幅率は、制御部２から高周波電源３１に指定される。なお、高周波電源３１は、Ｄ／Ａ変換器３１ｃを含んでいなくてもよい。この場合には、信号発生器３１ｇの出力は、増幅器３１ａの入力に接続され、増幅器３１ａは、信号発生器３１ｇからの高周波信号を増幅して、ソース高周波電力ＨＦを生成する。
【0026】
バイアス電源３２は、基板支持部１１に電気的に結合されている。バイアス電源３２は、基板支持部１１内のバイアス電極に電気的に接続されており、電気バイアスＥＢをバイアス電極に供給するように構成されている。バイアス電極は、基台１１１０の導電性部材又はセラミック部材１１１１ａ内に設けられた少なくとも一つの電極であってもよい。バイアス電極は、高周波電極と共通であってもよい。電気バイアスＥＢがバイアス電極に供給されると、プラズマからのイオンが基板Ｗに引き付けられる。
【0027】
以下、図２と共に図３（ａ）及び図３の（ｂ）を参照する。図３（ａ）及び図３の（ｂ）の各々は、電気バイアスの波形の例を示す図である。バイアス電源３２は、波形周期ＣＹを有する電気バイアスＥＢをバイアス電極に周期的に与えるように構成されている。即ち、電気バイアスＥＢは、波形周期ＣＹの繰り返しである複数の波形周期ＣＹの各々においてバイアス電極に与えられる。波形周期ＣＹは、バイアス周波数で規定される。バイアス周波数は、例えば５０ｋＨｚ以上、２７ＭＨｚ以下の周波数である。波形周期ＣＹの時間長は、バイアス周波数の逆数である。
【0028】
図３の（ａ）に示すように、電気バイアスＥＢは、バイアス周波数を有するバイアス高周波電力ＬＦであってもよい。即ち、電気バイアスＥＢは、その周波数がバイアス周波数である正弦波状の波形を有していてもよい。この場合には、バイアス電源３２は、整合器３４を介して、バイアス電極に電気的に接続される。整合器３４の可変インピーダンスは、バイアス高周波電力ＬＦの負荷からの反射を低減するよう、設定される。
【0029】
或いは、図３の（ｂ）に示すように、電気バイアスＥＢは、電圧パルスＶＰを含んでいてもよい。電圧パルスＶＰは、波形周期ＣＹ内においてバイアス電極に印加される。電圧パルスＶＰは、波形周期ＣＹの時間長と同じ長さの時間間隔で周期的にバイアス電極に印加される。電圧パルスＶＰの波形は、矩形波、三角波、又は任意の波形であり得る。電圧パルスＶＰの電圧の極性は、基板Ｗとプラズマとの間に電位差を生じさせてプラズマからのイオンを基板Ｗに引き込むことができるように設定される。電圧パルスＶＰは、基板Ｗの電位が負電位である期間を波形周期ＣＹが含むようにバイアス電極に印加される。バイアス電極に印加される電圧パルスＶＰは、負電位を有してもよく、正電位を有してもよく、或いは、正の電位と負の電位との間で変化する電位を有していてもよい。電圧パルスＶＰは、負の電圧のパルス又は負の直流電圧のパルスであってもよい。なお、電気バイアスＥＢが電圧パルスＶＰである場合には、プラズマ処理装置１は整合器３４を備えていなくてもよい。
【0030】
図２に示すように、プラズマ処理装置１は、センサ３５及び／又はセンサ３６を更に備えていてもよい。センサ３５は、ソース高周波電力ＨＦの負荷からの反射波のパワーレベルＰｒを測定するように構成されている。センサ３５は、例えば方向性結合器を含む。方向性結合器は、高周波電源３１と整合器３３との間に設けられていてもよい。センサ３５は、ソース高周波電力ＨＦの進行波のパワーレベルＰｆを更に測定するように構成されていてもよい。センサ３５によって測定された反射波のパワーレベルＰｒは、高周波電源３１に通知される。加えて、進行波のパワーレベルＰｆが、センサ３５から高周波電源３１に通知されてもよい。センサ３５は、反射率、即ち、Ｐｒ／Ｐｆを高周波電源３１に通知してもよい。反射率は、高周波電源３１においてパワーレベルＰｆ及びパワーレベルＰｒから特定されてもよい。センサ３５は、ロードパワーレベルＰＬ、即ち、（Ｐｆ－Ｐｒ）を高周波電源３１に通知してもよい。ロードパワーレベルＰＬは、パワーレベルＰｆ及びパワーレベルＰｒから高周波電源３１において特定されてもよい。
【0031】
センサ３６は、電圧センサ及び電流センサを含む。センサ３６は、高周波電源３１と高周波電極とを互いに接続する給電路における電圧ＶＳ及び電流ＩＳを測定するように構成されている。ソース高周波電力ＨＦは、この給電路を経由して高周波電極に供給される。センサ３６は、高周波電源３１と整合器３３との間に設けられていてもよい。電圧ＶＳ及び電流ＩＳは、高周波電源３１に通知される。センサ３６は、電圧ＶＳ及び電流ＩＳから特定した高周波電源３１の負荷のインピーダンスＺＬを高周波電源３１に通知してもよい。インピーダンスＺＬは、高周波電源３１において電圧ＶＳ及び電流ＩＳから特定されてもよい。センサ３６は、電圧ＶＳ及び電流ＩＳから特定した位相差θを高周波電源３１に通知してもよい。位相差θは、高周波電源３１において電圧ＶＳ及び電流ＩＳから特定されてもよい。センサ３６は、電圧ＶＳ及び電流ＩＳから特定した反射係数Γを高周波電源３１に通知してもよい。反射係数Γは、高周波電源３１において電圧ＶＳ及び電流ＩＳから特定されてもよい。
【0032】
以下、図２と共に図４～図７を参照する。図４～図７の各々は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置に関連するタイミングチャートである。図４～図７の各々は、電気バイアスＥＢ、ソース周波スｆＳ、反射波のパワーレベルＰｒ、及びロードパワーレベルＰＬの時間変化の例を示している。
【0033】
図４～図７に示すように、高周波電源３１は、波形周期ＣＹ内の各位相でのソース周波数ｆＳを調整するように構成されている。ソース周波数ｆＳは、高周波電源３１において決定され得る。ソース周波数ｆＳは、高周波電源３１の信号発生器３１ｇにおいて決定されてもよい。以下の説明では、ソース周波数ｆＳの決定に関連する処理が、高周波電源３１において行われる例について説明する。しかしながら、当該処理は、信号発生器３１ｇとは別の電源制御部において決定されてもよい。電源制御部は、高周波電源３１内に設けられていてもよく、高周波電源３１の外部に設けられていてもよい。電源制御部は、制御部２であってもよい。
【0034】
図４～図７に示すように、波形周期ＣＹは、第１の位相期間ＰＮ及び第２の位相期間ＰＰを含む。第１の位相期間ＰＮは、波形周期ＣＹ内の一部期間である。一実施形態において、第１の位相期間ＰＮは、基板支持部１１上に載置された基板Ｗの電位が負の電位である期間であってもよい。別の実施形態において、第１の位相期間ＰＮは、基板Ｗの電位が波形周期ＣＹ内の基板Ｗの平均電位より低い期間であってもよい。第２の位相期間ＰＰは、波形周期ＣＹ内の第１の位相期間ＰＮ以外の期間である。第１の位相期間ＰＮ及び第２の位相期間ＰＰの各々は、波形周期ＣＹ内で予め定められていてもよい。或いは、第１の位相期間ＰＮ及び第２の位相期間ＰＰは、センサによって取得される下部電極の電位から高周波電源３１において特定されてもよい。
【0035】
図４の例において、高周波電源３１は、波形周期ＣＹ内の各位相でのソース高周波電力ＨＦの反射の度合いを低く保つように、波形周期ＣＹ内の各位相でのソース周波数ｆＳを調整することができる。即ち、図４の例において、高周波電源３１は、波形周期ＣＹ内の各位相でのソース周波数ｆＳを整合周波数に設定している。図４の例において、高周波電源３１は、波形周期ＣＹ内の各位相でのパワーレベルＰｒ、反射率、インピーダンスＺＬ、位相差θ、又は反射係数Γとして特定される反射の度合いを低減させるように、波形周期ＣＹの繰り返しにおいて各位相でのソース周波数ｆＳを最適化してもよい。なお、図４の例では、第１の位相期間ＰＮ及び第２の位相期間ＰＰの各々において、ソース周波数ｆＳ、即ち整合周波数は一定である。しかしながら、第１の位相期間ＰＮ及び第２の位相期間ＰＰの各々において、整合周波数は、変化してもよい。
【0036】
一実施形態において、高周波電源３１は、波形周期ＣＹ内のソース周波数ｆＳを調整して、ソース高周波電力ＨＦのロードパワーレベルＰＬを変化させるように構成されている。図５～図７に示すように、高周波電源３１は、波形周期ＣＹ内のソース周波数ｆＳを調整して、ロードパワーレベルＰＬをパルス状に変化させるように構成されていてもよい。
【0037】
図５の例において、高周波電源３１は、第１の位相期間ＰＮにおけるロードパワーレベルＰＬが、第２の位相期間ＰＰにおけるロードパワーレベルＰＬよりも高くなるように、波形周期ＣＹ内でソース周波数ｆＳを調整するように構成されている。このため、第２の位相期間ＰＰにおけるソース周波数ｆＳは、第２の位相期間ＰＰにおける反射波のパワーレベルＰｒが第１の位相期間ＰＮにおけるパワーレベルＰｒよりも高くなるよう、整合周波数とは異なる周波数に設定される。図５の例において、第１の位相期間ＰＮにおけるソース周波数ｆＳは、整合周波数に設定されてもよい。
【0038】
図５の例では、第１の位相期間ＰＮは、基板支持部１１上でのシース（プラズマシース）が厚い期間である。図５の例では、第１の位相期間ＰＮにおいて、ロードパワーレベルＰＬが比較的高くなる。したがって、プラズマ密度分布の均一性が改善され、プラズマ処理の面内均一性が改善される。
【0039】
図６の例において、高周波電源３１は、第２の位相期間ＰＰにおけるロードパワーレベルＰＬが、第１の位相期間ＰＮにおけるロードパワーレベルＰＬよりも高くなるように、波形周期ＣＹ内でソース周波数ｆＳを調整するように構成されている。このため、第１の位相期間ＰＮにおけるソース周波数ｆＳは、第１の位相期間ＰＮにおける反射波のパワーレベルＰｒが第２の位相期間ＰＰにおけるパワーレベルＰｒよりも高くなるよう、整合周波数とは異なる周波数に設定される。図６の例において、第２の位相期間ＰＰにおけるソース周波数ｆＳは、整合周波数に設定されてもよい。
【0040】
図６の例では、第２の位相期間ＰＰは、基板支持部１１上でのシース（プラズマシース）が薄い期間である。図６の例では、第２の位相期間ＰＰにおいて、ロードパワーレベルＰＬが比較的高くなる。したがって、プラズマ生成効率が改善されて、高いプラズマ処理レート（例えば、エッチングレート）が得られる。
【0041】
図７の例において、高周波電源３１は、第１の期間Ｐ１内の波形周期ＣＹにおいては、図５の例と同様にソース周波数ｆＳを調整する。また、高周波電源３１は、第２の期間Ｐ２内の波形周期ＣＹにおいては、図６の例と同様にソース周波数ｆＳを調整する。第２の期間Ｐ２は、第１の期間Ｐ１の後の期間である。
【0042】
別の例においては、高周波電源３１は、第１の期間Ｐ１内の波形周期ＣＹにおいては、図６の例と同様にソース周波数ｆＳを調整し、第２の期間Ｐ２内の波形周期ＣＹにおいては、図５の例と同様にソース周波数ｆＳを調整してもよい。
【0043】
図５～図７の各例及び上記の別の例の各々において、第１の位相期間ＰＮ及び第２の位相期間ＰＰの各々におけるソース周波数ｆＳは、予め定められていてもよい。或いは、高周波電源３１は、第１の位相期間ＰＮ及び第２の位相期間ＰＰの各々における各位相でのロードパワーレベルＰＬを指定されたパワーレベルに調整するよう、波形周期ＣＹの繰り返しにおいて各位相でのソース周波数ｆＳを調整してもよい。なお、図５～図７の各例では、第１の位相期間ＰＮ及び第２の位相期間ＰＰの各々において、ソース周波数ｆＳは一定である。しかしながら、第１の位相期間ＰＮ及び第２の位相期間ＰＰの各々において、ソース周波数ｆＳは変化してもよい。
【0044】
以上説明したように、プラズマ処理装置１は、波形周期ＣＹ内でのソース周波数ｆＳの調整により、電気バイアスＥＢの波形周期ＣＹ内でロードパワーレベルＰＬを変更することが可能である。また、プラズマ処理装置１は、ソース周波数ｆＳの調整によりロードパワーレベルＰＬを変更することが可能であるので、低コストの増幅器３１ａを用いることが可能である。
【0045】
一実施形態において、信号発生器３１ｇは、指定されたパワーレベルを有するソース高周波電力ＨＦを高周波電源３１において発生するよう、ソース周波数ｆＳに応じて高周波信号のパワーレベル（又は信号レベル）を調整するように構成されていてもよい。増幅器３１ａの増幅率は周波数特性を有することがある。この場合には、信号発生器３１ｇは、波形周期ＣＹ内の各位相でのソース周波数ｆＳに応じた増幅器３１ａの増幅率の下で、指定されたパワーレベルを有するソース高周波電力ＨＦを高周波電源３１において発生するよう、高周波信号のパワーレベルを調整する。
【0046】
以下、図８を参照して、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法について説明する。図８は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法の流れ図である。以下では、プラズマ処理装置１を用いる場合を例にとって、図８に示すプラズマ処理方法（以下、「方法ＭＴ」という）について説明する。方法ＭＴは、プラズマ処理装置１における各部に対する制御部２による制御により行われ得る。なお、方法ＭＴは、他のプラズマ処理装置において行われてもよい。
【0047】
図８に示すように、方法ＭＴは、工程ＳＴａ及び工程ＳＴｂを含んでいる。工程ＳＴａでは、プラズマ処理装置１のチャンバ１０内でプラズマを生成するために、高周波電源３１からソース高周波電力ＨＦが供給される。工程ＳＴａが行われているときには、ガス供給部２０から処理ガスがチャンバ１０内に供給される。また、チャンバ１０内の圧力が、指定された圧力に排気システム４０によって調整される。
【0048】
工程ＳＴｂでは、基板支持部１１上の基板Ｗにプラズマからイオンを引き込むために、電気バイアスＥＢがバイアス電源３２から基板支持部１１に周期的に供給される。
【0049】
工程ＳＴａは、波形周期ＣＹ内でソース周波数ｆＳを調整してソース高周波電力ＨＦのロードパワーレベルＰＬを変化させることを含む。一実施形態において、工程ＳＴａは、ソース周波数ｆＳを調整して波形周期ＣＹ内でロードパワーレベルＰＬをパルス状に変化させることを含んでいてもよい。
【0050】
一実施形態において、工程ＳＴａは、図５に示すように、第１の位相期間ＰＮにおけるロードパワーレベルＰＬが第２の位相期間ＰＰにおけるロードパワーレベルＰＬよりも高くなるように、波形周期ＣＹ内でソース周波数ｆＳを調整することを含んでいてもよい。
【0051】
別の実施形態において、工程ＳＴａは、図６に示すように、第２の位相期間ＰＰにおけるロードパワーレベルＰＬが、第１の位相期間ＰＮにおけるロードパワーレベルＰＬよりも高くなるように、波形周期ＣＹ内でソース周波数ｆＳを調整することを含んでいてもよい。
【0052】
更に別の実施形態において、工程ＳＴａは、図７に示すように、第１の期間Ｐ１内の波形周期ＣＹでは、図５の例と同様にソース周波数ｆＳを調整し、第２の期間Ｐ２内の波形周期ＣＹでは、図６の例と同様にソース周波数ｆＳを調整することを含んでいてもよい。更に別の実施形態において、工程ＳＴａは、第１の期間Ｐ１内の波形周期ＣＹでは、図６の例と同様にソース周波数ｆＳを調整し、第２の期間Ｐ２内の波形周期ＣＹでは、図５の例と同様にソース周波数ｆＳを調整することを含んでいてもよい。
【0053】
図９の（ａ）～図９の（ｃ）の各々は、一例の基板の部分拡大断面図である。方法ＭＴは、図９の（ａ）に示す基板Ｗに適用されてもよい。図９の（ａ）に示す基板Ｗは、第１の膜Ｆ１及び第２の膜Ｆ２を含んでいる。基板Ｗは、マスクＭＫ及び下地領域ＵＲを更に含んでいてもよい。第２の膜Ｆ２は、下地領域ＵＲ上に設けられている。第１の膜Ｆ１は、第２の膜Ｆ２上に設けられている。マスクＭＫは、第１の膜Ｆ１上に設けられている。マスクＭＫは、第１の膜Ｆ１に転写されるパターンを有している。即ち、マスクＭＫは、開口を提供している。
【0054】
第１の膜Ｆ１及び第２の膜Ｆ２は、互いに異なる材料から形成されていてもよい。第１の膜Ｆ１及び第２の膜Ｆ２は、互いに異なるシリコン含有膜であってもよい。第１の膜Ｆ１及び第２の膜Ｆ２は、互いに異なる誘電体膜であってもよい。一例では、第１の膜Ｆ１はシリコン窒化膜であり、第２の膜Ｆ２はシリコン酸化膜である。
【0055】
方法ＭＴでは、図９の（ｂ）に示すように、第１の期間Ｐ１において第１の膜Ｆ１がエッチングされてもよい。第１の期間Ｐ１においては、図５に示すように波形周期ＣＹ内でロードパワーレベルＰＬが調整されるので、第１の膜Ｆ１が高い面内均一性でエッチングされ得る。また、図９の（ｃ）に示すように、第２の期間Ｐ２において第２の膜Ｆ２がエッチングされてもよい。第２の期間Ｐ２においては、図６に示すように波形周期ＣＹ内でロードパワーレベルＰＬが調整されるので、第２の膜Ｆ２が高いエッチングレートでエッチングされ得る。
【0056】
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。
【0057】
ここで、本開示に含まれる種々の例示的実施形態を、以下の［Ｅ１］～［Ｅ１５］に記載する。
【0058】
［Ｅ１］
チャンバと、
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記チャンバ内でガスからプラズマを生成するためにソース高周波電力を供給するように構成された高周波電源と、
前記基板支持部に電気的に結合されており、波形周期を有する電気バイアスを周期的に前記基板支持部に供給するように構成されたバイアス電源と、
を備え、
前記高周波電源は、前記電気バイアスの前記波形周期内で前記ソース高周波電力のソース周波数を調整して前記ソース高周波電力のロードパワーレベルを変化させるように構成されている、プラズマ処理装置。
チャンバと、
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記チャンバ内でガスからプラズマを生成するためにソース高周波電力を供給するように構成された高周波電源と、
前記基板支持部に電気的に結合されており、波形周期を有する電気バイアスを周期的に前記基板支持部に供給するように構成されたバイアス電源と、
を備え、
前記高周波電源は、前記電気バイアスの前記波形周期内で前記ソース高周波電力のソース周波数を調整して前記ソース高周波電力のロードパワーレベルを変化させるように構成されている、プラズマ処理装置。
【0059】
［Ｅ２］
前記高周波電源は、前記ソース周波数を調整して前記波形周期内で前記ロードパワーレベルをパルス状に変化させるように構成されている、Ｅ１に記載のプラズマ処理装置。
前記高周波電源は、前記ソース周波数を調整して前記波形周期内で前記ロードパワーレベルをパルス状に変化させるように構成されている、Ｅ１に記載のプラズマ処理装置。
【0060】
［Ｅ３］
前記波形周期は、第１の位相期間と該第１の位相期間に対して残り期間である第２の位相期間を含み、
前記高周波電源は、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも高くなるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整するように構成されている、
Ｅ１又はＥ２に記載のプラズマ処理装置。
前記波形周期は、第１の位相期間と該第１の位相期間に対して残り期間である第２の位相期間を含み、
前記高周波電源は、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも高くなるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整するように構成されている、
Ｅ１又はＥ２に記載のプラズマ処理装置。
【0061】
［Ｅ４］
前記波形周期は、第１の位相期間と該第１の位相期間に対して残り期間である第２の位相期間を含み、
前記高周波電源は、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも高くなるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整するように構成されている、
Ｅ１又はＥ２に記載のプラズマ処理装置。
前記波形周期は、第１の位相期間と該第１の位相期間に対して残り期間である第２の位相期間を含み、
前記高周波電源は、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも高くなるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整するように構成されている、
Ｅ１又はＥ２に記載のプラズマ処理装置。
【0062】
［Ｅ５］
前記波形周期は、第１の位相期間と該第１の位相期間に対して残り期間である第２の位相期間を含み、
前記高周波電源は、
第１の期間内で、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも高くなり、
前記第１の期間とは別の第２の期間内で、前記波形周期内の前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、該波形周期内の前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも低くなる、
ように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整するように構成されている、
Ｅ１又はＥ２に記載のプラズマ処理装置。
前記波形周期は、第１の位相期間と該第１の位相期間に対して残り期間である第２の位相期間を含み、
前記高周波電源は、
第１の期間内で、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも高くなり、
前記第１の期間とは別の第２の期間内で、前記波形周期内の前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、該波形周期内の前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも低くなる、
ように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整するように構成されている、
Ｅ１又はＥ２に記載のプラズマ処理装置。
【0063】
［Ｅ６］
前記高周波電源は、
前記ソース周波数を有する高周波信号を発生するように構成された信号発生器と、
前記高周波信号を増幅して前記ソース高周波電力を発生するように構成された増幅器と、
を含み、
前記信号発生器は、指定されたパワーレベルを有する前記ソース高周波電力を該高周波電源において発生するよう前記ソース周波数に応じて前記高周波信号のパワーレベルを調整するように構成されている、Ｅ１～Ｅ５の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
前記高周波電源は、
前記ソース周波数を有する高周波信号を発生するように構成された信号発生器と、
前記高周波信号を増幅して前記ソース高周波電力を発生するように構成された増幅器と、
を含み、
前記信号発生器は、指定されたパワーレベルを有する前記ソース高周波電力を該高周波電源において発生するよう前記ソース周波数に応じて前記高周波信号のパワーレベルを調整するように構成されている、Ｅ１～Ｅ５の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【0064】
［Ｅ７］
前記電気バイアスは、前記波形周期の時間長と同じ長さの時間間隔で周期的に発生される電圧パルスであるか、前記波形周期の時間長の逆数であるバイアス周波数を有するバイアス高周波電力である、Ｅ１～Ｅ６の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
前記電気バイアスは、前記波形周期の時間長と同じ長さの時間間隔で周期的に発生される電圧パルスであるか、前記波形周期の時間長の逆数であるバイアス周波数を有するバイアス高周波電力である、Ｅ１～Ｅ６の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【0065】
［Ｅ８］
プラズマ処理装置のチャンバ内でガスからプラズマを生成するためにソース高周波電力を供給するように構成された高周波電源と、
前記チャンバ内に設けられた基板支持部に電気的に結合されており、波形周期を有する電気バイアスを周期的に前記基板支持部に供給するように構成されたバイアス電源と、
を備え、
前記高周波電源は、前記電気バイアスの前記波形周期内で前記ソース高周波電力のソース周波数を調整して前記ソース高周波電力のロードパワーレベルを変化させるように構成されている、電源システム。
プラズマ処理装置のチャンバ内でガスからプラズマを生成するためにソース高周波電力を供給するように構成された高周波電源と、
前記チャンバ内に設けられた基板支持部に電気的に結合されており、波形周期を有する電気バイアスを周期的に前記基板支持部に供給するように構成されたバイアス電源と、
を備え、
前記高周波電源は、前記電気バイアスの前記波形周期内で前記ソース高周波電力のソース周波数を調整して前記ソース高周波電力のロードパワーレベルを変化させるように構成されている、電源システム。
【0066】
［Ｅ９］
（ａ）プラズマ処理装置のチャンバ内でプラズマを生成するために高周波電源からソース高周波電力を供給する工程と、
（ｂ）前記チャンバ内に設けられた基板支持部上の基板に前記プラズマからイオンを引き込むために、バイアス電源から前記基板支持部に波形周期を有する電気バイアスを供給する工程と、
を含み、
前記（ａ）は、前記電気バイアスの前記波形周期内で前記ソース高周波電力のソース周波数を調整して前記ソース高周波電力のロードパワーレベルを変化させることを含む、プラズマ処理方法。
（ａ）プラズマ処理装置のチャンバ内でプラズマを生成するために高周波電源からソース高周波電力を供給する工程と、
（ｂ）前記チャンバ内に設けられた基板支持部上の基板に前記プラズマからイオンを引き込むために、バイアス電源から前記基板支持部に波形周期を有する電気バイアスを供給する工程と、
を含み、
前記（ａ）は、前記電気バイアスの前記波形周期内で前記ソース高周波電力のソース周波数を調整して前記ソース高周波電力のロードパワーレベルを変化させることを含む、プラズマ処理方法。
【0067】
［Ｅ１０］
前記（ａ）は、前記ソース周波数を調整して前記波形周期内で前記ロードパワーレベルをパルス状に変化させることを含む、Ｅ９に記載のプラズマ処理方法。
前記（ａ）は、前記ソース周波数を調整して前記波形周期内で前記ロードパワーレベルをパルス状に変化させることを含む、Ｅ９に記載のプラズマ処理方法。
【0068】
［Ｅ１１］
前記波形周期は、第１の位相期間と該第１の位相期間に対して残り期間である第２の位相期間を含み、
前記（ａ）は、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも高くなるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整することを含む、
Ｅ９又はＥ１０に記載のプラズマ処理方法。
前記波形周期は、第１の位相期間と該第１の位相期間に対して残り期間である第２の位相期間を含み、
前記（ａ）は、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも高くなるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整することを含む、
Ｅ９又はＥ１０に記載のプラズマ処理方法。
【0069】
［Ｅ１２］
前記波形周期は、第１の位相期間と該第１の位相期間に対して残り期間である第２の位相期間を含み、
前記（ａ）は、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも低くなるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整することを含む、
Ｅ９又はＥ１０に記載のプラズマ処理方法。
前記波形周期は、第１の位相期間と該第１の位相期間に対して残り期間である第２の位相期間を含み、
前記（ａ）は、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも低くなるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整することを含む、
Ｅ９又はＥ１０に記載のプラズマ処理方法。
【0070】
［Ｅ１３］
前記波形周期は、第１の位相期間と該第１の位相期間に対して残り期間である第２の位相期間を含み、
前記（ａ）は、
（ａ１）第１の期間内で、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも高くるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整ことと、
（ａ２）前記第１の期間とは別の第２の期間内で、前記波形周期内の前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、該波形周期内の前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも低くなるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整することと、
を含む、
Ｅ９又はＥ１０に記載のプラズマ処理方法。
前記波形周期は、第１の位相期間と該第１の位相期間に対して残り期間である第２の位相期間を含み、
前記（ａ）は、
（ａ１）第１の期間内で、前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも高くるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整ことと、
（ａ２）前記第１の期間とは別の第２の期間内で、前記波形周期内の前記第１の位相期間における前記ロードパワーレベルが、該波形周期内の前記第２の位相期間における前記ロードパワーレベルよりも低くなるように、前記波形周期内で前記ソース周波数を調整することと、
を含む、
Ｅ９又はＥ１０に記載のプラズマ処理方法。
【0071】
［Ｅ１４］
前記基板は、第１の膜及び第２の膜を含み、前記第１の膜は、前記第２の膜上に設けられており、
前記（ａ１）において、前記第１の膜がエッチングされ、
前記（ａ２）において、前記第２の膜がエッチングされる、
Ｅ１３に記載のプラズマ処理方法。
前記基板は、第１の膜及び第２の膜を含み、前記第１の膜は、前記第２の膜上に設けられており、
前記（ａ１）において、前記第１の膜がエッチングされ、
前記（ａ２）において、前記第２の膜がエッチングされる、
Ｅ１３に記載のプラズマ処理方法。
【0072】
［Ｅ１５］
前記第１の膜は、シリコン窒化膜であり、
前記第２の膜は、シリコン酸化膜である、
Ｅ１４に記載のプラズマ処理方法。
前記第１の膜は、シリコン窒化膜であり、
前記第２の膜は、シリコン酸化膜である、
Ｅ１４に記載のプラズマ処理方法。
【0073】
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】
【0074】
１…プラズマ処理装置、１０…チャンバ、１１…基板支持部、３１…高周波電源、３２…バイアス電源。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】