特開 2024-163161 クリーニング方法及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】P2024163161

(43)【公開日】2024-11-21

(54)【発明の名称】クリーニング方法及びプラズマ処理装置

(51)【国際特許分類】

   H05H 1/46 20060101AFI20241114BHJP

【ＦＩ】

H05H1/46 M

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024148493

(22)【出願日】2024-08-30

(62)【分割の表示】P 2023101798の分割

【原出願日】2017-08-18

(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】永海 幸一

(72)【発明者】

【氏名】藤原 一延

(72)【発明者】

【氏名】大下 辰郎

(72)【発明者】

【氏名】道菅 隆

(72)【発明者】

【氏名】丸山 幸児

(72)【発明者】

【氏名】永関 一也

(72)【発明者】

【氏名】檜森 慎司

(57)【要約】

【課題】チャンバ本体の内壁をクリ－ニングする技術を提供する。
【解決手段】一実施形態のプラズマ処理装置は、ステージの下部電極に印加される負極性の直流電圧を発生する直流電源を備える。このプラズマ処理装置を用いたクリーニングでは、チャンバ内のガスを励起させてプラズマを生成するために高周波が供給される。また、プラズマからのイオンをチャンバ本体の内壁に引き込むために、直流電源からの負極性の直流電圧が下部電極に周期的に印加される。各々の周期内において直流電圧が下部電極に印加される期間が占める割合が４０％より大きい値に設定される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマ処理装置において実行されるクリーニング方法であって、
前記プラズマ処理装置は、
チャンバを提供するチャンバ本体と、
前記チャンバ本体内に設けられたステージであり、下部電極を含み、その上に載置される基板を支持するように構成された、該ステージと、
前記チャンバに供給されるガスを励起させるための高周波を供給する高周波電源と、
前記下部電極に印加される負極性を有する直流電圧を発生する一以上の直流電源と、
を備え、該クリーニング方法は、
前記チャンバに供給されるガスのプラズマを生成するために前記高周波電源から高周波を供給する工程と、
前記プラズマ中のイオンを前記チャンバ本体の内壁に引き込むために、前記一以上の直流電源から前記下部電極に負極性を有する直流電圧を印加する工程と、
を含み、
前記プラズマ中の前記イオンを前記チャンバ本体の内壁に引き込むための工程として、前記一以上の直流電源のみをバイアス用の電源として用いて、直流電圧を印加する前記工程のみが行われ、
直流電圧を印加する前記工程では、前記直流電圧を前記下部電極に印加することと、前記直流電圧を前記下部電極に印加しないことと、を周期的に繰り返し、各々の周期内において前記直流電圧が前記下部電極に印加される期間が占める割合が４０％より大きい値に設定される、
クリーニング方法。

【請求項2】

前記プラズマ処理装置は、前記一以上の直流電源として複数の直流電源を備え、
各々の周期内において前記下部電極に印加される前記直流電圧は、前記複数の直流電源から順に出力される複数の直流電圧により形成される、
請求項１に記載のクリーニング方法。

【請求項3】

前記複数の直流電圧は、互いに同一の電圧レベルを有する、請求項２に記載のクリーニング方法。

【請求項4】

前記直流電圧の印加の開始と同時に前記高周波の供給が開始され、前記直流電圧の印加の停止と同時に前記高周波の供給が停止される、請求項１～３の何れか一項に記載のクリーニング方法。

【請求項5】

前記直流電圧の印加の開始と同時に前記高周波の供給が停止され、前記直流電圧の印加の停止と同時に前記高周波の供給が開始される、請求項１～３の何れか一項に記載のクリーニング方法。

【請求項6】

チャンバを提供するチャンバ本体と、
前記チャンバ本体内に設けられたステージであり、下部電極を含み、その上に載置される基板を支持するように構成された、該ステージと、
前記チャンバに供給されるガスを励起させるための高周波を供給する高周波電源と、
前記下部電極に印加される負極性を有する直流電圧を発生する一以上の直流電源と、
前記下部電極に対する前記直流電圧の印加を停止可能に構成された切替ユニットと、
前記切替ユニットを制御するように構成されたコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記チャンバ内で生成されたガスのプラズマ中のイオンを前記チャンバ本体の内壁に引き込むために前記一以上の直流電源からの負極性の直流電圧を前記下部電極に印加することと、前記一以上の直流電源からの負極性の直流電圧を前記下部電極に印加しないことと、を周期的に繰り返し、且つ、各々の周期内において前記直流電圧が前記下部電極に印加される期間が占める割合を４０％より大きい値に設定するよう、前記切替ユニットを制御し、
前記コントローラは、前記プラズマ中の前記イオンを前記チャンバ本体の内壁に引き込むために用いるバイアス用の電源として、前記一以上の直流電源のみを用いる、
プラズマ処理装置。

【請求項7】

前記一以上の直流電源として複数の直流電源を備え、
前記コントローラは、各々の周期内において前記下部電極に印加される前記直流電圧を前記複数の直流電源から順に出力される複数の直流電圧により形成するよう、前記切替ユニットを制御する、
請求項６に記載のプラズマ処理装置。

【請求項8】

前記複数の直流電圧は、互いに同一の電圧レベルを有する、請求項７に記載のプラズマ処理装置。

【請求項9】

前記コントローラは、前記直流電圧の印加の開始と同時に前記高周波の供給が開始され、前記直流電圧の印加の停止と同時に前記高周波の供給が停止されるよう、前記高周波電源を制御する、請求項６～８の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。

【請求項10】

前記コントローラは、前記直流電圧の印加の開始と同時に前記高周波の供給が停止され、前記直流電圧の印加の停止と同時に前記高周波の供給が開始されるよう、前記高周波電源を制御する、請求項６～８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】

本開示の実施形態は、クリーニング方法及びプラズマ処理装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

電子デバイスの製造においては、プラズマ処理装置が用いられている。プラズマ処理装置は、一般的に、チャンバ本体、ステージ、及び、高周波電源を備えている。チャンバ本体は、その内部空間をチャンバとして提供している。チャンバ本体は、接地されている。ステージは、チャンバ内に設けられており、その上に載置される基板を支持するように構成されている。ステージは、下部電極を含んでいる。高周波電源は、チャンバ内のガスを励起させるために、高周波を供給する。このプラズマ処理装置では、下部電極の電位とプラズマの電位との電位差によりイオンが加速され、加速されたイオンが基板に照射される。

【0003】

プラズマ処理装置では、チャンバ本体とプラズマとの間にも電位差が生じる。チャンバ本体とプラズマとの間の電位差が大きい場合には、チャンバ本体の内壁に照射されるイオンのエネルギーが高くなり、チャンバ本体からパーティクルが放出される。チャンバ本体から放出されたパーティクルは、ステージ上に載置された基板を汚染する。このようなパーティクルの発生を防止するために、特許文献１では、チャンバの接地容量を調整する調整機構を利用する技術が提案されている。特許文献１に記載された調整機構は、チャンバに面するアノードとカソードの面積比率、即ちＡ／Ｃ比を調整するよう構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１－２２８６９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、チャンバ本体の内壁をクリーニングする技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一態様においては、プラズマ処理装置において実行されるクリーニング方法が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバ本体、ステージ、高周波電源、及び、一以上の直流電源を備える。チャンバ本体は、その内部空間をチャンバとして提供する。ステージは、チャンバ本体内に設けられている。ステージは、下部電極を含む。ステージは、その上に載置される基板を支持するように構成されている。高周波電源は、チャンバに供給されるガスを励起させるための高周波を供給するように構成されている。一以上の直流電源は、下部電極に印加される負極性を有する直流電圧を発生するように構成されている。一態様に係るクリーニング方法は、（ｉ）チャンバに供給されるガスのプラズマを生成するために高周波電源から高周波を供給する工程と、（ｉｉ）プラズマ中のイオンをチャンバ本体の内壁に引き込むために、一以上の直流電源から下部電極に負極性を有する直流電圧を印加する工程と、を含む。直流電圧を印加する工程では、直流電圧が下部電極に周期的に印加され、各々の周期内において直流電圧が下部電極に印加される期間が占める割合が４０％より大きい値に設定される。

【発明の効果】

【0007】

チャンバ本体の内壁をクリーニングする技術が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一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2】図１に示すプラズマ処理装置の電源系及び制御系の一実施形態を示す図である。

【図3】図２に示す直流電源、切替ユニット、高周波フィルタ、及び、整合器の回路構成を示す図である。

【図4】図１に示すプラズマ処理装置を用いて実行される一実施形態のプラズマ処理方法に関連するタイミングチャートである。

【図5】プラズマの電位を示すタイミングチャートである。

【図6】図６の（ａ）及び図６の（ｂ）は、別の実施形態のプラズマ処理方法に関連するタイミングチャートである。

【図7】別の実施形態に係るプラズマ処理装置の電源系及び制御系を示す図である。

【図8】更に別の実施形態に係るプラズマ処理装置の電源系及び制御系を示す図である。

【図9】図８に示すプラズマ処理装置を用いて実行される一実施形態のプラズマ処理方法に関連するタイミングチャートである。

【図10】更に別の実施形態に係るプラズマ処理装置の電源系及び制御系を示す図である。

【図11】波形調整器の一例を示す回路図である。

【図12】図１２の（ａ）は、第１の評価実験で求めた、デューティー比と、天板３４のチャンバ１２ｃ側の面に貼り付けられたサンプルのシリコン酸化膜のエッチング量との関係を示すグラフであり、図１２の（ｂ）は、第１の評価実験で求めた、デューティー比と、チャンバ本体１２の側壁に貼り付けられたサンプルのシリコン酸化膜のエッチング量との関係を示すグラフである。

【図13】第１の評価実験で求めた、デューティー比と、静電チャック２０上に載置されたサンプルのシリコン酸化膜のエッチング量との関係を示すグラフである。

【図14】図１４の（ａ）は、第２の評価実験及び比較実験の各々で求めた、天板３４のチャンバ１２ｃ側の面に貼り付けられたサンプルのシリコン酸化膜のエッチング量を示すグラフであり、図１４の（ｂ）は、第２の評価実験及び比較実験の各々で求めた、チャンバ本体１２の側壁に貼り付けられたサンプルのシリコン酸化膜のエッチング量を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して種々の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。

【0010】

図１は、一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２は、図１に示すプラズマ処理装置の電源系及び制御系の一実施形態を示す図である。図１に示すプラズマ処理装置１０は、容量結合型のプラズマ処理装置である。

【0011】

プラズマ処理装置１０は、チャンバ本体１２を備えている。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有している。チャンバ本体１２は、その内部空間をチャンバ１２ｃとして提供している。チャンバ本体１２は、例えばアルミニウムから構成されている。チャンバ本体１２は接地電位に接続されている。チャンバ本体１２の内壁面、即ち、チャンバ１２ｃを画成する壁面には、耐プラズマ性を有する膜が形成されている。この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜、又は、酸化イットリウムから形成された膜といったセラミック製の膜であり得る。また、チャンバ本体１２の側壁には通路１２ｐが形成されている。基板Ｗがチャンバ１２ｃに搬入されるとき、また、基板Ｗがチャンバ１２ｃから搬出されるときに、基板Ｗは通路１２ｐを通過する。この通路１２ｐの開閉のために、ゲートバルブ１２ｇがチャンバ本体１２の側壁に沿って設けられている。

【0012】

チャンバ１２ｃ内では、支持部１５が、チャンバ本体１２の底部から上方に延在している。支持部１５は、略円筒形状を有しており、セラミックといった絶縁材料から形成されている。支持部１５上にはステージ１６が搭載されている。ステージ１６は支持部１５によって支持されている。ステージ１６は、チャンバ１２ｃ内において基板Ｗを支持するように構成されている。ステージ１６は、下部電極１８及び静電チャック２０を含んでいる。一実施形態において、ステージ１６は、電極プレート２１を更に含んでいる。電極プレート２１は、アルミニウムといった導電性材料から形成されており、略円盤形状を有している。下部電極１８は、電極プレート２１上に設けられている。下部電極１８は、アルミニウムといった導電性材料から形成されており、略円盤形状を有している。下部電極１８は、電極プレート２１に電気的に接続されている。

【0013】

下部電極１８内には、流路１８ｆが設けられている。流路１８ｆは、熱交換媒体用の流路である。熱交換媒体としては、液状の冷媒、或いは、その気化によって下部電極１８を冷却する冷媒（例えば、フロン）が用いられる。流路１８ｆには、チャンバ本体１２の外部に設けられたチラーユニットから配管２３ａを介して熱交換媒体が供給される。流路１８ｆに供給された熱交換媒体は、配管２３ｂを介してチラーユニットに戻される。即ち、流路１８ｆには、当該流路１８ｆとチラーユニットとの間で循環するように、熱交換媒体が供給される。

【0014】

静電チャック２０は、下部電極１８上に設けられている。静電チャック２０は、絶縁体から形成された本体と、当該本体内に設けられた膜状の電極を有している。静電チャック２０の電極には、直流電源が電気的に接続されている。直流電源から静電チャック２０の電極に電圧が印加されると、静電チャック２０上に載置された基板Ｗと静電チャック２０との間で静電引力が発生する。発生した静電引力により、基板Ｗは、静電チャック２０に引き付けられ、当該静電チャック２０によって保持される。この静電チャック２０の周縁領域上には、フォーカスリングＦＲが配置される。フォーカスリングＦＲは、略環状板形状を有しており、例えばシリコンから形成されている。フォーカスリングＦＲは、基板Ｗのエッジを囲むように配置される。

【0015】

プラズマ処理装置１０には、ガス供給ライン２５が設けられている。ガス供給ライン２５は、ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばＨｅガスを、静電チャック２０の上面と基板Ｗの裏面（下面）との間に供給する。

【0016】

チャンバ本体１２の底部からは、筒状部２８が上方に延在している。筒状部２８は、支持部１５の外周に沿って延在している。筒状部２８は、導電性材料から形成されており、略円筒形状を有している。筒状部２８は、接地電位に接続されている。筒状部２８上には、絶縁部２９が設けられている。絶縁部２９は、絶縁性を有し、例えば石英又はセラミックから形成されている。絶縁部２９は、ステージ１６の外周に沿って延在している。

【0017】

プラズマ処理装置１０は、上部電極３０を更に備えている。上部電極３０は、ステージ１６の上方に設けられている。上部電極３０は、部材３２と共にチャンバ本体１２の上部開口を閉じている。部材３２は、絶縁性を有している。上部電極３０は、この部材３２を介してチャンバ本体１２の上部に支持されている。後述する第１の高周波電源６１が下部電極１８に電気的に接続されている場合には、上部電極３０は、接地電位に接続される。

【0018】

上部電極３０は、天板３４及び支持体３６を含んでいる。天板３４の下面は、チャンバ１２ｃを画成している。天板３４には、複数のガス吐出孔３４ａが設けられている。複数のガス吐出孔３４ａの各々は、天板３４を板厚方向（鉛直方向）に貫通している。この天板３４は、限定されるものではないが、例えばシリコンから形成されている。或いは、天板３４は、アルミニウム製の母材の表面に耐プラズマ性の膜を設けた構造を有し得る。この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜、又は、酸化イットリウムから形成された膜といったセラミック製の膜であり得る。

【0019】

支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持する部品である。支持体３６は、例えばアルミニウムといった導電性材料から形成され得る。支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。ガス拡散室３６ａからは、複数のガス孔３６ｂが下方に延びている。複数のガス孔３６ｂは、複数のガス吐出孔３４ａにそれぞれ連通している。支持体３６には、ガス拡散室３６ａにガスを導くガス導入口３６ｃが形成されており、このガス導入口３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。

【0020】

ガス供給管３８には、バルブ群４２及び流量制御器群４４を介して、ガスソース群４０が接続されている。ガスソース群４０は、複数のガスソースを含んでいる。バルブ群４２は複数のバルブを含んでおり、流量制御器群４４は複数の流量制御器を含んでいる。流量制御器群４４の複数の流量制御器の各々は、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器である。ガスソース群４０の複数のガスソースはそれぞれ、バルブ群４２の対応のバルブ及び流量制御器群４４の対応の流量制御器を介して、ガス供給管３８に接続されている。プラズマ処理装置１０は、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択された一以上のガスソースからのガスを、個別に調整された流量で、チャンバ１２ｃに供給することが可能である。

【0021】

筒状部２８とチャンバ本体１２の側壁との間には、バッフルプレート４８が設けられている。バッフルプレート４８は、例えば、アルミニウム製の母材に酸化イットリウム等のセラミックを被覆することにより構成され得る。このバッフルプレート４８には、多数の貫通孔が形成されている。バッフルプレート４８の下方においては、排気管５２がチャンバ本体１２の底部に接続されている。この排気管５２には、排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、自動圧力制御弁といった圧力制御器、及び、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、チャンバ１２ｃを減圧することができる。

【0022】

図１及び図２に示すように、プラズマ処理装置１０は、第１の高周波電源６１を更に備えている。第１の高周波電源６１は、チャンバ１２ｃ内のガスを励起させてプラズマを生成するための第１の高周波を発生する電源である。第１の高周波は、２７～１００ＭＨｚの範囲内の周波数、例えば６０ＭＨｚの周波数を有する。第１の高周波電源６１は、整合器６４の第１の整合回路６５及び電極プレート２１を介して、下部電極１８に接続されている。第１の整合回路６５は、第１の高周波電源６１の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）のインピーダンスを整合させるための回路である。なお、第１の高周波電源６１は、下部電極１８に電気的に接続されていなくてもよく、第１の整合回路６５を介して上部電極３０に接続されていてもよい。

【0023】

プラズマ処理装置１０は、第２の高周波電源６２を更に備えている。第２の高周波電源６２は、基板Ｗにイオンを引き込むためのバイアス用の第２の高周波を発生する電源である。第２の高周波の周波数は、第１の高周波の周波数よりも低い。第２の高周波の周波数は、４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数であり、例えば、４００ｋＨｚである。第２の高周波電源６２は、整合器６４の第２の整合回路６６及び電極プレート２１を介して下部電極１８に接続されている。第２の整合回路６６は、第２の高周波電源６２の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）のインピーダンスを整合させるための回路である。

【0024】

プラズマ処理装置１０は、直流電源７０及び切替ユニット７２を更に備える。直流電源７０は、負極性の直流電圧を発生する電源である。負極性の直流電圧は、ステージ１６上に載置された基板Ｗにイオンを引き込むためのバイアス電圧として用いられる。直流電源７０は、切替ユニット７２に接続されている。切替ユニット７２は、高周波フィルタ７４を介して下部電極１８に電気的に接続されている。プラズマ処理装置１０では、直流電源７０によって発生される直流電圧、及び、第２の高周波電源６２によって発生される第２の高周波のうち何れか一方が下部電極１８に選択的に供給される。

【0025】

プラズマ処理装置１０は、コントローラＰＣを更に備えている。コントローラＰＣは、切替ユニット７２を制御するように構成されている。コントローラＰＣは、第１の高周波電源６１及び第２の高周波電源６２のうち一方又は双方の高周波電源を更に制御するように構成されていてもよい。

【0026】

一実施形態では、プラズマ処理装置１０は、主制御部ＭＣを更に備え得る。主制御部ＭＣは、プロセッサ、記憶装置、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、プラズマ処理装置１０の各部を制御する。具体的に、主制御部ＭＣは、記憶装置に記憶されている制御プログラムを実行し、当該記憶装置に記憶されているレシピデータに基づいてプラズマ処理装置１０の各部を制御する。このような制御により、プラズマ処理装置１０は、レシピデータによって指定されたプロセスを実行する。

【0027】

以下、図２及び図３を参照する。図３は、図２に示す直流電源、切替ユニット、高周波フィルタ、及び、整合器の回路構成を示す図である。直流電源７０は、可変直流電源であり、下部電極１８に印加される負極性の直流電圧を発生する。

【0028】

切替ユニット７２は、直流電源７０からの直流電圧の下部電極１８に対する印加を停止可能に構成されている。一実施形態では、切替ユニット７２は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）７２ａ、ＦＥＴ ７２ｂ、コンデンサ７２ｃ、及び、抵抗素子７２ｄを有している。ＦＥＴ ７２ａは、例えばＮチャネルＭＯＳ ＦＥＴである。ＦＥＴ ７２ｂは、例えばＰチャネルＭＯＳ ＦＥＴである。ＦＥＴ ７２ａのソースは、直流電源７０の負極に接続されている。直流電源７０の負極及びＦＥＴ ７２ａのソースには、コンデンサ７２ｃの一端が接続されている。コンデンサ７２ｃの他端は、ＦＥＴ ７２ｂのソースに接続されている。ＦＥＴ ７２ｂのソースはグランドに接続されている。ＦＥＴ ７２ａのゲート及びＦＥＴ ７２ｂのゲートは互いに接続されている。ＦＥＴ ７２ａのゲートとＦＥＴ ７２ｂのゲートの間に接続されたノードＮＡには、コントローラＰＣからのパルス制御信号が供給される。ＦＥＴ ７２ａのドレインは、ＦＥＴ ７２ｂのドレインに接続されている。ＦＥＴ ７２ａのドレインとＦＥＴ ７２ｂのドレインに接続されたノードＮＢは、抵抗素子７２ｄを介して、高周波フィルタ７４に接続されている。

【0029】

高周波フィルタ７４は、高周波を低減又は遮断するフィルタである。一実施形態では、高周波フィルタ７４は、インダクタ７４ａ及びコンデンサ７４ｂを有している。インダクタ７４ａの一端は、抵抗素子７２ｄに接続されている。インダクタ７４ａの一端には、コンデンサ７４ｂの一端が接続されている。コンデンサ７４ｂの他端は、グランドに接続されている。インダクタ７４ａの他端は、整合器６４に接続されている。

【0030】

整合器６４は、第１の整合回路６５及び第２の整合回路６６を有している。一実施形態では、第１の整合回路６５は、可変コンデンサ６５ａ及び可変コンデンサ６５ｂを有しており、第２の整合回路６６は、可変コンデンサ６６ａ及び可変コンデンサ６６ｂを有している。可変コンデンサ６５ａの一端は、インダクタ７４ａの他端に接続されている。可変コンデンサ６５ａの他端は、第１の高周波電源６１及び可変コンデンサ６５ｂの一端に接続されている。可変コンデンサ６５ｂの他端はグランドに接続されている。可変コンデンサ６６ａの一端は、インダクタ７４ａの他端に接続されている。可変コンデンサ６６ａの他端は、第２の高周波電源６２及び可変コンデンサ６６ｂの一端に接続されている。可変コンデンサ６６ｂの他端はグランドに接続されている。可変コンデンサ６５ａの一端及び可変コンデンサ６６ａの一端は、整合器６４の端子６４ａに接続されている。整合器６４の端子６４ａは、電極プレート２１を介して下部電極１８に接続されている。

【0031】

以下、主制御部ＭＣ及びコントローラＰＣによる制御について説明する。以下の説明では、図２及び図４を参照する。図１に示すプラズマ処理装置を用いて実行される一実施形態のプラズマ処理方法に関連するタイミングチャートである。図４において、横軸は時間を示している。図４において、縦軸は、第１の高周波の電力、直流電源７０から下部電極１８に印加される直流電圧、及び、コントローラＰＣによって出力される制御信号を示している。図４において、第１の高周波の電力が高レベルであることは、第１の高周波がプラズマの生成のために供給されていることを示しており、第１の高周波の電力が低レベルであることは第１の高周波の供給が停止されていることを示している。また、図４において、直流電圧が低レベルであることは、直流電源７０から下部電極１８に負極性の直流電圧が印加されていることを示しており、直流電圧が０Ｖであることは、直流電源７０から下部電極１８に直流電圧が印加されていないことを示している。

【0032】

主制御部ＭＣは、第１の高周波電源６１に、第１の高周波の電力及び周波数を指定する。また、一実施形態では、主制御部ＭＣは、第１の高周波電源６１に、第１の高周波の供給を開始するタイミング、及び、第１の高周波の供給を終了するタイミングを指定する。第１の高周波電源６１によって第１の高周波が供給されている期間では、チャンバ内のガスのプラズマが生成される。即ち、この期間では、プラズマを生成するために高周波電源から高周波を供給する工程Ｓ１が実行される。なお、図４の例では、第１の高周波は、一実施形態のプラズマ処理方法の実行中に連続的に供給される。

【0033】

主制御部ＭＣは、直流電源７０からの負極性の直流電圧が下部電極１８に印加される周期を規定する周波数、及び、デューティー比をコントローラＰＣに指定する。デューティー比は、一つの周期（図４の「ＰＤＣ」）内において、直流電源７０からの負極性の直流電圧が下部電極１８に印加される期間（図４の「Ｔ１」）が占める割合である。このデューティー比は、４０％以下に設定される。一実施形態では、当該デューティー比は３５％以下に設定される。

【0034】

コントローラＰＣは、主制御部ＭＣから指定される周波数、及び、デューティー比に応じて、制御信号を生成する。コントローラＰＣによって生成される制御信号は、パルス信号であり得る。一例では、図４に示すように、コントローラＰＣによって生成される制御信号は、期間Ｔ１において高レベルを有し、期間Ｔ２において低レベルを有する。期間Ｔ２は、一つの周期ＰＤＣ内において期間Ｔ１を除く期間である。或いは、コントローラＰＣによって生成される制御信号は、期間Ｔ１において低レベルを有し、期間Ｔ２において高レベルを有していてもよい。

【0035】

一実施形態では、コントローラＰＣによって生成された制御信号は、切替ユニット７２のノードＮＡに与えられる。制御信号が与えられると、切替ユニット７２は、期間Ｔ１においては、直流電源７０からの負極性の直流電圧が下部電極１８に印加されるよう、直流電源７０とノードＮＢとを互いに接続する。一方、切替ユニット７２は、期間Ｔ２においては、直流電源７０からの負極性の直流電圧が下部電極１８に印加されないように、直流電源７０とノードＮＢとの接続を遮断する。これにより、図４に示すように、期間Ｔ１では、直流電源７０からの負極性の直流電圧が下部電極１８に印加され、期間Ｔ２では、直流電源７０からの負極性の直流電圧の下部電極１８に対する印加が停止される。即ち、一実施形態のプラズマ処理方法において、直流電源７０からの負極性の直流電圧を下部電極１８に周期的に印加する工程Ｓ２が実行される。

【0036】

ここで、図５の（ａ）及び図５の（ｂ）を参照する。図５の（ａ）及び図５の（ｂ）は、プラズマの電位を示すタイミングチャートである。期間Ｔ１においては、直流電源７０からの負極性の直流電圧が下部電極１８に印加されているので、プラズマ中の正イオンは基板Ｗに向けて移動する。したがって、図５の（ａ）及び図５の（ｂ）に示すように、期間Ｔ１では、プラズマの電位が低くなる。一方、期間Ｔ２においては、直流電源７０からの負極性の直流電圧の下部電極１８に対する印加が停止されているので、正イオンの移動は少なくなり、主としてプラズマ中の電子が移動する。したがって、期間Ｔ２では、プラズマの電位が高くなる。

【0037】

図５の（ａ）に示すタイミングチャートでは、図５の（ｂ）に示すタイミングチャートに比べて、デューティー比が小さくなっている。プラズマの生成に関する諸条件が同一であれば、プラズマ中の正イオンの総量及び電子の総量の各々はデューティー比に依存しない。即ち、図５の（ａ）に示す面積Ａ１と面積Ａ２の比と、図５の（ｂ）に示す面積Ａ１と面積Ａ２の比は同一となる。したがって、デューティー比が小さければ、期間Ｔ２におけるプラズマの電位ＰＶは小さくなる。

【0038】

デューティー比、即ち、各々の周期ＰＤＣ内において負極性の直流電圧が下部電極１８に印加される期間Ｔ１が占める割合に対する、基板Ｗのエッチングレートの依存性は少ない。一方、デューティー比が小さい場合、特にデューティー比が４０％以下である場合には、プラズマの電位が小さくなるので、チャンバ本体１２のエッチングレートが大きく低下する。したがって、負極性の直流電圧の下部電極１８に対する周期的な印加に関する上記デューティー比を４０％以下に設定することにより、基板Ｗのエッチングレートの低下を抑制し、且つ、チャンバ本体１２の内壁に照射されるイオンのエネルギーを低下させることが可能となる。結果的に、チャンバ本体１２からのパーティクルの発生が抑制される。なお、デューティー比が３５％以下である場合には、チャンバ本体１２の内壁に照射されるイオンのエネルギーを更に低下させることが可能となる。

【0039】

以下、別の実施形態について説明する。図６の（ａ）及び図６の（ｂ）は、別の実施形態のプラズマ処理方法に関連するタイミングチャートである。図６の（ａ）及び図６の（ｂ）の各々において、横軸は時間を示している。図６の（ａ）及び図６の（ｂ）の各々において、縦軸は、第１の高周波の電力、及び、直流電源７０から下部電極１８に印加される直流電圧を示している。図６の（ａ）及び図６の（ｂ）の各々において、第１の高周波の電力が高レベルであることは、第１の高周波がプラズマの生成のために供給されていることを示しており、第１の高周波の電力が低レベルであることは第１の高周波の供給が停止されていることを示している。また、図６の（ａ）及び図６の（ｂ）の各々において、直流電圧が低レベルであることは、直流電源７０から下部電極１８に負極性の直流電圧が印加されていることを示しており、直流電圧が０Ｖであることは、直流電源７０から下部電極１８に直流電圧が印加されていないことを示している。

【0040】

図６の（ａ）に示す実施形態では、下部電極１８に対して直流電源７０からの負極性の直流電圧が周期的に印加され、また、プラズマの生成のために第１の高周波が周期的に供給される。図６の（ａ）に示す実施形態では、下部電極１８に対する直流電源７０からの負極性の直流電圧の印加と第１の高周波の供給とが同期している。即ち、直流電源７０からの直流電圧が下部電極１８に印加される期間Ｔ１に第１の高周波が供給され、直流電源７０からの下部電極１８に対する直流電圧の印加が停止されている期間Ｔ２に、第１の高周波の供給が停止される。

【0041】

図６の（ｂ）に示す実施形態では、下部電極１８に対して直流電源７０からの負極性の直流電圧が周期的に印加され、また、プラズマの生成のために第１の高周波が周期的に供給される。図６の（ｂ）に示す実施形態では、下部電極１８に対する直流電源７０からの負極性の直流電圧の印加の位相に対して、第１の高周波の供給の位相が反転している。即ち、直流電源７０からの直流電圧が下部電極１８に印加される期間Ｔ１に第１の高周波の供給が停止され、直流電源７０からの下部電極１８に対する直流電圧の印加が停止されている期間Ｔ２に、第１の高周波が供給される。

【0042】

図６の（ａ）に示す実施形態及び図６の（ｂ）に示す実施形態では、コントローラＰＣからの上述の制御信号が第１の高周波電源６１に与えられる。第１の高周波電源６１は、コントローラＰＣから制御信号の立ち上がり（又は立ち下がり）のタイミングで第１の高周波の供給を開始し、コントローラＰＣから制御信号の立ち下がり（又は立ち上がり）のタイミングで第１の高周波の供給を停止する。図６の（ａ）に示す実施形態及び図６の（ｂ）に示す実施形態では、相互変調歪（Ｉｎｔｅｒ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）による意図しない高周波の発生が抑制され得る。

【0043】

以下、幾つかの別の実施形態に係るプラズマ処理装置について説明する。図７は、別の実施形態に係るプラズマ処理装置の電源系及び制御系を示す図である。図７に示すように、別の実施形態に係るプラズマ処理装置１０Ａは、第１の高周波電源６１がコントローラＰＣを含んでいる点において、プラズマ処理装置１０と異なっている。即ち、プラズマ処理装置１０Ａでは、コントローラＰＣは第１の高周波電源６１の一部である。一方、プラズマ処理装置１０では、コントローラＰＣは、第１の高周波電源６１及び第２の高周波電源６２とは別体である。プラズマ処理装置１０Ａでは、コントローラＰＣが第１の高周波電源６１の一部であるので、コントローラＰＣからの上述の制御信号（パルス信号）は、第１の高周波電源６１に送信されない。

【0044】

図８は、更に別の実施形態に係るプラズマ処理装置の電源系及び制御系を示す図である。図８に示すプラズマ処理装置１０Ｂは、複数の直流電源７０１及び７０２、並びに、複数の切替ユニット７２１及び７２２を備えている。複数の直流電源７０１及び７０２の各々は、直流電源７０と同様の電源であり、下部電極１８に印加される負極性の直流電圧を発生するように構成されている。複数の切替ユニット７２１及び７２２の各々は、切替ユニット７２と同様の構成を有している。直流電源７０１は、切替ユニット７２１に接続されている。切替ユニット７２１は、切替ユニット７２と同様に、直流電源７０１からの直流電圧の下部電極１８に対する印加を停止可能に構成されている。直流電源７０２は、切替ユニット７２２に接続されている。切替ユニット７２２は、切替ユニット７２と同様に、直流電源７０２からの直流電圧の下部電極１８に対する印加を停止可能に構成されている。

【0045】

図９は、図８に示すプラズマ処理装置を用いて実行される一実施形態のプラズマ処理方法に関連するタイミングチャートである。図９において、横軸は時間を示している。図９において、縦軸は、合成された直流電圧（即ち、下部電極１８に印加される直流電圧）、直流電源７０１の直流電圧（即ち、直流電源７０１から下部電極に印加される直流電圧）、直流電源７０２の直流電圧（直流電源７０２から下部電極に印加される直流電圧）を示している。図９に示すように、プラズマ処理装置１０Ｂでは、各々の周期ＰＤＣ内において下部電極１８に印加される直流電圧は、複数の直流電源７０１及び７０２から順に出力される複数の直流電圧により形成される。即ち、プラズマ処理装置１０Ｂでは、各々の周期ＰＤＣ内において下部電極１８に印加される直流電圧は、複数の直流電源７０１及び７０２から順に出力される複数の直流電圧の時間的な合成により生成される。このプラズマ処理装置１０Ｂによれば、複数の直流電源７０１及び７０２の各々の負荷が軽減される。

【0046】

プラズマ処理装置１０Ｂでは、コントローラＰＣは、直流電源７０１からの直流電圧が下部電極１８に印加される期間において高レベル（又は低レベル）を有し、直流電源７０１からの直流電圧が下部電極１８に印加されない期間において低レベル（又は高レベル）を有する制御信号を切替ユニット７２１に供給する。また、コントローラＰＣは、直流電源７０２からの直流電圧が下部電極１８に印加される期間において高レベル（又は低レベル）を有し、直流電源７０２からの直流電圧が下部電極１８に印加されない期間において低レベル（又は高レベル）を有する制御信号を切替ユニット７２２に供給する。即ち、複数の直流電源に接続された複数の切替ユニットにはそれぞれ、異なる位相を有する制御信号（パルス信号）が供給される。

【0047】

図１０は、更に別の実施形態に係るプラズマ処理装置の電源系及び制御系を示す図である。図１０に示すプラズマ処理装置１０Ｃは、波形調整器７６を更に備える点で、プラズマ処理装置１０とは異なっている。波形調整器７６は、切替ユニット７２と高周波フィルタ７４との間で接続されている。波形調整器７６は、直流電源７０から切替ユニット７２を経由して出力される直流電源、即ち、負極性の値と０Ｖの値を交互に有する直流電圧の波形を調整する。具体的に、波形調整器７６は、下部電極１８に印加される直流電圧の波形が略三角形状を有するように、当該直流電圧の波形を調整する。波形調整器７６は、例えば積分回路である。

【0048】

図１１は、波形調整器７６の一例を示す回路図である。図１１に示す波形調整器７６は、積分回路として構成されており、抵抗素子７６ａ及びコンデンサ７６ｂを有している。抵抗素子７６ａの一端は、切替ユニット７２の抵抗素子７２ｄに接続されており、抵抗素子７６ａの他端は、高周波フィルタ７４に接続されている。コンデンサ７６ｂの一端は抵抗素子７６ａの他端に接続されている。コンデンサ７６ｂの他端はグランドに接続されている。図１１に示す波形調整器７６では、抵抗素子７６ａの抵抗値及びコンデンサ７６ｂの静電容量値によって決定される時定数に応じて、切替ユニット７２から出力される直流電圧の立ち上がりと立ち下がりに遅れが発生する。したがって、図１１に示す波形調整器７６によれば、擬似的に三角波の波形を有する電圧を下部電極１８に印加することが可能となる。かかる波形調整器７６を備えるプラズマ処理装置１０Ｃによれば、チャンバ本体１２の内壁に照射されるイオンのエネルギーを調整することが可能となる。

【0049】

以上、種々の実施形態について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。例えば、上述した種々の実施形態のプラズマ処理装置は、第２の高周波電源６２を有していなくてもよい。即ち、上述した種々の実施形態のプラズマ処理装置は、単一の高周波電源を有していてもよい。

【0050】

また、上述した種々の実施形態では、直流電源からの負極性の直流電圧の下部電極１８に対する印加とその停止が、切替ユニットによって切り替えられているが、直流電源自体が負極性の直流電圧の出力とその出力停止を切り替えるように構成されていれば、切替ユニットは不要である。

【0051】

また、上述した種々の実施形態の特徴的な構成は、任意に組み合わせて利用することが可能である。さらに、上述した種々の実施形態に係るプラズマ処理装置は容量結合型のプラズマ処理装置であるが、変形態様におけるプラズマ処理装置は、誘導結合型のプラズマ処理装置であってもよい。

【0052】

なお、デューティー比が高い場合には、チャンバ本体１２に照射されるイオンのエネルギーが大きくなる。したがって、デューティー比を高い値に設定すること、例えば、デューティー比を４０％より大きい値に設定することにより、チャンバ本体１２の内壁のクリーニングを行うことが可能となる。

【0053】

また、本開示は、以下に示す態様及び実施形態を含む。

【0054】

一態様においては、プラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理方法が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバ本体、ステージ、高周波電源、及び、一以上の直流電源を備える。チャンバ本体は、その内部空間をチャンバとして提供する。ステージは、チャンバ本体内に設けられている。ステージは、下部電極を含む。ステージは、その上に載置される基板を支持するように構成されている。高周波電源は、チャンバに供給されるガスを励起させるための高周波を供給するように構成されている。一以上の直流電源は、下部電極に印加される負極性を有する直流電圧を発生するように構成されている。一態様に係るプラズマ処理方法は、（ｉ）チャンバに供給されるガスのプラズマを生成するために高周波電源から高周波を供給する工程と、（ｉｉ）プラズマ中のイオンを基板に引き込むために、一以上の直流電源から下部電極に負極性を有する直流電圧を印加する工程と、を含む。直流電圧を印加する工程では、直流電圧が下部電極に周期的に印加され、各々の周期内において直流電圧が下部電極に印加される期間が占める割合が４０％以下に設定される。

【0055】

各々の周期内において負極性の直流電圧が下部電極に印加される期間が占める割合、即ち、デューティー比に対する、基板のエッチングレートの依存性は少ない。一方、デューティー比が小さい場合、特にデューティー比が４０％以下である場合には、チャンバ本体のエッチングレートが大きく低下する。即ち、チャンバ本体の内壁に照射されるイオンのエネルギーが小さくなる。したがって、一態様に係るプラズマ処理方法によれば、基板のエッチングレートの低下を抑制し、且つ、チャンバ本体の内壁に照射されるイオンのエネルギーを低下させることが可能となる。

【0056】

一実施形態において、上記割合、即ちデューティー比は、３５％以下に設定される。この実施形態によれば、チャンバ本体の内壁に照射されるイオンのエネルギーを更に低下させることが可能となる。

【0057】

一実施形態において、プラズマ処理装置は、一以上の直流電源として複数の直流電源を備える。各々の周期内において下部電極に印加される直流電圧は、複数の直流電源から順に出力される複数の直流電圧により形成される。この実施形態によれば複数の直流電源の各々の負荷が軽減される。

【0058】

一実施形態のプラズマ処理方法では、直流電圧が印加される期間において高周波が供給され、直流電圧の印加が停止されている期間において前記高周波の供給が停止される。別の実施形態のプラズマ処理方法では、直流電圧が印加される期間において高周波の供給が停止され、直流電圧の印加が停止されている期間において高周波が供給される。

【0059】

別の態様においてはプラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバ本体、ステージ、高周波電源、一以上の直流電源、切替ユニット、及び、コントローラを備える。チャンバ本体、ステージ、高周波電源、及び、一以上の直流電源を備える。チャンバ本体は、その内部空間をチャンバとして提供する。ステージは、チャンバ本体内に設けられている。ステージは、下部電極を含む。ステージは、その上に載置される基板を支持するように構成されている。高周波電源は、チャンバに供給されるガスを励起させるための高周波を供給するように構成されている。一以上の直流電源は、下部電極に印加される負極性を有する直流電圧を発生するように構成されている。切替ユニットは、下部電極に対する直流電圧の印加を停止可能に構成されている。コントローラは、切替ユニットを制御するように構成されている。コントローラは、チャンバ内で生成されたガスのプラズマ中のイオンを基板に引き込むために、一以上の直流電源からの負極性の直流電圧を下部電極に周期的に印加し、且つ、各々の周期内において直流電圧が下部電極に印加される期間が占める割合を４０％以下に設定するよう、切替ユニットを制御する。

【0060】

一実施形態において、コントローラは、上記割合、即ちデューティー比を３５％以下に設定するよう切替ユニットを制御してもよい。

【0061】

一実施形態において、プラズマ処理装置は、一以上の直流電源として複数の直流電源を備える。コントローラは、各々の周期内において下部電極に印加される直流電圧を複数の直流電源から順に出力される複数の直流電圧により形成するよう、切替ユニットを制御する。

【0062】

一実施形態において、コントローラは、直流電圧が印加される期間において高周波が供給され、直流電圧の印加が停止されている期間において高周波の供給が停止されるよう、高周波電源を制御する。別の実施形態において、コントローラは、直流電圧が印加される期間において高周波の供給が停止され、直流電圧の印加が停止されている期間において高周波が供給されるよう、高周波電源を制御する。

【0063】

以下、プラズマ処理装置１０を用いたプラズマ処理方法に関して行った評価実験について説明する。

【0064】

（第１の評価実験）

【0065】

第１の評価実験では、プラズマ処理装置１０の天板３４のチャンバ１２ｃ側の面及びチャンバ本体１２の側壁のそれぞれに、シリコン酸化膜を有するサンプルを貼り付け、また、静電チャック２０上にシリコン酸化膜を有するサンプルを載置して、以下に示す条件のプラズマ処理を行った。なお、第１の評価実験では、下部電極１８に周期的に印加する負極性の直流電圧のデューティー比を可変のパラメータとして用いた。

【0066】

＜第１の評価実験におけるプラズマ処理の条件＞
・チャンバ１２ｃの圧力：２０ｍＴｏｒｒ（２．６６Ｐａ）
・チャンバ１２ｃに供給されたガスの流量
Ｃ_４Ｆ_８ガス：２４ｓｃｃｍ
Ｏ_２ガス：１６ｓｃｃｍ
Ａｒガス：１５０ｓｃｃｍ
・第１の高周波：１００ＭＨｚ、５００Ｗの連続波
・下部電極１８に対する負極性の直流電圧
電圧値：－３０００Ｖ
周波数：２００ｋＨｚ
・処理時間：６０秒

【0067】

第１の評価実験では、天板３４のチャンバ１２ｃ側の面に貼り付けられたサンプルのシリコン酸化膜のエッチング量（膜厚減少量）、チャンバ本体１２の側壁に貼り付けられたサンプルのシリコン酸化膜のエッチング量（膜厚減少量）、静電チャック２０上に載置されたサンプルのシリコン酸化膜のエッチング量（膜厚減少量）を測定した。図１２の（ａ）は、第１の評価実験で求めた、デューティー比と、天板３４のチャンバ１２ｃ側の面に貼り付けられたサンプルのシリコン酸化膜のエッチング量との関係を示すグラフである。図１２の（ｂ）は、第１の評価実験で求めた、デューティー比と、チャンバ本体１２の側壁に貼り付けられたサンプルのシリコン酸化膜のエッチング量との関係を示すグラフである。図１３は、第１の評価実験で求めた、デューティー比と、静電チャック２０上に載置されたサンプルのシリコン酸化膜のエッチング量との関係を示すグラフである。

【0068】

図１３に示すように、静電チャック２０上に載置されたサンプルのシリコン酸化膜のエッチング量のデューティー比に対する依存性は少なかった。また、図１２の（ａ）及び図１２の（ｂ）に示すように、デューティー比が３５％以下である場合に、天板３４のチャンバ１２ｃ側の面に貼り付けられたサンプルのシリコン酸化膜のエッチング量、及び、チャンバ本体１２の側壁に貼り付けられたサンプルのシリコン酸化膜のエッチング量は、相当に小さくなっていた。したがって、第１の評価実験により、各々の周期ＰＤＣ内において負極性の直流電圧が下部電極１８に印加される期間が占めるデューティー比に対する、基板のエッチングレートの依存性は少ないことが確認された。また、デューティー比が小さい場合、特にデューティー比が３５％以下である場合には、チャンバ本体１２のエッチングレートが大きく低下すること、即ち、チャンバ本体１２の内壁に照射されるイオンのエネルギーが小さくなることが確認された。なお、図１２の（ａ）及び図１２の（ｂ）のグラフから、デューティー比が４０％以下であれば、チャンバ本体１２の内壁に照射されるイオンのエネルギーが相当に小さくなるものと推測される。

【0069】

（第２の評価実験）

【0070】

第２の評価実験では、プラズマ処理装置１０の天板３４のチャンバ１２ｃ側の面及びチャンバ本体１２の側壁のそれぞれに、シリコン酸化膜を有するサンプルを貼り付け、また、静電チャック２０上にシリコン酸化膜を有するサンプルを載置して、以下に示す条件のプラズマ処理を行った。

【0071】

＜第２の評価実験におけるプラズマ処理の条件＞
・チャンバ１２ｃの圧力：２０ｍＴｏｒｒ（２．６６Ｐａ）
・チャンバ１２ｃに供給されたガスの流量
Ｃ_４Ｆ_８ガス：２４ｓｃｃｍ
Ｏ_２ガス：１６ｓｃｃｍ
Ａｒガス：１５０ｓｃｃｍ
・第１の高周波：１００ＭＨｚ、５００Ｗの連続波
・下部電極１８に対する負極性の直流電圧
電圧値：－３０００Ｖ
周波数：２００ｋＨｚ
デューティー比：３５％
・処理時間：６０秒

【0072】

また、比較実験において、プラズマ処理装置１０の天板３４のチャンバ１２ｃ側の面及びチャンバ本体１２の側壁のそれぞれに、シリコン酸化膜を有するサンプルを貼り付け、また、静電チャック２０上にシリコン酸化膜を有するサンプルを載置して、以下に示す条件のプラズマ処理を行った。なお、比較実験における第２の高周波の条件は、静電チャック２０上に載置されたサンプルのシリコン酸化膜のエッチング量（膜厚減少量）が第２の評価実験のプラズマ処理と比較実験のプラズマ処理とで略同等になるように設定した。

【0073】

＜比較実験におけるプラズマ処理の条件＞
・チャンバ１２ｃの圧力：２０ｍＴｏｒｒ（２．６６Ｐａ）
・チャンバ１２ｃに供給されるガスの流量
Ｃ_４Ｆ_８ガス：２４ｓｃｃｍ
Ｏ_２ガス：１６ｓｃｃｍ
Ａｒガス：１５０ｓｃｃｍ
・第１の高周波：１００ＭＨｚ、５００Ｗの連続波
・第２の高周波：４００ｋＨｚ、２５００Ｗの連続波
・処理時間：６０秒

【0074】

第２の評価実験及び比較実験の各々では、天板３４のチャンバ１２ｃ側の面に貼り付けられたサンプルのシリコン酸化膜のエッチング量（膜厚減少量）、及び、チャンバ本体１２の側壁に貼り付けられたサンプルのシリコン酸化膜のエッチング量（膜厚減少量）を測定した。図１４の（ａ）は、第２の評価実験及び比較実験の各々で求めた、天板３４のチャンバ１２ｃ側の面に貼り付けられたサンプルのシリコン酸化膜のエッチング量を示すグラフであり、図１４の（ｂ）は、第２の評価実験及び比較実験の各々で求めた、チャンバ本体１２の側壁に貼り付けられたサンプルのシリコン酸化膜のエッチング量を示すグラフである。図１４の（ａ）のグラフにおいて、横軸は、天板３４のチャンバ１２ｃ側の面に貼り付けられたサンプル内の測定位置のチャンバ１２ｃの中心からの径方向の距離を示しており、縦軸は、天板３４のチャンバ１２ｃ側の面に貼り付けられたサンプルのシリコン酸化膜のエッチング量を示している。図１４の（ｂ）のグラフにおいて、横軸は、チャンバ１２ｃ側壁に貼り付けられたサンプル内の測定位置の天板３４のチャンバ１２ｃ側の面からの垂直方向の距離を示しており、縦軸は、チャンバ本体１２の側壁に貼り付けられたサンプルのシリコン酸化膜のエッチング量を示している。

【0075】

図１４の（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２の高周波を用いた比較実験に比べて、下部電極１８に周期的に負極性の直流電圧を印加した第２の評価実験では、天板３４のチャンバ１２ｃ側の面に貼り付けられたサンプルのシリコン酸化膜、及び、チャンバ本体１２の側壁に貼り付けられたサンプルのシリコン酸化膜のエッチング量が相当に小さくなっていた。したがって、第２の高周波、即ち、バイアス用の高周波を用いる場合に比べて、下部電極１８に周期的に負極性の直流電圧を印加することにより、静電チャック２０上の基板に照射されるイオンのエネルギーの低下を抑制しつつ、チャンバ本体１２の壁面及び上部電極３０の壁面に照射されるイオンのエネルギーを大きく低減させることが可能であることが確認された。

【符号の説明】

【0076】

１０…プラズマ処理装置、１２…チャンバ本体、１２ｃ…チャンバ、１６…ステージ、１８…下部電極、２０…静電チャック、３０…上部電極、３４…天板、５０…排気装置、６１…第１の高周波電源、６２…第２の高周波電源、６４…整合器、７０…直流電源、７２…切替ユニット、７４…高周波フィルタ、７６…波形調整器、ＰＣ…コントローラ、ＭＣ…主制御部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】