JP7588516B2 - Plasma Processing Equipment - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

以下の開示は、プラズマ処理装置に関する。The following disclosure relates to a plasma processing apparatus.

特許文献１は、誘導結合型プラズマ（Inductively Coupled Plasma: ICP、トランス結合型プラズマ（Transformer Coupled Plasma: TCP）とも呼ぶ。）を用いた装置においてＲＦ（Radio Frequency）信号をパルス化する技術が開示されている。この特許文献１は、例えば、コイルに供給するソースＲＦ信号とチャックに供給するバイアスＲＦ信号とをパルスシーケンスが逆になるように同期させることを開示している。Patent Document 1 discloses a technique for pulsing an RF (Radio Frequency) signal in an apparatus using inductively coupled plasma (ICP, also called transformer coupled plasma (TCP)). For example,Patent Document 1 discloses synchronizing a source RF signal supplied to a coil and a bias RF signal supplied to a chuck so that their pulse sequences are reversed.

米国特許出願公開第２０１７／００４０１７４号明細書US Patent Application Publication No. 2017/0040174

本開示は、プラズマエッチングの処理性能を向上させることができる技術を提供する。This disclosure provides technology that can improve the processing performance of plasma etching.

本開示の一態様によるプラズマ処理装置は、プラズマ処理チャンバと、基板支持部と、ソースＲＦ生成部と、バイアスＲＦ生成部と、を備える。基板支持部は、プラズマ処理チャンバ内に配置される。ソースＲＦ生成部は、プラズマ処理チャンバに結合され、ソースＲＦ信号を生成するように構成される。ソースＲＦ信号は、複数のソースサイクルを含み、各ソースサイクルは、ソースオン状態及びソースオフ状態を含む。ソースオン状態は、少なくとも２つのソースパワーレベルを有する。バイアスＲＦ生成部は、バイアスＲＦ信号を下部電極に供給するように構成される。バイアスＲＦ信号は、複数のソースサイクルにそれぞれ対応する複数のバイアスサイクルを含む。各バイアスサイクルは、バイアスオン状態及びバイアスオフ状態を含む。バイアスオン状態は、少なくとも２つのバイアスパワーレベルを有する。第１のバイアスサイクルにおけるバイアスオン状態への遷移タイミングは、第１のバイアスサイクルに対応する第１のソースサイクルにおけるソースオン状態への遷移タイミングに対してずらされる。A plasma processing apparatus according to an aspect of the present disclosure includes a plasma processing chamber, a substrate support, a source RF generating unit, and a bias RF generating unit. The substrate support is disposed within the plasma processing chamber. The source RF generating unit is coupled to the plasma processing chamber and configured to generate a source RF signal. The source RF signal includes a plurality of source cycles, each of which includes a source-on state and a source-off state. The source-on state has at least two source power levels. The bias RF generating unit is configured to supply a bias RF signal to the lower electrode. The bias RF signal includes a plurality of bias cycles, each of which corresponds to the plurality of source cycles. Each bias cycle includes a bias-on state and a bias-off state. The bias-on state has at least two bias power levels. The transition timing to the bias-on state in a first bias cycle is shifted relative to the transition timing to the source-on state in a first source cycle corresponding to the first bias cycle.

本開示によれば、プラズマエッチングの処理性能を向上させることができる。This disclosure makes it possible to improve the processing performance of plasma etching.

図１は、実施形態に係るプラズマ処理装置の構成の概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of the configuration of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.図２は、図１のプラズマ処理装置の構成の一例を示す概略縦断面図である。FIG. 2 is a schematic vertical sectional view showing an example of the configuration of the plasma processing apparatus shown in FIG.図３は、実施形態に係るプラズマ処理の流れの一例を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an example of the flow of the plasma processing according to the embodiment.図４は、実施形態に係るプラズマ処理により処理される基板の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a substrate to be processed by the plasma processing according to the embodiment.図５は、実施形態に係るプラズマ処理に用いるＲＦ信号の３レベル波形の一例を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining an example of a three-level waveform of an RF signal used in the plasma processing according to the embodiment.図６は、ソース電力およびバイアス電力の値とプラズマの状態を示す物理量との関係について説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the values of the source power and bias power and the physical quantities indicating the state of plasma.図７は、実施形態に係るプラズマ処理に用いるＲＦ信号の３レベル波形の他の例を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining another example of a three-level waveform of an RF signal used in the plasma processing according to the embodiment.図８は、実施形態に係るプラズマ処理に用いるＲＦ信号の４レベル波形の一例を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining an example of a four-level waveform of an RF signal used in the plasma processing according to the embodiment.図９Ａは、実施形態に係るプラズマ処理に用いるＲＦ信号の遅延について説明するための図である。FIG. 9A is a diagram for explaining a delay of an RF signal used in the plasma processing according to the embodiment.図９Ｂは、実施形態に係るプラズマ処理に用いるＲＦ信号の遅延について説明するための他の図である。FIG. 9B is another diagram for explaining the delay of the RF signal used in the plasma processing according to the embodiment.図９Ｃは、実施形態に係るプラズマ処理に用いるＲＦ信号の遅延について説明するためのさらに他の図である。FIG. 9C is yet another diagram for explaining the delay of the RF signal used in the plasma processing according to the embodiment.図９Ｄは、実施形態に係るプラズマ処理に用いるＲＦ信号の遅延について説明するためのさらに他の図である。FIG. 9D is yet another diagram for explaining the delay of the RF signal used in the plasma processing according to the embodiment.図１０は、実施形態に係るプラズマ処理のＲＦ電力供給におけるパワーレベルの組み合わせシーケンスについて説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a combination sequence of power levels in the RF power supply in the plasma processing according to the embodiment.図１１は、実施形態に係るプラズマ処理のＲＦ電力供給の流れの例を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing an example of a flow of RF power supply in plasma processing according to this embodiment.図１２は、エッチングにおいて発生する形状異常の例について説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining an example of a shape abnormality that occurs during etching.

以下に、本開示によるプラズマ処理装置を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。Below, a detailed description will be given of a form for implementing a plasma processing apparatus according to the present disclosure (hereinafter, referred to as an "embodiment") with reference to the drawings. Note that the present disclosure is not limited to this embodiment. Furthermore, each embodiment can be appropriately combined as long as the processing content is not contradictory. Furthermore, the same parts in each of the following embodiments are given the same reference numerals, and duplicated descriptions will be omitted.

（エッチングにおいて発生する形状異常の例）
まず、実施形態について説明する前にシリコン膜のエッチングにおいて発生する形状異常の例について説明する。図１２は、シリコン膜のエッチングにおいて発生する形状異常の例について説明するための図である。(Example of shape abnormality that occurs during etching)
Before describing the embodiment, an example of a shape abnormality occurring during etching of a silicon film will be described below. FIG 12 is a diagram for explaining an example of a shape abnormality occurring during etching of a silicon film.

近年、半導体製造技術において、アスペクト比が高い孔を加工する技術が注目されている。一例として高アスペクト比コンタクト（High Aspect Ratio Contact: HARC）がある。ＨＡＲＣは、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）や３次元ＮＡＮＤに用いられる。ＤＲＡＭに用いるＨＡＲＣのアスペクト比は例えば４５であり、３次元ＮＡＮＤに用いるＨＡＲＣのアスペクト比は６５を超える。In recent years, technology for processing holes with high aspect ratios has been attracting attention in semiconductor manufacturing technology. One example is High Aspect Ratio Contact (HARC). HARC is used in DRAM (Dynamic Random Access Memory) and 3D NAND. The aspect ratio of HARC used in DRAM is, for example, 45, while the aspect ratio of HARC used in 3D NAND exceeds 65.

形成する孔のアスペクト比が高くなるにつれ、垂直方向にまっすぐに孔を形成することが難しくなっている。たとえば、図１２の（Ａ）に示すように、孔の底部付近に近づくにつれ先細りする現象が発生する。この現象の原因としてはたとえば、プラズマ中のイオンの入射方向が孔の深さ方向に対して斜めになり、イオンが孔の底部まで輸送されにくいことが考えられる。また、イオンが孔の中に滞留して、続くイオンの進路を阻害すること等が考えられる。As the aspect ratio of the hole to be formed increases, it becomes more difficult to form a hole that is vertically straight. For example, as shown in Figure 12 (A), a phenomenon occurs in which the hole tapers as it approaches the bottom. This phenomenon may be caused, for example, by the incident direction of ions in the plasma being oblique to the depth direction of the hole, making it difficult for the ions to be transported to the bottom of the hole. Another possible cause is that ions may become trapped in the hole and block the path of subsequent ions.

また、図１２の（Ｂ）に示すように、基板にエッチングにより削られた物質や、プラズマによって生じた反応生成物が堆積する場合もある。孔の開口付近にかかる物質が堆積すると孔の開口が閉塞し、エッチングが進まなくなる。また、開口が完全に閉塞しなくても孔の内部にエッチングにより生じた生成物が滞留する場合がある。孔の内部に生成物が滞留するとイオンが孔の内部に到達しにくくなり、孔の形状がゆがんだりエッチングが進まなくなったりする。Also, as shown in Figure 12 (B), materials removed by etching and reaction products generated by plasma may accumulate on the substrate. If such materials accumulate near the opening of the hole, the opening of the hole will be blocked and etching will not proceed. Even if the opening is not completely blocked, products generated by etching may remain inside the hole. If products remain inside the hole, it becomes difficult for ions to reach the inside of the hole, causing the shape of the hole to become distorted and preventing etching from proceeding.

また、エッチングによりマスクの開口の縁部分が削れる場合がある。この場合、図１２の（Ｃ）に示すように、イオンの孔に対する入射方向が歪み、孔の側壁にあたって孔の形が樽状に歪むボーイングと呼ばれる現象が発生することがある。In addition, etching may remove the edges of the mask openings. In this case, as shown in FIG. 12C, the direction of the ions entering the hole may become distorted, causing a phenomenon called bowing, in which the ions hit the sidewall of the hole and distort the shape of the hole into a barrel shape.

このように、高アスペクト比のプラズマ処理は、プラズマ中で生成されるラジカルやイオン、プラズマ処理によって発生する反応生成物によって処理性能が左右される。このため、プラズマ処理の進行度合いに応じて、生成される反応種、ラジカル、副生成物等を個別に制御できる技術が望まれる。In this way, the processing performance of high aspect ratio plasma processing depends on the radicals and ions generated in the plasma and the reaction products generated by the plasma processing. For this reason, technology is needed that can individually control the reactive species, radicals, by-products, etc. that are generated depending on the progress of the plasma processing.

（実施形態）
以下に説明する実施形態においては、プラズマ生成時に用いるＲＦ（高周波）電力をパルス状に印加することで、プラズマ処理のパラメータである各物理量を制御する。制御する物理量はたとえば、イオンエネルギー、イオン入射角、ラジカルフラックス、イオンフラックス、副生成物の量、等である。(Embodiment)
In the embodiment described below, the RF (radio frequency) power used for generating plasma is applied in a pulsed manner to control various physical quantities, which are parameters of the plasma processing, such as ion energy, ion incidence angle, radical flux, ion flux, amount of by-products, etc.

以下に説明する実施形態に係るプラズマ処理装置はＩＣＰ装置である。実施形態のプラズマ処理装置の制御部は、コイル（アンテナ）に供給されるＲＦ電力（ソースＲＦ信号、ソース電力）を制御信号により制御する。一実施形態において、ソースＲＦ信号の供給により、高密度のプラズマが生成される。なお、ＲＦ電力の供給は多様な態様で実現できる。たとえば、予め準備したプログラムに基づき、プラズマ処理装置の制御部が複数のソースＲＦ生成部からの電力供給経路を切り替えて、異なるパワーレベルのソース電力を順次パルス状に供給してもよい。The plasma processing apparatus according to the embodiment described below is an ICP apparatus. The control unit of the plasma processing apparatus according to the embodiment controls the RF power (source RF signal, source power) supplied to the coil (antenna) using a control signal. In one embodiment, high-density plasma is generated by supplying a source RF signal. The supply of RF power can be realized in various ways. For example, based on a previously prepared program, the control unit of the plasma processing apparatus may switch the power supply paths from multiple source RF generating units to sequentially supply source power of different power levels in pulses.

コイルにＲＦ電力が供給される期間をオン期間、コイルへのＲＦ電力供給が停止される期間をオフ期間と呼ぶ。ソースＲＦ信号は、オン期間に対応する第１状態たとえばオン状態（ソースオン状態）と、オフ期間に対応する第２状態たとえばオフ状態（ソースオフ状態）と、を有する。ソースＲＦ信号は、第１状態のオン期間とそれに続く第２状態のオフ期間とで１周期（ソースサイクル）をなすパルス信号である。ソースＲＦ信号の周波数はたとえば、約０．１ｋＨｚ～約１０ｋＨｚであってよい。The period during which RF power is supplied to the coil is called the on period, and the period during which the supply of RF power to the coil is stopped is called the off period. The source RF signal has a first state, such as an on state (source on state), corresponding to the on period, and a second state, such as an off state (source off state), corresponding to the off period. The source RF signal is a pulse signal in which the on period of the first state followed by the off period of the second state constitutes one period (source cycle). The frequency of the source RF signal may be, for example, about 0.1 kHz to about 10 kHz.

なお、実施形態のソースＲＦ信号は、第１状態中、２以上のレベル（たとえば、第１ソースパワーレベル、第２ソースパワーレベル）に遷移してもよい。たとえば、ソースＲＦ信号は、第１状態中、４レベル間を遷移してもよい。たとえば、ソースＲＦ信号の第１状態は、予め定められた値のＲＦ電力がコイルに供給される第１レベルと、第１レベルよりも低い値のＲＦ電力がコイルに供給される第２レベルと、第２レベルよりも低い値のＲＦ電力がコイルに供給される第３レベルと、を有してもよい。たとえば、ソースＲＦ信号は、コイルに２７ＭＨｚ、約１３００ワットのＲＦ電力が供給される第１レベルと、コイルに約４００ワットのＲＦ電力が供給される第２レベルと、コイルに約５０ワットのＲＦ電力が供給される第３レベルと、を有してもよい。なお、第１レベルのソース電力はたとえば、約３００ワット～約５００ワットであってもよい。第２レベルのソース電力は、残留ラディカル状態によって任意に設定可能である。なお以下の記載中、第１状態中、第１～第３レベルをそれぞれ、ハイレベル、ミドルレベル、ローレベルとも呼ぶ。また、一つの波形中にオン状態のレベルが２つしか含まれない場合、実際の値に関わらず、ハイレベル、ローレベルと呼ぶ。また、以下の説明中、ハイレベル、ミドルレベル、ローレベルのソース電力Ｐ_Ｓを各々、Ｐ_ＳＨ，Ｐ_ＳＭ，Ｐ_ＳＬとも表記する。また、ソースＲＦ信号がオフ状態のときのソース電力Ｐ_Ｓの値をＰ_ＳＯＦＦとも表記する。 In addition, the source RF signal of the embodiment may transition to two or more levels (for example, a first source power level, a second source power level) during the first state. For example, the source RF signal may transition between four levels during the first state. For example, the first state of the source RF signal may have a first level at which a predetermined value of RF power is supplied to the coil, a second level at which a value of RF power lower than the first level is supplied to the coil, and a third level at which a value of RF power lower than the second level is supplied to the coil. For example, the source RF signal may have a first level at which 27 MHz, approximately 1300 watts of RF power is supplied to the coil, a second level at which approximately 400 watts of RF power is supplied to the coil, and a third level at which approximately 50 watts of RF power is supplied to the coil. In addition, the source power of the first level may be, for example, approximately 300 watts to approximately 500 watts. The source power of the second level can be set arbitrarily depending on the remaining radical state. In the following description, the first to third levels in the first state are also referred to as the high level, middle level, and low level, respectively. When only two levels in the on state are included in one waveform, they are referred to as the high level and the low level regardless of the actual values. In the following description, the source power P_S at the high level, middle level, and low level are also referred to as P_SH , P_SM , and P_SL, respectively. In addition, the value of the source power P_S when the source RF signal is in the off state is also referred to as P_SOFF .

制御部はまた、プラズマ処理装置の下部電極に供給するＲＦ電力（バイアスＲＦ信号、バイアス電力）を制御信号により制御する。一実施形態において、バイアスＲＦ信号の供給により、下部電極上に載置される基板においてイオン結合が生じ、反応種およびラジカルが生成される。なお、ＲＦ電力の供給は多様な態様で実現できる。たとえば、予め準備したプログラムに基づき、プラズマ処理装置の制御部が複数のバイアスＲＦ生成部からの電力供給経路を切り替えて、異なるパワーレベルのバイアス電力を順次パルス状に供給してもよい。The control unit also controls the RF power (bias RF signal, bias power) supplied to the lower electrode of the plasma processing device using a control signal. In one embodiment, the supply of the bias RF signal causes ionic bonds to occur in the substrate placed on the lower electrode, generating reactive species and radicals. The supply of RF power can be realized in a variety of ways. For example, based on a previously prepared program, the control unit of the plasma processing device may switch between power supply paths from multiple bias RF generating units to sequentially supply bias power of different power levels in pulses.

下部電極にＲＦ電力が供給される期間をオン期間、下部電極へのＲＦ電力供給が停止する期間をオフ期間と呼ぶ。バイアスＲＦ信号は、オン期間に対応する第１状態たとえばオン状態（バイアスオン状態）と、オフ期間に対応する第２状態たとえばオフ状態（バイアスオフ状態）と、を有する。バイアスＲＦ信号は、第１状態のオン期間とそれに続く第２状態のオフ期間とで１周期（バイアスサイクル）をなすパルス信号である。バイアスＲＦ信号の周波数はたとえば、約０．１ｋＨｚ～約１０ｋＨｚであってよい。The period during which RF power is supplied to the lower electrode is called the on period, and the period during which the supply of RF power to the lower electrode is stopped is called the off period. The bias RF signal has a first state, such as an on state (bias on state), corresponding to the on period, and a second state, such as an off state (bias off state), corresponding to the off period. The bias RF signal is a pulse signal in which the on period of the first state followed by the off period of the second state constitutes one period (bias cycle). The frequency of the bias RF signal may be, for example, about 0.1 kHz to about 10 kHz.

なお、実施形態のバイアスＲＦ信号は、第１状態中、２以上のレベル（たとえば、第１バイアスパワーレベル、第２バイアスパワーレベル）に遷移してもよい。たとえば、バイアスＲＦ信号は、第１状態中、４レベル間を遷移してもよい。たとえば、バイアスＲＦ信号の第１状態は、予め定められた値のＲＦ電力が下部電極に供給される第１レベルと、第１レベルよりも低い値のＲＦ電力が下部電極に供給される第２レベルと、第２レベルよりも低い値のＲＦ電力が下部電極に供給される第３レベルと、を有してもよい。たとえば、バイアスＲＦ信号は、下部電極に１３Ｍｈｚ、約９００ワットのＲＦ電力が供給される第１レベルと、下部電極に約２７０ワットのＲＦ電力が供給される第２レベルと、下部電極に約１８０ワットのＲＦ電力が供給される第３レベルと、を有してもよい。なお、第１レベルのバイアス電力はたとえば、約３００ワット～約５００ワットであってもよい。また、第２レベルのバイアス電力は、残留ラディカル状態によって任意に設定可能である。なお以下の記載中、第１状態中、第１～第３レベルをそれぞれ、ハイレベル、ミドルレベル、ローレベルとも呼ぶ。また、一つの波形中にオン状態のレベルが２つしか含まれない場合、実際の値に関わらず、ハイレベル、ローレベルと呼ぶ。また、以下の説明中、ハイレベル、ミドルレベル、ローレベルのバイアス電力Ｐ_Ｂを各々、Ｐ_ＢＨ，Ｐ_ＢＭ，Ｐ_ＢＬとも表記する。また、バイアスＲＦ信号がオフ状態のときのバイアス電力Ｐ_Ｂの値をＰ_ＢＯＦＦとも表記する。 The bias RF signal of the embodiment may transition to two or more levels (for example, a first bias power level, a second bias power level) during the first state. For example, the bias RF signal may transition between four levels during the first state. For example, the first state of the bias RF signal may have a first level at which a predetermined value of RF power is supplied to the lower electrode, a second level at which a value of RF power lower than the first level is supplied to the lower electrode, and a third level at which a value of RF power lower than the second level is supplied to the lower electrode. For example, the bias RF signal may have a first level at which 13 Mhz, approximately 900 watts of RF power is supplied to the lower electrode, a second level at which approximately 270 watts of RF power is supplied to the lower electrode, and a third level at which approximately 180 watts of RF power is supplied to the lower electrode. The bias power of the first level may be, for example, approximately 300 watts to approximately 500 watts. The bias power of the second level can be set arbitrarily depending on the residual radical state. In the following description, the first to third levels in the first state are also referred to as the high level, middle level, and low level, respectively. When only two levels in the on state are included in one waveform, they are referred to as the high level and the low level regardless of the actual values. In the following description, the high level, middle level, and low level bias power P_B are also referred to as P_BH , P_BM , and P_BL, respectively. In addition, the value of bias power P_B when the bias RF signal is in the off state is also referred to as P_BOFF .

以下にまず、プラズマ処理を実行するプラズマ処理装置の構成例について説明する。First, an example of the configuration of a plasma processing apparatus that performs plasma processing will be described below.

（実施形態に係るプラズマ処理装置の構成例）
図１は、実施形態に係るプラズマ処理装置の構成の概念図である。図２は、図１のプラズマ処理装置の構成の一例を示す概略縦断面図である。図１および図２を参照し、実施形態に係るプラズマ処理装置１について説明する。なお、図２に示すプラズマ処理装置１は、いわゆる誘導結合型プラズマ（Inductively-coupled plasma：ＩＣＰ）装置であり、誘導結合型プラズマを生成するためのプラズマ源を有する。(Configuration Example of Plasma Processing Apparatus According to the Embodiment)
Fig. 1 is a conceptual diagram of a configuration of a plasma processing apparatus according to an embodiment. Fig. 2 is a schematic vertical cross-sectional view showing an example of the configuration of the plasma processing apparatus of Fig. 1. Aplasma processing apparatus 1 according to an embodiment will be described with reference to Fig. 1 and Fig. 2. Theplasma processing apparatus 1 shown in Fig. 2 is a so-called inductively-coupled plasma (ICP) apparatus, and has a plasma source for generating inductively-coupled plasma.

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、電力供給部３０及び排気システム４０を含む。プラズマ処理チャンバ１０は、誘電体窓１０ａ及び側壁１０ｂを含む。誘電体窓１０ａ及び側壁１０ｂは、プラズマ処理チャンバ１０内のプラズマ処理空間１０ｓを規定する。また、プラズマ処理装置１は、プラズマ処理空間１０ｓ内に配置された支持部１１、エッジリング１２、ガス導入部１３及びアンテナ１４を含む。支持部１１は、基板支持部１１ａ及びエッジリング支持部１１ｂを含む。エッジリング支持部１１ｂは、基板支持部１１ａの外周面を囲むように配置される。アンテナ１４は、プラズマ処理チャンバ１０（誘電体窓１０ａ）の上部又は上方に配置される。Theplasma processing apparatus 1 includes aplasma processing chamber 10, agas supply unit 20, apower supply unit 30, and anexhaust system 40. Theplasma processing chamber 10 includes adielectric window 10a and asidewall 10b. Thedielectric window 10a and thesidewall 10b define aplasma processing space 10s in theplasma processing chamber 10. Theplasma processing apparatus 1 also includes asupport unit 11, anedge ring 12, agas introduction unit 13, and anantenna 14 arranged in theplasma processing space 10s. Thesupport unit 11 includes asubstrate support unit 11a and an edgering support unit 11b. The edgering support unit 11b is arranged to surround the outer peripheral surface of thesubstrate support unit 11a. Theantenna 14 is arranged at or above the plasma processing chamber 10 (dielectric window 10a).

基板支持部１１ａは、基板支持領域を有し、基板支持領域上で基板を支持するように構成される。一実施形態において、基板支持部１１ａは、静電チャック及び下部電極を含む。下部電極は、静電チャックの下に配置される。静電チャックは、基板支持領域として機能する。また、図示は省略するが、一実施形態において、基板支持部１１ａは、静電チャック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、流路、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路には、冷媒、伝熱ガスのような温調流体が流れる。Thesubstrate support 11a has a substrate support region and is configured to support a substrate on the substrate support region. In one embodiment, thesubstrate support 11a includes an electrostatic chuck and a lower electrode. The lower electrode is disposed below the electrostatic chuck. The electrostatic chuck functions as the substrate support region. Although not shown, in one embodiment, thesubstrate support 11a may include a temperature control module configured to adjust at least one of the electrostatic chuck and the substrate to a target temperature. The temperature control module may include a heater, a flow path, or a combination thereof. A temperature control fluid, such as a refrigerant or a heat transfer gas, flows through the flow path.

エッジリング１２は、下部電極の周縁部上面において基板Ｗを囲むように配置される。 エッジリング支持部１１ｂは、エッジリング支持領域を有し、エッジリング支持領域上でエッジリング１２を支持するように構成される。Theedge ring 12 is disposed on the upper peripheral surface of the lower electrode so as to surround the substrate W. Theedge ring support 11b has an edge ring support region and is configured to support theedge ring 12 on the edge ring support region.

ガス導入部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に供給するように構成される。一実施形態において、ガス導入部１３は、中央ガス注入部１３ａ及び／又は側壁ガス注入部１３ｂを含む。中央ガス注入部１３ａは、基板支持部１１ａの上方に配置され、誘電体窓１０ｃに形成された中央開口部に取り付けられる。側壁ガス注入部１３ｂは、プラズマ処理チャンバ１０の側壁に形成された複数の側壁開口部に取り付けられる。Thegas inlet 13 is configured to supply at least one process gas from thegas supply 20 to theplasma processing space 10s. In one embodiment, thegas inlet 13 includes acentral gas inlet 13a and/or asidewall gas inlet 13b. Thecentral gas inlet 13a is disposed above thesubstrate support 11a and is attached to a central opening formed in the dielectric window 10c. Thesidewall gas inlet 13b is attached to a plurality of sidewall openings formed in the sidewall of theplasma processing chamber 10.

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、１又はそれ以上の処理ガスを、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を介してガス導入部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、１又はそれ以上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もよい。Thegas supply 20 may include at least onegas source 21 and at least oneflow controller 22. In one embodiment, thegas supply 20 is configured to supply one or more process gases from arespective gas source 21 to the gas inlet via arespective flow controller 22. Eachflow controller 22 may include, for example, a mass flow controller or a pressure-controlled flow controller. Additionally, thegas supply 20 may include one or more flow modulation devices to modulate or pulse the flow rate of one or more process gases.

電力供給部３０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＲＦ電力供給部３１を含む。ＲＦ電力供給部３１は、ＲＦ信号（ＲＦ電力、たとえばソースＲＦ信号およびバイアスＲＦ信号）を、下部電極及びアンテナ１４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生成される。一実施形態において、ＲＦ信号は、パルス化される。これにより、パルスＲＦ信号、パルスＲＦ電力、パルスソースＲＦ信号、およびパルスバイアスＲＦ信号が生成される。Thepower supply 30 includes anRF power supply 31 coupled to theplasma processing chamber 10. TheRF power supply 31 is configured to supply RF signals (RF power, e.g., a source RF signal and a bias RF signal) to the lower electrode and theantenna 14. This generates a plasma from at least one process gas supplied to theplasma processing space 10s. In one embodiment, the RF signal is pulsed. This generates a pulsed RF signal, a pulsed RF power, a pulsed source RF signal, and a pulsed bias RF signal.

一実施形態において、ＲＦ電力供給部３１は、ソースＲＦ生成部３１ａ及びバイアスＲＦ生成部３１ｂを含む。ソースＲＦ生成部３１ａ及びバイアスＲＦ生成部３１ｂは、プラズマ処理チャンバ１０に結合される。一実施形態において、ソースＲＦ生成部３１ａは、アンテナ１４に結合され、バイアスＲＦ生成部３１ｂは、基板支持部１１ａ内の下部電極に結合される。ソースＲＦ生成部３１ａは、少なくとも１つのソースＲＦ信号を生成するように構成される。一実施形態において、ソースＲＦ信号は、２７ＭＨｚ～１００ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。生成されたソースＲＦ信号は、アンテナ１４に供給される。バイアスＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも１つのバイアスＲＦ信号を生成するように構成される。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。生成されたバイアスＲＦ信号は、下部電極に供給される。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つのＲＦ信号の振幅がパルス化又は変調されてもよい。振幅変調は、オン状態とオフ状態との間、あるいは、２又はそれ以上の異なるオン状態の間でＲＦ信号振幅をパルス化することを含んでもよい。In one embodiment, theRF power supply 31 includes asource RF generator 31a and abias RF generator 31b. Thesource RF generator 31a and thebias RF generator 31b are coupled to theplasma processing chamber 10. In one embodiment, thesource RF generator 31a is coupled to theantenna 14, and thebias RF generator 31b is coupled to the lower electrode in thesubstrate support 11a. Thesource RF generator 31a is configured to generate at least one source RF signal. In one embodiment, the source RF signal has a frequency in the range of 27 MHz to 100 MHz. The generated source RF signal is provided to theantenna 14. Thebias RF generator 31b is configured to generate at least one bias RF signal. The bias RF signal has a lower frequency than the source RF signal. In one embodiment, the bias RF signal has a frequency in the range of 400 kHz to 13.56 MHz. The generated bias RF signal is provided to the lower electrode. Also, in various embodiments, the amplitude of at least one of the source RF signal and the bias RF signal may be pulsed or modulated. Amplitude modulation may include pulsing the RF signal amplitude between an on state and an off state, or between two or more different on states.

また、電力供給部３０は、ＤＣ電力供給部３２を含んでもよい。 一実施形態において、ＤＣ電力供給部３２は、少なくとも１つのＤＣ電圧を下部電極に印加するように構成される。一実施形態において、少なくとも１つのＤＣ電圧が、静電チャック内の電極のような他の電極に印加されてもよい。一実施形態において、ＤＣ信号は、パルス化されてもよい。また、ＤＣ電力供給部３２は、ＲＦ電力供給部３１に加えて設けられてもよく、バイアスＲＦ生成部３１ｂに代えて設けられてもよい。Thepower supply 30 may also include aDC power supply 32. In one embodiment, theDC power supply 32 is configured to apply at least one DC voltage to the lower electrode. In one embodiment, the at least one DC voltage may be applied to other electrodes, such as electrodes in an electrostatic chuck. In one embodiment, the DC signal may be pulsed. TheDC power supply 32 may also be provided in addition to theRF power supply 31 or may be provided in place of thebias RF generator 31b.

アンテナ１４は、１又は複数のコイル（ＩＣＰコイル）を含む。一実施形態において、アンテナ１４は、同軸上に配置された外側コイルおよび内側コイルを含んでもよい。この場合、ＲＦ電力供給部３１は、外側コイルおよび内側コイルの双方に接続されてもよく、外側コイルおよび内側コイルのうちいずれか一方に接続されてもよい。前者の場合、同一のＲＦ生成部が外側コイルおよび内側コイルの双方に接続されてもよく、別個のＲＦ生成部が外側コイルおよび内側コイルに別々に接続されてもよい。Theantenna 14 includes one or more coils (ICP coils). In one embodiment, theantenna 14 may include an outer coil and an inner coil arranged coaxially. In this case, theRF power supply 31 may be connected to both the outer coil and the inner coil, or to either the outer coil or the inner coil. In the former case, the same RF generator may be connected to both the outer coil and the inner coil, or separate RF generators may be connected separately to the outer coil and the inner coil.

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排気口（ガス出口）に接続され得る。排気システム４０は、圧力弁及び真空ポンプを含んでもよい。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、粗引きポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。Theexhaust system 40 may be connected to an exhaust port (gas outlet) provided at the bottom of theplasma processing chamber 10, for example. Theexhaust system 40 may include a pressure valve and a vacuum pump. The vacuum pump may include a turbomolecular pump, a roughing pump, or a combination thereof.

一実施形態において、制御部（図２の制御装置５０に対応）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。制御部は、例えばコンピュータを含んでもよい。コンピュータは、例えば、処理部（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、記憶部、及び通信インターフェースを含んでもよい。処理部は、記憶部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。In one embodiment, the control unit (corresponding to thecontrol device 50 in FIG. 2) processes computer-executable instructions that cause theplasma processing apparatus 1 to perform the various steps described in this disclosure. The control unit may be configured to control each element of theplasma processing apparatus 1 to perform the various steps described herein. In one embodiment, some or all of the control unit may be included in theplasma processing apparatus 1. The control unit may include, for example, a computer. The computer may include, for example, a processing unit (CPU: Central Processing Unit), a storage unit, and a communication interface. The processing unit may be configured to perform various control operations based on programs stored in the storage unit. The storage unit may include a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or a combination thereof. The communication interface may communicate with theplasma processing device 1 via a communication line such as a LAN (Local Area Network).

（実施形態に係るプラズマ処理の流れ）
図３は、実施形態に係るプラズマ処理の流れの一例を示すフローチャートである。図３に示すプラズマ処理は、図１，２のプラズマ処理装置１において実施することができる。図４は、実施形態に係るプラズマ処理により処理される基板の一例を示す図である。(Plasma Processing Flow According to the Embodiment)
Fig. 3 is a flow chart showing an example of the flow of the plasma processing according to the embodiment. The plasma processing shown in Fig. 3 can be performed in theplasma processing apparatus 1 shown in Figs. 1 and 2. Fig. 4 is a diagram showing an example of a substrate processed by the plasma processing according to the embodiment.

まず、プラズマ処理チャンバ１０内に基板Ｗを提供する（ステップＳ３１）。基板Ｗはたとえば図４に示すように、シリコンの基板上に順番に形成された下地層Ｌ１、エッチング対象層（例えばＳｉ層）Ｌ２、マスクＭＫを含む。基板Ｗには予め凹部ＯＰが形成されている（図４（Ａ）参照）。なお、プラズマ処理装置１内で凹部ＯＰの形成を行ってもよい。次に、制御部によりプラズマ処理装置１を制御して、ガス供給部２０からエッチングのためのガスをプラズマ処理チャンバ１０内に供給する。また、制御部によりプラズマ処理装置１を制御して、ＲＦ電力供給部３１（ソースＲＦ生成部３１ａおよびバイアスＲＦ生成部３１ｂ）からアンテナ１４（コイル）および下部電極にＲＦ電力を供給する。このとき、ＲＦ電力供給部３１は、ＲＦ信号の波形に応じたレベルのＲＦ電力を下部電極およびアンテナ１４に供給する。ＲＦ信号の波形については後述する。ＲＦ電力が供給されることにより、プラズマ処理チャンバ１０内に供給されたガスのプラズマが生成され、プラズマエッチングが実行される（ステップＳ３２）。プラズマエッチングにより、基板ＷのマスクＭＫに形成された凹部ＯＰの底部が削られ、凹部ＯＰが徐々に深くなる（図４の（Ｂ）参照。）。そして、プラズマ処理装置１の制御部は、予め定められた処理時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ３３）。予め定められた処理時間が経過すると、凹部ＯＰの底部が下地層Ｌ１に到達し、図４（Ｃ）に示す形状となる。処理時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ３３、Ｎｏ）、制御部はステップＳ３２に戻りプラズマエッチングを継続する。他方、処理時間が経過したと判定した場合（ステップＳ３３、Ｙｅｓ）、制御部は処理を終了する。First, a substrate W is provided in the plasma processing chamber 10 (step S31). As shown in FIG. 4, the substrate W includes an undercoat layer L1, an etching target layer (e.g., a Si layer) L2, and a mask MK, which are formed in this order on a silicon substrate. A recess OP is formed in the substrate W in advance (see FIG. 4A). The recess OP may be formed in theplasma processing apparatus 1. Next, the control unit controls theplasma processing apparatus 1 to supply gas for etching from thegas supply unit 20 into theplasma processing chamber 10. The control unit also controls theplasma processing apparatus 1 to supply RF power from the RF power supply unit 31 (sourceRF generation unit 31a and biasRF generation unit 31b) to the antenna 14 (coil) and the lower electrode. At this time, the RFpower supply unit 31 supplies RF power at a level corresponding to the waveform of the RF signal to the lower electrode and theantenna 14. The waveform of the RF signal will be described later. When the RF power is supplied, plasma of the gas supplied into theplasma processing chamber 10 is generated, and plasma etching is performed (step S32). By plasma etching, the bottom of the recess OP formed in the mask MK of the substrate W is removed, and the recess OP gradually becomes deeper (see FIG. 4B). Then, the control unit of theplasma processing device 1 determines whether or not a predetermined processing time has elapsed (step S33). When the predetermined processing time has elapsed, the bottom of the recess OP reaches the base layer L1 and takes on the shape shown in FIG. 4C. If it is determined that the processing time has not elapsed (step S33, No), the control unit returns to step S32 and continues plasma etching. On the other hand, if it is determined that the processing time has elapsed (step S33, Yes), the control unit ends the processing.

本実施形態に係るプラズマ処理装置１は、ステップＳ３２のプラズマエッチングにおいて、ソースＲＦ生成部３１ａおよびバイアスＲＦ生成部３１ｂ各々からソースＲＦ信号とバイアスＲＦ信号を供給する。プラズマ処理装置１は、ソースＲＦ信号とバイアスＲＦ信号の波形に応じてプラズマ中のイオンおよびラジカル、プラズマエッチングにより発生する副生成物の量等を制御する。また、本実施形態に係るプラズマ処理装置１は、ソースＲＦ信号の波形と、バイアスＲＦ信号の波形とをそれぞれ別個に制御する。たとえばプラズマ処理装置１は、ソースＲＦ信号がオフ状態のときにバイアスＲＦ信号をオン状態とすることができる。また、プラズマ処理装置１は、ソースＲＦ信号がオン状態のときにバイアスＲＦ信号をオフ状態とすることができる。また、プラズマ処理装置１は、ソースＲＦ信号およびバイアスＲＦ信号がオン状態のときのパワーレベルを別個に制御できる。次に、ソースＲＦ信号とバイアスＲＦ信号の波形について説明する。In the plasma etching in step S32, theplasma processing apparatus 1 according to this embodiment supplies a source RF signal and a bias RF signal from the sourceRF generating unit 31a and the biasRF generating unit 31b, respectively. Theplasma processing apparatus 1 controls the amount of ions and radicals in the plasma and by-products generated by plasma etching according to the waveforms of the source RF signal and the bias RF signal. In addition, theplasma processing apparatus 1 according to this embodiment controls the waveform of the source RF signal and the waveform of the bias RF signal separately. For example, theplasma processing apparatus 1 can turn the bias RF signal on when the source RF signal is off. In addition, theplasma processing apparatus 1 can turn the bias RF signal off when the source RF signal is on. In addition, theplasma processing apparatus 1 can separately control the power levels when the source RF signal and the bias RF signal are on. Next, the waveforms of the source RF signal and the bias RF signal will be described.

（ＲＦ信号の波形例）
図５は、実施形態に係るプラズマ処理においてＲＦ電力供給に用いるＲＦ信号の波形の一例を示す図である。(Example of RF signal waveform)
FIG. 5 is a diagram showing an example of a waveform of an RF signal used for supplying RF power in the plasma processing according to the embodiment.

図５に示すタイミング図３００は、ソース電力（ソースＲＦ信号）Ｐ_Ｓとバイアス電力（バイアスＲＦ信号）Ｐ_Ｂとを示す。ソース電力Ｐ_Ｓとは、ソースＲＦ生成部３１ａからアンテナ（コイル）１４に供給されるＲＦ電力である。また、バイアス電力Ｐ_Ｂとは、バイアスＲＦ生成部３１ｂから基板支持部１１ａ中の下部電極に供給されるＲＦ電力である。ソースＲＦ生成部３１ａは、たとえば、制御部から供給される制御信号に応じてソース電力Ｐ_Ｓを生成する。生成されたソース電力Ｐ_Ｓは、コイルに供給される。バイアスＲＦ生成部３１ｂは、たとえば、制御部から供給される制御信号に応じてバイアス電力Ｐ_Ｂを生成する。生成されたバイアス電力Ｐ_Ｂは、下部電極に供給される。 The timing diagram 300 shown in FIG. 5 shows source power (source RF signal) P_S and bias power (bias RF signal) P_B. The source power P_S is RF power supplied from the sourceRF generating unit 31a to the antenna (coil) 14. The bias power P_B is RF power supplied from the biasRF generating unit 31b to the lower electrode in thesubstrate support unit 11a. The sourceRF generating unit 31a generates the source power P_S in response to a control signal supplied from the control unit, for example. The generated source power P_S is supplied to the coil. The biasRF generating unit 31b generates the bias power P_B in response to a control signal supplied from the control unit, for example. The generated bias power P_B is supplied to the lower electrode.

図５中、周期１００は、ソースＲＦ信号の１周期を示す。以下、各周期１００_１、１００_２…を区別する必要がない場合、まとめて周期１００と呼ぶ。周期２００は、バイアスＲＦ信号の１周期を示す。以下、各周期２００_１、２００_２、…を区別する必要がない場合、まとめて周期２００と呼ぶ。１周期はパルス信号の立ち上がりから次の立ち上がりまでの期間、すなわち、オン期間とオフ期間を合計した期間を指す。ソースＲＦ信号およびバイアスＲＦ信号は、同一周波数のパルス信号である。 In Fig. 5,period 100 indicates one period of the source RF signal. Hereinafter, when there is no need to distinguish between the periods₁₀₀₁ ,₁₀₀₂ , ..., they will all be referred to asperiod 100. Period 200 indicates one period of the bias RF signal. Hereinafter, when there is no need to distinguish between the periods₂₀₀₁ ,₂₀₀₂ , ..., they will all be referred to as period 200. One period refers to the period from the rising edge of a pulse signal to the next rising edge, that is, the total period of the on period and the off period. The source RF signal and the bias RF signal are pulse signals of the same frequency.

ソースＲＦ信号は、コイルにＲＦ電力が供給される状態であるソースオン状態（第１状態：図５のＰｈａｓｅ １～Ｐｈａｓｅ ３を参照）と、コイルにＲＦ電力が供給されない状態であるソースオフ状態（第２状態：図５のＰｈａｓｅ ４を参照）とを繰り返す。ソースＲＦ信号がソースオン状態のとき、ソース電力Ｐ_Ｓがコイルに供給される。ソースＲＦ信号がソースオフ状態のとき、コイルには電力は供給されない、すなわち、コイルへのＲＦ電力の供給は停止される。各ソースオン状態は、少なくとも２つのソースパワーレベル（Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗ）を有する。図５に示す例では、ソースオン状態は、第１のソース期間（Ｐｈａｓｅ １）の間の第１のソースパワーレベル（Ｈｉｇｈ）と、前記第１のソース期間（Ｐｈａｓｅ １）の後の第２のソース期間（Ｐｈａｓｅ ２，３）の間の第２のソースパワーレベル（Ｌｏｗ）とを有する。つまり、図５の例においては、第１のソースパワーレベル（Ｈｉｇｈ）は、第２のソースパワーレベル（Ｌｏｗ）よりも大きい。 The source RF signal repeats a source-on state (first state: seePhase 1 toPhase 3 in FIG. 5 ) in which RF power is supplied to the coil, and a source-off state (second state: seePhase 4 in FIG. 5 ) in which RF power is not supplied to the coil. When the source RF signal is in the source-on state, source power P_S is supplied to the coil. When the source RF signal is in the source-off state, no power is supplied to the coil, that is, the supply of RF power to the coil is stopped. Each source-on state has at least two source power levels (High/Low). In the example shown in FIG. 5 , the source-on state has a first source power level (High) during a first source period (Phase 1) and a second source power level (Low) during a second source period (Phase 2, 3) after the first source period (Phase 1). That is, in the example of FIG. 5, the first source power level (High) is greater than the second source power level (Low).

バイアスＲＦ信号は、下部電極にＲＦ電力が供給される状態であるバイアスオン状態（第１状態：図５における期間Ｄ_２を除くＰｈａｓｅ ２～Ｐｈａｓｅ ３を参照）と、下部電極にＲＦ電力が供給されない状態であるオフ状態（第２状態；図５のＰｈａｓｅ ４参照）とを繰り返す。図５の例では、バイアスＲＦ信号がオン状態のとき、バイアス電力Ｐ_Ｂが下部電極に供給される。バイアスＲＦ信号がオフ状態のとき、下部電極には電力は供給されない、すなわち、下部電極へのＲＦ電力の供給は停止される。各バイアスオン状態は、少なくとも２つのバイアスパワーレベル（Ｈｉｇｈ/Ｌｏｗ）を有する。図５に示す例では、バイアスオン状態は、第１のバイアス期間（期間D₂を除くＰｈａｓｅ ２）の間の第１のバイアスパワーレベル（Ｈｉｇｈ）と、前記第１のバイアス期間（期間Ｄ_２を除くＰｈａｓｅ ２）の後の第２のバイアス期間（Ｐｈａｓｅ ３）の間の第２のバイアスパワーレベル（Ｌｏｗ）とを有する。つまり、図５の例においては、第１のバイアスパワーレベル（Ｈｉｇｈ）は、第２のバイアスパワーレベル（Ｌｏｗ）よりも大きい。 The bias RF signal alternates between a bias-on state (first state: seePhase 2 to Phase 3 excluding period_D2 in FIG. 5) in which RF power is supplied to the lower electrode, and an off state (second state; seePhase 4 in FIG. 5) in which RF power is not supplied to the lower electrode. In the example of FIG. 5, when the bias RF signal is in the on state, bias power P_B is supplied to the lower electrode. When the bias RF signal is in the off state, no power is supplied to the lower electrode, i.e., the supply of RF power to the lower electrode is stopped. Each bias-on state has at least two bias power levels (High/Low). In the example shown in Figure 5, the bias-on state has a first bias power level (High) during a first bias period (Phase 2 excluding period_D2 ) and a second bias power level (Low) during a second bias period (Phase 3) following the first bias period (Phase 2 excluding period_D2 ). That is, in the example of Figure 5, the first bias power level (High) is greater than the second bias power level (Low).

図５において、バイアスＲＦ信号の立ち上がり（タイミングｔ_Ｂ１）は、ソースＲＦ信号の立ち上がり（タイミングｔ_Ｓ１）に対して期間Ｄ_１だけ遅延している。つまり、ソースＲＦ信号の周期１００とバイアスＲＦ信号の周期２００とは、期間Ｄ_１だけずれている。ソースＲＦ信号がオン状態のハイレベル（図５中、Ｈ）からローレベル（図５中、Ｌ）に遷移（タイミングｔ_Ｓ２）してから期間Ｄ_２後にバイアスＲＦ信号が立ち上がる。図５の例では、前のバイアスサイクルのバイアスオフ状態から第１のバイアスサイクル２００_１におけるバイアスオン状態（Ｈｉｇｈ）への遷移タイミングｔ_Ｂ１は、第１のバイアスサイクルｔ_Ｂ１に対応する第１のソースサイクルｔ_Ｓ１におけるソースオン状態（Ｈｉｇｈ）への遷移タイミングｔ_Ｓ１に対してずれている（遅延している）。また、バイアスＲＦ信号は、第１のソース期間（Ｐｈａｓｅ １）の間にバイアスオフ期間を有する。 In Fig. 5, the rising edge of the bias RF signal (timing_tB1 ) is delayed by a period_D1 from the rising edge of the source RF signal (timing_tS1 ). That is, theperiod 100 of the source RF signal and the period 200 of the bias RF signal are shifted by a period_D1 . The bias RF signal rises after a period_D2 from the transition (timing_tS2 ) of the source RF signal from a high level (H in Fig. 5) in an on state to a low level (L in Fig. 5). In the example of Fig. 5, the transition timing_tB1 from the bias off state of the previous bias cycle to the bias on state (High) in the first bias cycle₂₀₀₁ is shifted (delayed) from the transition timing_tS1 to the source on state (High) in the first source cycle_tS1 corresponding to the first bias cycle_tB1 . In addition, the bias RF signal has a bias off period during the first source period (Phase 1).

次に、ソースＲＦ信号がローレベルを維持している間に、バイアスＲＦ信号はハイレベルからローレベルに遷移する（タイミングｔ_Ｂ２）。従って、第１のバイアス期間（期間Ｄ_２を除くＰｈａｓｅ ２）及び第２のバイアス期間（Ｐｈａｓｅ ３）は、第２のソース期間（Ｐｈａｓｅ ２，３）と部分的に重複している。また、バイアスＲＦ信号は、第２のソース期間（Ｐｈａｓｅ ２，３）の間に第１のバイアスパワーレベル（Ｈｉｇｈ）から第２のバイアスパワーレベル（Ｌｏｗ）に遷移される、そして、ソースＲＦ信号がローレベルからオフ状態に遷移するタイミング（タイミングｔ_Ｓ３）と同時に、バイアスＲＦ信号はオフ状態に遷移する（タイミングｔ_Ｂ３）。従って、図５のＰｈａｓｅ ４において、ソースオフ状態の期間は、バイアスオフ状態の期間と重複している。 Next, while the source RF signal maintains a low level, the bias RF signal transitions from a high level to a low level (timing_tB2 ). Therefore, the first bias period (Phase 2 excluding period_D2 ) and the second bias period (Phase 3) partially overlap with the second source period (Phase 2, 3). Also, the bias RF signal transitions from the first bias power level (High) to the second bias power level (Low) during the second source period (Phase 2, 3), and at the same time that the source RF signal transitions from a low level to an off state (timing_tS3 ), the bias RF signal transitions to an off state (timing_tB3 ). Therefore, inPhase 4 of FIG. 5, the period of the source off state overlaps with the period of the bias off state.

ソースＲＦ信号はオフ状態に遷移した後、タイミングｔ_Ｓ４でオン状態に遷移し、次の周期１００_２が開始する。他方、バイアスＲＦ信号は、タイミングｔ_Ｓ４ではオフ状態を維持する。そして、ソースＲＦ信号の立ち上がりから期間Ｄ_１だけ遅延したタイミングｔ_Ｂ４において、バイアスＲＦ信号はオフ状態からオン状態に遷移する。 After the source RF signal transitions to the OFF state, it transitions to the ON state at timing_tS4 , starting the next cycle_1002. On the other hand, the bias RF signal maintains the OFF state at timing_tS4 . Then, at timing_tB4 , which is delayed by a period_D1 from the rising edge of the source RF signal, the bias RF signal transitions from the OFF state to the ON state.

このように、ソースＲＦ信号が状態遷移するタイミングと、バイアスＲＦ信号が状態遷移するタイミングとはずれている。図５の例では、ソースＲＦ信号がハイレベルからローレベルに遷移するタイミングと、バイアスＲＦ信号がオフ状態からオン状態に遷移するタイミングとは、期間Ｄ_２だけずれている。また、ソースＲＦ信号の状態とバイアスＲＦ信号の状態とは非対称に遷移する。 In this way, the timing at which the source RF signal makes a state transition is offset from the timing at which the bias RF signal makes a state transition. In the example of Fig. 5, the timing at which the source RF signal makes a transition from a high level to a low level is offset from the timing at which the bias RF signal makes a transition from an off state to an on state by a period_D2 . In addition, the states of the source RF signal and the bias RF signal make asymmetric transitions.

また、ソースＲＦ信号のオン期間（タイミングｔ_Ｓ１からｔ_Ｓ３まで）およびオフ期間（タイミングｔ_Ｓ３からｔ_Ｓ４まで）それぞれの長さは、バイアスＲＦ信号のオン期間（タイミングｔ_Ｂ１からｔ_Ｂ３まで）およびオフ期間（タイミングｔ_Ｂ３からｔ_Ｂ４まで）それぞれの長さと異なる。図５の例では、ソースＲＦ信号のデューティ比（１周期に対するオン期間の長さの割合）は、約７５％である。また、バイアスＲＦ信号のデューティ比は約４０％である。ただし、ソースＲＦ信号とバイアスＲＦ信号が同一のデューティ比を有してもよい。また、ソースＲＦ信号とバイアスＲＦ信号のデューティ比は、約３％から約９０％の範囲内でそれぞれ別個に設定可能である。ソースＲＦ信号およびバイアスＲＦ信号のデューティ比についてはさらに後述する。 Also, the lengths of the on-period (from timing_tS1 to_tS3 ) and off-period (from timing_tS3 to_tS4 ) of the source RF signal are different from the lengths of the on-period (from timing_tB1 to_tB3 ) and off-period (from timing_tB3 to_tB4 ) of the bias RF signal. In the example of FIG. 5, the duty ratio of the source RF signal (the ratio of the length of the on-period to one period) is about 75%. Also, the duty ratio of the bias RF signal is about 40%. However, the source RF signal and the bias RF signal may have the same duty ratio. Also, the duty ratios of the source RF signal and the bias RF signal can be set separately within the range of about 3% to about 90%. The duty ratios of the source RF signal and the bias RF signal will be described in more detail later.

ソース電力Ｐ_Ｓとバイアス電力Ｐ_Ｂの供給態様は、以下の４つのフェーズを推移する。 The supply of the source power P_S and the bias power P_B changes through the following four phases.

（１）第１フェーズ（図５中１１０、成膜モード）：
第１フェーズ１１０は、パラメータセット｛Ｐ_Ｓ１，Ｐ_Ｂ１，ｔ_１｝により定義される。ここで、Ｐ_Ｓ１は、第１フェーズ１１０中に供給されるソース電力Ｐ_Ｓの値である。Ｐ_Ｂ１は、第１フェーズ１１０中に供給されるバイアス電力Ｐ_Ｂの値である。ｔ_１は、第１フェーズ１１０の期間の長さを示す。ここで、以下の関係が成立する。
Ｐ_Ｓ１＞０
Ｐ_Ｂ１＝０
ｔ_１＞０ (1) First phase (110 in FIG. 5, film formation mode):
Thefirst phase 110 is defined by a set of parameters {P_S1 , P_B1 , t₁ }, where P_S1 is the value of the source power P_S supplied during thefirst phase 110. P_B1 is the value of the bias power P_B supplied during thefirst phase 110._{t 1} denotes the length of the period of thefirst phase 110. Here, the following relationships hold:
P_S1 >0
P_B1 =0
_t1 >0

第１フェーズ１１０中は、ソース電力Ｐ_Ｓはハイレベルでコイルに供給されるが、バイアス電力Ｐ_Ｂは下部電極に供給されない。第１フェーズ１１０中は、プラズマ処理装置１の上部のみにＲＦ電力が供給されてプラズマが生成され、プラズマ中にイオンおよびラジカルが生成される。バイアス電力Ｐ_Ｂも重畳して供給される場合と比較すると生成されるラジカルやイオンは少ないが、バイアス電力Ｐ_Ｂによる引き込み力がないため、基板上では主として成膜が進む。 During thefirst phase 110, source power_PS is supplied to the coil at a high level, but bias power P_B is not supplied to the lower electrode. During thefirst phase 110, RF power is supplied only to the upper part of theplasma processing apparatus 1 to generate plasma, and ions and radicals are generated in the plasma. Fewer radicals and ions are generated compared to when bias power P_B is also supplied superimposed, but film formation mainly proceeds on the substrate because there is no attracting force due to bias power P_B.

（２）第２フェーズ（図５中１２０、高選択性エッチングモード）：
第２フェーズ１２０は、パラメータセット｛Ｐ_Ｓ２，Ｐ_Ｂ２，ｔ_２｝および｛Ｐ_Ｓ３，Ｐ_Ｂ３，ｔ_３｝により定義される。ここで、Ｐ_Ｓ２は、第２フェーズ１２０中、期間Ｄ_２の間に供給されるソース電力Ｐ_Ｓの値である。Ｐ_Ｂ２は、第２フェーズ１２０中、期間Ｄ_２の間に供給されるバイアス電力Ｐ_Ｂの値である。ｔ_２は、第２フェーズ１２０中、期間Ｄ_２の長さを示す。Ｄ_２は、第２フェーズ１２０開始からバイアス電力Ｐ_Ｂの供給が開始するまでの遅延期間の長さを示す。ここで、以下の関係が成立する。
Ｐ_Ｓ１＞Ｐ_Ｓ２＞０
Ｐ_Ｂ２＝０
ｔ_２＝Ｄ_２＞０ (2) Second phase (120 in FIG. 5, high selectivity etching mode):
Thesecond phase 120 is defined by parameter sets {P_S2 , P_B2 , t₂ } and {P_S3 , P_B3 , t₃ }, where P_S2 is the value of source power P_S supplied during period D₂ during thesecond phase 120. P_B2 is the value of bias power P_B supplied during period D₂ during thesecond phase 120. t₂ indicates the length of period D₂ during thesecond phase 120. D₂ indicates the length of the delay period from the start of thesecond phase 120 until the supply of bias power P_B begins. Here, the following relationships hold:
P_S1 > P_S2 >0
P_B2 =0
_t2 =_D2 > 0

また、Ｐ_Ｓ３は、第２フェーズ１２０中、期間Ｄ_２を除いた期間中に供給されるソース電力Ｐ_Ｓの値である。Ｐ_Ｂ３は、第２フェーズ１２０中、期間Ｄ_２を除いた期間中に供給されるバイアス電力Ｐ_Ｂの値である。また、ｔ_３は、第２フェーズ１２０中、期間Ｄ_２を除いた期間の長さを示す。ここで、以下の関係が成立する。
Ｐ_Ｓ３＝Ｐ_Ｓ２＞０
Ｐ_Ｂ３＞０
ｔ_３＞０ Moreover, P_S3 is the value of source power P_S supplied during the period excluding period_D2 during thesecond phase 120. P_B3 is the value of bias power P_B supplied during the period excluding period_D2 during thesecond phase 120. Moreover, t₃ indicates the length of the period excluding period_D2 during thesecond phase 120. Here, the following relationships are established.
P_S3 = P_S2 >0
P_B3 >0
_t3 >0

第２フェーズ１２０開始時（タイミングｔ_Ｓ２）にソース電力Ｐ_Ｓのレベルがハイレベルからローレベルに切り替わる。また、第２フェーズ１２０が開始してから期間Ｄ_２経過後（タイミングｔ_Ｂ１）に、バイアス電力Ｐ_Ｂがオン状態（ハイレベル）に遷移する。期間Ｄ_２は、エッチング生成物の排気時間に対応する。第２フェーズ１２０中は、バイアス電力Ｐ_Ｂが供給されることで、下部電極へのイオンの引き込み力（イオンエネルギー）が生じる。また、ソース電力Ｐ_Ｓの供給はローレベルに移行するが継続される。このため、高い選択性でのエッチングが進む。 At the start of the second phase 120 (timing t_S2 ), the level of the source power P_S switches from high to low. After a period D₂ has elapsed since the start of the second phase 120 (timing t_B1 ), the bias power P_B transitions to the on state (high level). The period D₂ corresponds to the exhaust time of the etching product. During thesecond phase 120, the bias power P_B is supplied, generating a force of attraction of ions (ion energy) to the lower electrode. The supply of the source power P_S transitions to a low level but continues. As a result, etching proceeds with high selectivity.

（３）第３フェーズ（図５中１３０_、マイルドエッチングモード）：
第３フェーズ１３０は、パラメータセット｛Ｐ_Ｓ４，Ｐ_Ｂ４，ｔ_４｝により定義される。ここで、Ｐ_Ｓ４は、第３フェーズ１３０中に供給されるソース電力Ｐ_Ｓの値である。Ｐ_Ｂ４は、第３フェーズ１３０中に供給されるバイアス電力Ｐ_Ｂの値である。ｔ_４は、第３フェーズ１３０の期間の長さを示す。ここで以下の関係が成立する。
Ｐ_Ｓ２＝Ｐ_Ｓ３＝Ｐ_Ｓ４
Ｐ_Ｂ３＞Ｐ_Ｂ４＞０
ｔ_４＞０ (3) Third phase (130 in FIG. 5_, mild etching mode):
Thethird phase 130 is defined by a set of parameters {P_S4 , P_B4 , t₄ }, where P_S4 is the value of the source power P_S supplied during thethird phase 130. P_B4 is the value of the bias power P_B supplied during thethird phase 130. t₄ indicates the length of the period of thethird phase 130, where the following relationships hold:
P_S2 = P_S3 = P_S4
P_B3 > P_B4 >0
_t4 >0

第３フェーズ１３０開始時（タイミングｔ_Ｂ２）に、バイアス電力Ｐ_Ｂはハイレベルからローレベルに切り替わる。他方、ソース電力Ｐ_Ｓはローレベルのまま維持される。このため、プラズマ処理空間１０ｓ中のラジカルおよびイオンの量は大きく減少しないが、基板へのイオンの引き込み力（イオンエネルギー）が減少する。このため、凹部ＯＰの底部ではエッチングが抑制され、凹部ＯＰの底部よりも頂部付近がエッチングされて、堆積物による開口閉塞が防止される。 At the start of the third phase 130 (timing t_B2 ), the bias power P_B is switched from high to low. On the other hand, the source power P_S is maintained at low level. Therefore, the amount of radicals and ions in theplasma processing space 10s is not significantly reduced, but the force of attraction of the ions to the substrate (ion energy) is reduced. Therefore, etching is suppressed at the bottom of the recess OP, and etching is more pronounced near the top of the recess OP than at the bottom, preventing the opening from being blocked by deposits.

（４）第４フェーズ（図５中１４０、排気モード）：
第４フェーズ１４０は、パラメータセット｛Ｐ_Ｓ５，Ｐ_Ｂ５，ｔ_５｝により定義される。ここで、Ｐ_Ｓ５は、第４フェーズ１４０中に供給されるソース電力Ｐ_Ｓの値である。Ｐ_Ｂ５は、第４フェーズ１４０中に供給されるバイアス電力Ｐ_Ｂの値である。ｔ_５は、第４フェーズ１４０の期間の長さを示す。ここで以下の関係が成立する。
Ｐ_Ｓ５＝Ｐ_Ｂ５＝０
ｔ_５＞０ (4) Fourth phase (140 in FIG. 5, exhaust mode):
Thefourth phase 140 is defined by a set of parameters {P_S5 , P_B5 , t₅ }, where P_S5 is the value of the source power P_S supplied during thefourth phase 140. P_B5 is the value of the bias power P_B supplied during thefourth phase 140. t₅ indicates the length of the period of thefourth phase 140, where the following relationships hold:
P_S5 =P_B5 =0
_t5 >0

第４フェーズ１４０開始時（タイミングｔ_Ｓ３，ｔ_Ｂ３）に、ソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂはともにオフ状態に遷移する。このため、プラズマ処理空間１０ｓ内でのプラズマの生成が停止し、ラジカル密度、イオン密度、イオンエネルギーがいずれも減少していく。このとき、排気システム４０は動作を継続しているため、プラズマ処理空間１０ｓ内からラジカルや副生成物が徐々に排気されていく。 At the start of the fourth phase 140 (timing_tS3 ,_tB3 ), the source power_Ps and the bias power_Pb both transition to the OFF state. As a result, the generation of plasma in theplasma processing space 10s stops, and the radical density, ion density, and ion energy all decrease. At this time, theexhaust system 40 continues to operate, so that radicals and by-products are gradually exhausted from theplasma processing space 10s.

第４フェーズの後、再び第１フェーズに戻り、ソース電力Ｐ_Ｓが印加される。ソース電力Ｐ_Ｓの印加により、再びプラズマが生成される。 After the fourth phase, the process returns to the first phase and thesource power P 1_S is applied. By applying thesource power P 1_S , plasma is generated again.

このように実施形態に係るプラズマ処理では、ソース電力Ｐ_Ｓとバイアス電力Ｐ_Ｂを異なるタイミングで状態遷移させる。また、ソース電力Ｐ_Ｓとバイアス電力Ｐ_Ｂは非対称な状態に遷移する。このため、実施形態に係るプラズマ処理装置１は、プラズマ処理空間１０ｓ内のプラズマの状態を、所望のプラズマ処理に適した状態に制御することができる。このため、プラズマ処理装置１は、効率的に基板上に所望形状のパターンを形成できる。プラズマ処理装置１は、たとえば図５のパルス波形を有するソースＲＦ信号およびバイアスＲＦ信号を用いることで、プラズマ処理空間１０ｓ内のイオン、ラジカルおよび副生成物の状態を制御しつつ垂直方向のエッチングを実現できる。このため、プラズマ処理装置１は、エッチングにより発生する形状異常を抑制してプラズマエッチングの処理性能を向上させることができる。 In this manner, in the plasma processing according to the embodiment, the source power P_{1 S} and thebias power P 1_B are caused to transition to different states at different timings. Also, the source power P_{1 S} and thebias power P 1_B transition to asymmetric states. Therefore, theplasma processing apparatus 1 according to the embodiment can control the state of the plasma in theplasma processing space 10s to a state suitable for the desired plasma processing. Therefore, theplasma processing apparatus 1 can efficiently form a pattern of a desired shape on a substrate. Theplasma processing apparatus 1 can realize vertical etching while controlling the states of ions, radicals, and by-products in theplasma processing space 10s by using a source RF signal and a bias RF signal having, for example, the pulse waveforms of FIG. 5. Therefore, theplasma processing apparatus 1 can suppress shape abnormalities caused by etching and improve the processing performance of plasma etching.

図５の例においては、以下の関係が成立する。
Ｐ_Ｓ１＞Ｐ_Ｓ２＝Ｐ_Ｓ３＝Ｐ_Ｓ４＞０
Ｐ_Ｂ３＞Ｐ_Ｂ４＞０
Ｐ_Ｂ１＝Ｐ_Ｂ２＝Ｐ_Ｂ５＝Ｐ_Ｓ５＝０
ｔ_１＞０
ｔ_２＝Ｄ_２＞０
ｔ_３＞０
ｔ_４＞０
ｔ_５＞０
ただし、本実施形態は上記の関係が成立する場合だけでなく、他の関係においても適用できる。他の関係については変形例として後述する。 In the example of FIG. 5, the following relationships hold:
P_S1 > P_S2 = P_S3 = P_S4 >0
P_B3 > P_B4 >0
P_B1 = P_B2 = P_B5 = P_S5 =0
_t1 >0
_t2 =_D2 > 0
_t3 >0
_t4 >0
_t5 >0
However, this embodiment is not limited to the above relationship, and can be applied to other relationships as well, which will be described later as modified examples.

図６は、ソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂの値とプラズマの状態を示す物理量との関係について説明するための図である。 FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the values of the source power P_S and bias power P_B and the physical quantities indicating the state of the plasma.

図６の（Ａ）に示す波形例は、実験用に設定した波形例である。図６の波形例について、期間１～４に分けて説明する。期間１、２、３に対応して、ソース電力Ｐ_Ｓの値は、ハイレベル、ミドルレベル、ローレベルの順に遷移する。期間３と期間４の間はソース電力Ｐ_Ｓの値は変わらない。期間１～４に対応して、バイアス電力Ｐ_Ｂの値は、ハイレベル、ミドルレベル、ハイレベル、ローレベルの順に遷移する。 The waveform example shown in Fig. 6A is an example of a waveform set for an experiment. The waveform example in Fig. 6 will be explained by dividing it intoperiods 1 to 4. The value of the source power P_S transitions from high level to middle level to low level in the order ofperiods 1, 2, and 3. The value of the source power P_S does not change betweenperiods 3 and 4. The value of the bias power P_B transitions from high level to middle level to high level to low level in the order ofperiods 1 to 4.

図６の（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）はそれぞれ、（Ａ）の電力値の変化に対応する、プラズマ処理空間１０ｓ内のイオン密度Γ_ｉ、ラジカル密度Γ_ｒ、イオンエネルギーε_ｉおよび副生成物密度Γ_ｂｐの変化を示す。 6B, 6C, 6D, and 6E respectively show the changes in ion density Γ_i , radical density Γ_r , ion energy ε_i , and by-product density Γ_bp in theplasma processing space 10s corresponding to the change in the power value in (A).

誘導結合型、波励起型、ＥＣＲ型の場合、反応種の生成量はソース電力Ｐ_Ｓと相関関係にあるといってよい。このため、プラズマ処理の開始時にまず反応種を生成する段階で、ソース電力Ｐ_Ｓを高いレベルに設定している。また、イオン密度Γ_ｉやラジカル密度Γ_ｒも、ソース電力Ｐ_Ｓの供給量が多い期間１において増加している。このため、期間１のように、ソース電力Ｐ_Ｓを高いレベルで供給することが、効率的な成膜やエッチングに効果的といえる。 In the case of the inductively coupled, wave excited and ECR types, the amount of reactive species generated can be said to be correlated with the source power_{Ps. For this reason, the source power Psis} set to a high level at the stage where reactive species are first generated at the start of plasma processing. In addition, the ion density_Γi and the radical density_Γr also increase inperiod 1 when the supply of source power_Ps is high. For this reason, supplying a high level of source power_Ps , as inperiod 1, can be said to be effective for efficient film formation and etching.

しかし、ソース電力Ｐ_Ｓを高いレベルで供給し続けると、副生成物密度Γ_ｂｐも増加していく。Γ_ｂｐは、ソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂをともにハイレベルからミドルレベルに下げた期間２において増加している。これは、バイアス電力Ｐ_Ｂが相対的に高くなったことで、増加したイオンエネルギーによりエッチングの効果が強くなり、エッチングにより生じる副生成物が増加したと考えられる。イオンエネルギーは、バイアス電力Ｐ_Ｂをハイレベルに戻した期間３においてスパイク状に増加している。期間３では、ソース電力Ｐ_Ｓはローレベルとなっているがラジカル密度Γ_ｒは大幅な減少は見られない。イオン密度Γ_ｉは徐々に減少している。そして、ソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂがともにローレベルとなる期間４では、ラジカル密度Γ_ｒ以外の３つの物理量はいずれも減少し、０に近づく。特に、イオンエネルギーがε_ｉと副生成物密度Γ_ｂｐは大幅に減少する。 However, if the source power P_S continues to be supplied at a high level, the by-product density Γ_bp also increases. Γ_bp increases inperiod 2 when both the source power P_S and the bias power P_B are lowered from a high level to a middle level. This is because the bias power P_B becomes relatively high, and the etching effect becomes stronger due to the increased ion energy, and the by-products generated by etching increase. The ion energy increases in a spike shape inperiod 3 when the bias power P_B is returned to a high level. Inperiod 3, the source power P_S is at a low level, but the radical density Γ_r does not decrease significantly. The ion density Γ_i gradually decreases. Then, inperiod 4 when both the source power P_S and the bias power P_B are at a low level, all three physical quantities other than the radical density Γ_r decrease andapproach 0. In particular, the ion energy ε_i and the by-product density Γ_bp decrease significantly.

期間１のように、ソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂを同時に高レベルで供給することで、ラジカルおよびイオンの量を迅速に増加させることができる。このため、プラズマ処理開始時にはソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂを高レベルに供給することが好ましいと考えられる。 The amount of radicals and ions can be increased rapidly by simultaneously supplying the source power P_{2 S} and thebias power P 2_B at high levels, as inperiod 1. For this reason, it is considered preferable to supply the source power P_{2 S} and thebias power P 2_B at high levels at the start of plasma processing.

次に期間２のように、ソース電力Ｐ_Ｓのレベルを下げると、イオンは減少してもラジカルの量はさほど変化しない。他方、バイアス電力Ｐ_Ｂが相対的に高いレベルに維持されると、イオンエネルギーを増加させることができる。このため、バイアス電力Ｐ_Ｂのレベル制御によって、イオン入射角を調整して垂直方向のエッチングを効果的に実現できる。また、期間１中にバイアス電力Ｐ_Ｂのレベルを先に低くし、一定の遅延後にソース電力Ｐ_Ｓのレベルを下げていることは、イオンエネルギーや副生成物の量に影響していると考えられる。このため、ソース電力Ｐ_Ｓのレベルの切換タイミングを調整することで、副生成物の量やイオンエネルギーの変動を制御できると考えられる。また、バイアス電力Ｐ_Ｂのレベルを調整することでイオンエネルギーを制御でき、イオンとラジカルの比率を調整できると言える。このため、バイアス電力Ｐ_Ｂのレベル調整により、さらにエッチング角度を調整して効果的にパターンをエッチングすることが可能である。 Next, as inperiod 2, when the level of the source power P_S is lowered, the amount of ions decreases but the amount of radicals does not change much. On the other hand, when the bias power P_B is maintained at a relatively high level, the ion energy can be increased. Therefore, by controlling the level of the bias power P_B , the ion incidence angle can be adjusted to effectively realize vertical etching. In addition, the fact that the level of the bias power P_B is lowered first duringperiod 1 and the level of the source power P_S is lowered after a certain delay is considered to affect the ion energy and the amount of by-products. Therefore, it is considered that the amount of by-products and the fluctuation of the ion energy can be controlled by adjusting the switching timing of the level of the source_power P_{S. In addition, it can be said that the ion energy can be controlled by adjusting the level of the bias power P B} , and the ratio of ions to radicals can be adjusted. Therefore, by adjusting the level of the bias power P_B , it is possible to further adjust the etching angle and effectively etch the pattern.

また、期間３のように、バイアス電力Ｐ_Ｂをハイレベルに戻したときにスパイク状にイオンエネルギーが増加することは、エッチングの際のイオン入射角を基板表面に対して垂直に近づける。このため、バイアス電力Ｐ_Ｂのレベル調整は、パターン底部のエッチングを効果的に実現するためにも有用と言える。図６の波形例からは、相対的にソース電力Ｐ_Ｓをローレベルにし、バイアス電力Ｐ_Ｂをハイレベルにすることが、垂直にパターン側壁をエッチングするために有用と考えられる。期間３におけるスパイク状のイオンエネルギーの増加は、基板上の凹部ＯＰ底部のコーナーのエッチングに効果的といえる。 Moreover, as inperiod 3, the spike-like increase in ion energy when thebias power P 1_B is returned to a high level brings the ion incidence angle during etching closer to perpendicular to the substrate surface. For this reason, it can be said that adjusting the level of thebias power P 1_B is also useful for effectively etching the bottom of the pattern. From the waveform example in FIG. 6, it is considered that relatively setting the source power P_{1 S} to a low level and setting thebias power P 1_B to a high level is useful for etching the sidewall of the pattern perpendicularly. It can be said that the spike-like increase in ion energy inperiod 3 is effective for etching the corners of the bottom of the recess OP on the substrate.

さらに、期間４のように、ソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂをともに低いレベルに設定すれば、副生成物を高速で排気できると考えられる。 Furthermore, if the source power P_S and the bias power P_B are both set to low levels, as inperiod 4, it is believed that the by-products can be exhausted at a high speed.

また、図６の波形のうち、期間２，４のソース電力Ｐ_Ｓのレベル、期間２～４のバイアス電力Ｐ_Ｂのレベルを調整すれば、さらにパターン中エッチングが進む位置や角度を調整できると考えられる。 Moreover, it is believed that by adjusting the level of the source power P_S inperiods 2 and 4 and the level of the bias power P_B inperiods 2 to 4 in the waveform of FIG. 6, the position and angle at which etching progresses in the pattern can be further adjusted.

図５の波形例では、第１フェーズ１１０においてソース電力Ｐ_Ｓをハイレベルで供給して反応種を生成した後に、第２フェーズ１２０でソース電力Ｐ_Ｓをローレベルに下げる。その段階でバイアス電力Ｐ_Ｂをハイレベルで供給することでイオンエネルギーを上げて相対的に基板への引き込み（バイアス）力を強くしてエッチングを進める。その後、第３フェーズでバイアス電力Ｐ_Ｂをローレベルに切換え、引き込み力を弱めてパターン頂部側をエッチングして閉塞を防ぐ。その後、ソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂの両方をオフ状態に移行させて開口等に滞留している副生成物を排気する。 In the waveform example of Fig. 5, after the source power P_S is supplied at a high level in thefirst phase 110 to generate reactive species, the source power P_S is reduced to a low level in thesecond phase 120. At this stage, the bias power P_B is supplied at a high level to increase the ion energy and relatively strengthen the attraction (bias) force to the substrate to proceed with etching. Then, in the third phase, the bias power P_B is switched to a low level, and the attraction force is weakened to etch the top side of the pattern and prevent blockage. Then, both the source power P_S and the bias power P_B are switched to the off state to exhaust by-products remaining in the openings, etc.

このように、ソース電力Ｐ_Ｓとバイアス電力Ｐ_Ｂ各々のレベルを、形成するパターンの形状に合わせて組み合わせてシーケンス化することにより、多様なパターン形成に適したＲＦ電力の供給が実現できる。 In this way, by combining and sequencing the levels of the source power P_S and the bias power P_B in accordance with the shape of the pattern to be formed, it is possible to realize the supply of RF power suitable for forming a variety of patterns.

図７は、実施形態に係るプラズマ処理に用いるＲＦ信号の３レベル波形の他の例を説明するための図である。図７の波形例では、ソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂのレベルをそれぞれ、ローレベル、ハイレベル、オフ状態の順に遷移させる。ソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂがオフ状態からオン状態に遷移するタイミングは同一である。また、ソース電力Ｐ_Ｓがローレベルからハイレベルに遷移するタイミングは、バイアス電力Ｐ_Ｂがローレベルからハイレベルに遷移するタイミングから期間Ｄ_３だけ遅延する。また、バイアス電力Ｐ_Ｂがハイレベルからオフ状態に遷移するタイミングは、ソース電力Ｐ_Ｓがハイレベルからオフ状態に遷移するタイミングから期間Ｄ_４だけ遅延する。 7 is a diagram for explaining another example of a three-level waveform of an RF signal used in a plasma processing according to an embodiment. In the waveform example of FIG. 7, the levels of the source power P_S and the bias power P_B are transitioned in the order of low level, high level, and off state, respectively. The timing at which the source power P_S and the bias power P_B transition from the off state to the on state is the same. In addition, the timing at which the source power P_S transitions from the low level to the high level is delayed by a period D₃ from the timing at which the bias power P_{B transitions from the low level to the high level. In addition, the timing at which the bias power P Btransitions} from the high level to the off state is delayed by a period D₄ from the timing at which the source power P_S transitions from the high level to the off state.

図７の波形例は、図５の波形例と同様、第１フェーズから第４フェーズまでの４つのフェーズを含む。The waveform example in Figure 7 includes four phases, from the first phase to the fourth phase, similar to the waveform example in Figure 5.

第１フェーズ１１０においては、ソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂがともにローレベルで供給される。このため、反応種が生成され、かつ、イオンエネルギーが生成されて引き込み力が生じる。バイアス電力Ｐ_Ｂはローレベルで供給されるため、パターン頂部付近が徐々にエッチングされる。このため、急速なエッチングにより生成物が開口を閉塞する等の異常が抑制される。 In thefirst phase 110, both the source power P_S and the bias power P_B are supplied at low levels. This generates reactive species and ion energy, which generates an attractive force. Since the bias power P_B is supplied at a low level, the top of the pattern is gradually etched. This prevents abnormalities such as products blocking the openings due to rapid etching.

バイアス電力Ｐ_Ｂは、第１フェーズ１１０が終了する前にローレベルからハイレベルに遷移する。このため、第２フェーズ１２０の開始前にイオンエネルギーが上昇する。そして、第２フェーズ１２０に入ると、ソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂがともにハイレベルとなり、エッチングが進む。 Thebias power P 1_B transitions from a low level to a high level before the end of thefirst phase 110. This causes the ion energy to increase before the start of thesecond phase 120. Then, when thesecond phase 120 begins, both the source power P_{1 S} and thebias power P 1_B become high levels, and etching proceeds.

次に、第３フェーズ１３０が開始するとまず、ソース電力Ｐ_Ｓがオフ状態に遷移する。このため、バイアス電力Ｐ_Ｂのみがハイレベルで印加される状態となり、パターン底部がエッチングされて垂直方向にパターン形状が補正される。 Next, when thethird phase 130 starts, first, the source power P_S transitions to an off state, so that only the bias power P_B is applied at a high level, and the bottom of the pattern is etched to correct the pattern shape in the vertical direction.

次に、第４フェーズ１４０は、ソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂがともにオフ状態となる。このため、プラズマ処理空間１０ｓ内の副生成物等の排気が進む。そして、次の周期１００_２が開始するときまでに、エッチング効果の妨げとなる副生成物が排気される。 Next, in thefourth phase 140, the source power P_{1 S} and thebias power P 1_B are both turned off. This allows the exhaust of by-products and the like from within theplasma processing space 10s to proceed. Then, by the time the next period₁₀₀₂ starts, the by-products that hinder the etching effect are exhausted.

図７の例においては、各フェーズのパラメータセットの関係は以下のようになる。第１フェーズ１１０は、パラメータセット｛Ｐ_Ｓ１，Ｐ_Ｂ１，ｔ_１｝および｛Ｐ_Ｓ２，Ｐ_Ｂ２，ｔ_２｝により定義される。第２フェーズ１２０は、パラメータセット｛Ｐ_Ｓ３，Ｐ_Ｂ３，ｔ_３｝により定義される。第３フェーズ１３０は、パラメータセット｛Ｐ_Ｓ４，Ｐ_Ｂ４，ｔ_４｝および｛Ｐ_Ｓ５，Ｐ_Ｂ５，ｔ_５｝により定義される。第４フェーズ１４０は、パラメータセット｛Ｐ_Ｓ６，Ｐ_Ｂ６，ｔ_６｝により定義される。 In the example of Fig. 7, the relationship between the parameter sets of each phase is as follows: Thefirst phase 110 is defined by the parameter sets {P_S1 , P_B1 , t₁ } and {P_S2 , P_B2 , t₂ }. Thesecond phase 120 is defined by the parameter set {P_S3 , P_B3 , t₃ }. Thethird phase 130 is defined by the parameter sets {P_S4 , P_B4 , t₄ } and {P_S5 , P_B5 , t₅ }. Thefourth phase 140 is defined by the parameter set {P_S6 , P_B6 , t₆ }.

パラメータセットは各フェーズ中、ソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂが一定値の期間ごとに規定される。図７の例では、６つのパラメータセットが規定される。 A parameter set is defined for each period during which the source power P_S and the bias power P_B are constant during each phase. In the example of Fig. 7, six parameter sets are defined.

第１のパラメータセット｛Ｐ_Ｓ１，Ｐ_Ｂ１，ｔ_１｝は、第１フェーズ中、ソース電力Ｐ_Ｓがローレベル、バイアス電力Ｐ_Ｂがローレベルの期間に対応する。したがって、以下の関係が成立する。
Ｐ_Ｓ１＝Ｐ_ＳＬ
Ｐ_Ｂ１＝Ｐ_ＢＬ
ｔ_１＞０ The first parameter set {P_S1 , P_B1 , t₁ } corresponds to the period during which the source power P_S is at a low level and the bias power P_B is at a low level during the first phase.
P_S1 = P_SL
P_B1 = P_BL
t1 >0

第２のパラメータセット｛Ｐ_Ｓ２，Ｐ_Ｂ２，ｔ_２｝は、第１フェーズ中、ソース電力Ｐ_Ｓがローレベル、バイアス電力Ｐ_Ｂがハイレベルの期間に対応する。したがって、以下の関係が成立する。
Ｐ_Ｓ２＝Ｐ_ＳＬ
Ｐ_Ｂ２＝Ｐ_ＢＨ
ｔ_２＝Ｄ_３＞０ The second parameter set {P_S2 , P_B2 , t₂ } corresponds to the period during which the source power P_S is at a low level and the bias power P_B is at a high level during the first phase.
P_S2 = P_SL
P_B2 = P_BH
t2 =_D3 > 0

第３のパラメータセット｛Ｐ_Ｓ３，Ｐ_Ｂ３，ｔ_３｝は、第２フェーズのソース電力Ｐ_Ｓがハイレベル、バイアス電力Ｐ_Ｂがハイレベルの期間に対応する。したがって、以下の関係が成立する。
Ｐ_Ｓ３＝Ｐ_ＳＨ
Ｐ_Ｂ３＝Ｐ_ＢＨ
ｔ_３＞０ The third parameter set {P_S3 , P_B3 , t₃ } corresponds to a period during which the source power P_S is at a high level and the bias power P_B is at a high level in the second phase.
P_S3 = P_SH
P_B3 = P_BH
t3 >0

第４のパラメータセット｛Ｐ_Ｓ４，Ｐ_Ｂ４，ｔ_４｝は、第３フェーズ中、ソース電力Ｐ_Ｓがオフ状態、バイアス電力Ｐ_Ｂがハイレベルの期間に対応する。したがって、以下の関係が成立する。
Ｐ_Ｓ４＝Ｐ_ＳＯＦＦ
Ｐ_Ｂ４＝Ｐ_ＢＨ
ｔ_４＝Ｄ_４＞０ The fourth parameter set {P_S4 , P_B4 , t₄ } corresponds to the period during which the source power P_S is in the off state and the bias power P_B is at a high level during the third phase.
P_S4 = P_SOFF
P_B4 = P_BH
t4 =_D4 >0

第５のパラメータセット｛Ｐ_Ｓ５，Ｐ_Ｂ５，ｔ_５｝は、第３フェーズ中、ソース電力Ｐ_Ｓがオフ状態、バイアス電力Ｐ_Ｂがオフ状態の期間に対応する。したがって、以下の関係が成立する。
Ｐ_Ｓ５＝Ｐ_ＳＯＦＦ
Ｐ_Ｂ５＝Ｐ_ＢＯＦＦ
ｔ_５＞０ The fifth parameter set {P_S5 , P_B5 , t₅ } corresponds to the period during which the source power P_S is off and the bias power P_B is off during the third phase.
P_S5 = P_SOFF
P_B5 = P_BOFF
t5 >0

第６のパラメータセット｛Ｐ_Ｓ６，Ｐ_Ｂ６，ｔ_６｝は、第４フェーズ中、ソース電力Ｐ_Ｓがオフ状態、バイアス電力Ｐ_Ｂがオフ状態の期間に対応する。したがって、以下の関係が成立する。
Ｐ_Ｓ６＝Ｐ_ＳＯＦＦ
Ｐ_Ｂ６＝Ｐ_ＢＯＦＦ
ｔ_６＞０ The sixth parameter set {P_S6 , P_B6 , t₆ } corresponds to the period during which the source power P_S is off and the bias power P_B is off during the fourth phase.
P_S6 = P_SOFF
P_B6 = P_BOFF
t6 >0

まとめると、以下の関係が成立する。
Ｐ_Ｓ３＞Ｐ_Ｓ１＝Ｐ_Ｓ２＞０＝Ｐ_Ｓ４＝Ｐ_Ｓ５＝Ｐ_Ｓ６
Ｐ_Ｂ２＝Ｐ_Ｂ３＝Ｐ_Ｂ４＞Ｐ_Ｂ１＞０＝Ｐ_Ｂ５＝Ｐ_Ｂ６
このように、図７の例では、第１のバイアスサイクル（２００_１）におけるバイアスオフ状態への遷移タイミング（ｔ_Ｂ１）は、第１のバイアスサイクル（２００_１）に対応する第１のソースサイクル（１００_１）におけるソースオフ状態への遷移タイミング（ｔ_Ｓ１）に対してずらされる（遅延される）。 In summary, the following relationship holds:
P_S3 > P_S1 = P_S2 >0= P_S4 = P_S5 = P_S6
P_B2 = P_B3 = P_B4 > P_B1 >0 = P_B5 = P_B6
Thus, in the example of FIG. 7 , the transition timing (t_B1 ) to the bias-off state in the first bias cycle (200₁ ) is shifted (delayed) with respect to the transition timing (t_S1 ) to the source-off state in the first source cycle (100₁ ) corresponding to the first bias cycle (200₁ ).

図８は、実施形態に係るプラズマ処理に用いるＲＦ信号の４レベル波形の一例を説明するための図である。図８の波形例は、図５および図７の波形例とは異なり、ソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂがそれぞれ、４つのレベルに遷移する。４つのレベルは、オフ状態と、３つのオン状態すなわちハイレベル、ミドルレベルおよびローレベルを含む。ソース電力Ｐ_Ｓは１周期１００中、ハイレベル、ミドルレベル、ローレベル、オフ状態の順に遷移する。他方、バイアス電力Ｐ_Ｂは１周期２００中、ミドルレベル、ローレベル、ハイレベル、オフ状態の順に遷移する。図８に示す例では、ソースオン状態（１１０，１２０，１３０）は、第１のソース期間（１１０）の間の第１のソースパワーレベル（Ｈｉｇｈ）と、第２のソース期間（１２０）の間の第２のソースパワーレベル（Ｍｉｄｄｌｅ）と、第３のソース期間（１３０）の間の第３のソースパワーレベル（Ｌｏｗ）とを有する。第１のソースパワーレベル（Ｈｉｇｈ）は、第３のソースパワーレベル（Ｌｏｗ）よりも大きく、第２のソースパワーレベル（Ｍｉｄｄｌｅ）は、第１のソースパワーレベル（Ｈｉｇｈ）と第３のソースパワーレベル（Ｌｏｗ）との間の大きさである。バイアスオン状態（１５０，１６０，１７０，１８０）は、第１のバイアス期間（１５０，１６０）の間の第１のバイアスパワーレベル（Ｍｉｄｄｌｅ）と、第２のバイアス期間（１７０）の間の第２のバイアスパワーレベル（Ｌｏｗ）と、第３のバイアス期間（１８０）の間の第３のバイアスパワーレベル（Ｈｉｇｈ）とを有する。第３のバイアスパワーレベル（Ｈｉｇｈ）は、第２のバイアスパワーレベル（Ｌｏｗ）よりも大きく、第１のソースパワーレベル（Ｍｉｄｄｌｅ）は、第２のソースパワーレベル（Ｌｏｗ）と第３のソースパワーレベル（Ｈｉｇｈ）との間の大きさである。 8 is a diagram for explaining an example of a four-level waveform of an RF signal used in the plasma processing according to the embodiment. The waveform example of FIG. 8 is different from the waveform examples of FIG. 5 and FIG. 7 in that the source power P_S and the bias power P_B each transition to four levels. The four levels include an off state and three on states, namely, a high level, a middle level, and a low level. The source power P_S transitions in the order of a high level, a middle level, a low level, and an off state during oneperiod 100. On the other hand, the bias power P_B transitions in the order of a middle level, a low level, a high level, and an off state during one period 200. In the example shown in FIG. 8, the source on state (110, 120, 130) has a first source power level (High) during the first source period (110), a second source power level (Middle) during the second source period (120), and a third source power level (Low) during the third source period (130). The first source power level (High) is greater than the third source power level (Low), and the second source power level (Middle) is between the first source power level (High) and the third source power level (Low). The bias-on state (150, 160, 170, 180) has a first bias power level (Middle) during the first bias period (150, 160), a second bias power level (Low) during the second bias period (170), and a third bias power level (High) during the third bias period (180). The third bias power level (High) is greater than the second bias power level (Low), and the first source power level (Middle) is between the second source power level (Low) and the third source power level (High).

また、図８の例では、ソースＲＦ信号の１周期１００はソース電力Ｐ_Ｓとバイアス電力Ｐ_Ｂのレベルの組み合わせに応じて、第１フェーズ１１０、第２フェーズ１２０、第３フェーズ１３０、第４フェーズ１４０および第５フェーズ１５０の５つの期間に分けられる。 Also, in the example of FIG. 8, oneperiod 100 of the source RF_signal is divided into five periods, namely afirst phase 110, asecond phase 120, athird phase 130, afourth phase 140, and afifth phase 150, depending on the combination of the levels of the source power P S and the bias power P_B.

図８の例では、ソース電力Ｐ_Ｓがオフ状態からオン状態に遷移するタイミングは、バイアス電力Ｐ_Ｂがオフ状態からオン状態に遷移するタイミングに対して、期間Ｄ_５だけ遅延する。逆にいうと、バイアスＲＦ信号の立ち上がりは、ソースＲＦ信号の立ち上がりに対して期間Ｄ_６だけ遅延する。その他の状態遷移のタイミングは、ソース電力Ｐ_Ｓとバイアス電力Ｐ_Ｂとで一致している。 8, the timing at which the source power P_S transitions from the off state to the on state is delayed by a period_D5 from the timing at which the bias power P_B transitions from the off state to the on state. Conversely, the rising edge of the bias RF signal is delayed by a period_D6 from the rising edge of the source RF signal. The timing of other state transitions is the same for the source power P_S and the bias power P_B.

第１フェーズ１１０では、ソース電力Ｐ_Ｓがオフ状態からハイレベルに遷移する。バイアス電力Ｐ_Ｂはミドルレベルで供給される。第２フェーズ１２０に入ると、ソース電力Ｐ_Ｓはハイレベルからミドルレベルに遷移する。他方、バイアス電力Ｐ_Ｂは、ミドルレベルからローレベルに遷移する。次の第３フェーズ１３０に入ると、ソース電力Ｐ_Ｓはミドルレベルからローレベルに遷移する。他方、バイアス電力Ｐ_Ｂは、ローレベルからハイレベルに遷移する。そして、第４フェーズ１４０では、ソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂがともにオフ状態に遷移する。次の第５フェーズ１５０では、バイアス電力Ｐ_Ｂのみがオフ状態からミドルレベルに遷移し、ソース電力Ｐ_Ｓはオフ状態を維持する。 In thefirst phase 110, the source power P_S transitions from the off state to a high level. The bias power P_B is supplied at a middle level. In thesecond phase 120, the source power P_S transitions from a high level to a middle level. Meanwhile, the bias power P_B transitions from a middle level to a low level. In the nextthird phase 130, the source power P_S transitions from a middle level to a low level. Meanwhile, the bias power P_B transitions from a low level to a high level. Then, in thefourth phase 140, both the source power P_S and the bias power P_B transition to the off state. In the nextfifth phase 150, only the bias power P_B transitions from the off state to a middle level, and the source power P_S remains in the off state.

第１フェーズ１１０では、ソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂがともに供給されてプラズマ処理空間１０ｓ中に反応種が生成される。このためエッチングが進む。 In thefirst phase 110, both the source power P_{1 S} and thebias power P 1_B are supplied to generate reactive species in theplasma processing space 10s, which causes etching to proceed.

第２フェーズ１２０では、ソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂがともに相対的に低いレベルに切り替わる。このため、生成される反応種の量が減少し、それに伴って生成される副生成物の量が減少する。 In thesecond phase 120, both the source power P_{1 S} and thebias power P 1_B are switched to relatively low levels, thereby reducing the amount of reactive species produced and therefore the amount of by-products produced.

第３フェーズ１３０では、ソース電力Ｐ_Ｓは減じられるのに対して、バイアス電力Ｐ_Ｂがハイレベルに切り替えられる。このため、図６の期間３と同様に、イオンエネルギーがスパイク状に増加し、パターン底部のコーナーがエッチングされる。このため、第３フェーズはパターン側壁を垂直にする役割を果たす。 In thethird phase 130, the source power P_S is reduced while the bias power P_B is switched to a high level, which causes a spike in ion energy to etch the bottom corners of the pattern, similar toperiod 3 of Figure 6. Thus, the third phase serves to make the pattern sidewalls vertical.

第４フェーズ１４０では、ソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂがともにオフ状態に遷移する。このため、プラズマ処理空間１０ｓ内の副生成物やラジカルが排気される。 In thefourth phase 140, both the source power P_{1 S} and thebias power P 1_B are switched to the off state, so that by-products and radicals in theplasma processing space 10s are exhausted.

第５フェーズ１５０では、バイアス電力Ｐ_Ｂのみがミドルレベルで供給される。この時点では、プラズマ処理空間１０ｓ内にラジカルが残存しているため、イオンエネルギーの引き込み力によりエッチングが緩やかに進み開口閉塞が防止される。 In thefifth phase 150, only the bias power P_B is supplied at a middle level. At this point, radicals remain in theplasma processing space 10s, so that etching proceeds slowly due to the attraction force of ion energy, and blocking of the opening is prevented.

このように、図８の波形例によっても、図１２に示したようなパターンの形状異常を抑制しつつエッチングを実現することができる。In this way, even with the waveform example of Figure 8, etching can be achieved while suppressing pattern shape abnormalities such as those shown in Figure 12.

図８の例においては、各フェーズのパラメータセットの関係は以下のようになる。第１フェーズ１１０は、パラメータセット｛Ｐ_Ｓ１，Ｐ_Ｂ１，ｔ_１｝により定義される。第２フェーズ１２０は、パラメータセット｛Ｐ_Ｓ２，Ｐ_Ｂ２，ｔ_２｝により定義される。第３フェーズ１３０は、パラメータセット｛Ｐ_Ｓ３，Ｐ_Ｂ３，ｔ_３｝により定義される。第４フェーズ１４０は、パラメータセット｛Ｐ_Ｓ４，Ｐ_Ｂ４，ｔ_４｝により定義される。第５フェーズ１５０は、パラメータセット｛Ｐ_Ｓ５，Ｐ_Ｂ５，ｔ_５｝により定義される。 In the example of Fig. 8, the relationship between the parameter sets of each phase is as follows: Thefirst phase 110 is defined by the parameter set {P_S1 , P_B1 , t₁ }. Thesecond phase 120 is defined by the parameter set {P_S2 , P_B2 , t₂ }. Thethird phase 130 is defined by the parameter set {P_S3 , P_B3 , t₃ }. Thefourth phase 140 is defined by the parameter set {P_S4 , P_B4 , t₄ }. Thefifth phase 150 is defined by the parameter set {P_S5 , P_B5 , t₅ }.

ここで、以下の関係が成立する。
Ｐ_Ｓ１＞Ｐ_Ｓ２＞Ｐ_Ｓ３＞０
Ｐ_Ｓ４＝Ｐ_Ｓ５＝０
Ｐ_Ｂ３＞Ｐ_Ｂ１＝Ｐ_Ｂ５＞Ｐ_Ｂ２＞０
Ｐ_Ｂ４＝０
ｔ_１＞０
ｔ_２＞０
ｔ_３＞０
ｔ_４＞０
ｔ_５＝Ｄ_５＞０ Here, the following relationship holds:
P_S1 > P_S2 > P_S3 >0
P_S4 = P_S5 =0
P_B3 > P_B1 = P_B5 > P_B2 >0
P_B4 =0
_t1 >0
_t2 >0
_t3 >0
_t4 >0
_t5 =_D5 >0

（デューティ比）
ところで、ソースＲＦ信号およびバイアスＲＦ信号のオン状態のデューティ比は、約３％から９０％の範囲で別個に設定可能である旨、説明した。(Duty ratio)
As described above, the duty ratios of the source RF signal and the bias RF signal in the on state can be set independently within the range of approximately 3% to 90%.

たとえば３レベル波形の場合、ソースＲＦ信号のハイレベルでのオン状態のデューティ比は、約５％から約５０％の範囲内で設定可能である。また、ソースＲＦ信号のローレベルでのオン状態のデューティ比は、０％から約４５％の範囲内で設定可能である。また、ソースＲＦ信号のオフ状態のデューティ比は、約５％から約９０％の範囲内で設定可能である。For example, in the case of a three-level waveform, the duty ratio of the on state of the source RF signal at a high level can be set within a range of approximately 5% to approximately 50%. The duty ratio of the on state of the source RF signal at a low level can be set within a range of approximately 0% to approximately 45%. The duty ratio of the off state of the source RF signal can be set within a range of approximately 5% to approximately 90%.

また、バイアスＲＦ信号のハイレベルでのオン状態のデューティ比は、約５％から約５０％の範囲内で設定可能である。また、バイアスＲＦ信号のローレベルでのオン状態のデューティ比は、０％から約４５％の範囲内で設定可能である。また、バイアスＲＦ信号のオフ状態のデューティ比は、約５％から約９０％の範囲内で設定可能である。The duty ratio of the bias RF signal in the on state at a high level can be set within a range of about 5% to about 50%. The duty ratio of the bias RF signal in the on state at a low level can be set within a range of about 0% to about 45%. The duty ratio of the bias RF signal in the off state can be set within a range of about 5% to about 90%.

また、ソースＲＦ信号とバイアスＲＦ信号とが同時にオフ状態となる期間の長さは、デューティ比約５％から約９０％の範囲で設定可能である。この期間はたとえば、約０マイクロ秒から約５００マイクロ秒の範囲内、さらに好ましくは、約１０マイクロ秒から約５０ミリ秒の範囲内で設定可能である。また、この期間は、ソースＲＦ信号およびバイアスＲＦ信号のデューティ比で約１０％から約５０％の範囲内に設定してもよい。The length of the period during which the source RF signal and the bias RF signal are simultaneously in the off state can be set in a duty ratio range of about 5% to about 90%. This period can be set, for example, in a range of about 0 microseconds to about 500 microseconds, and more preferably, in a range of about 10 microseconds to about 50 milliseconds. This period may also be set in a duty ratio range of about 10% to about 50% for the source RF signal and the bias RF signal.

（ソースＲＦ信号とバイアスＲＦ信号との間の遅延）
図５と図８の波形例では、ソースＲＦ信号の立ち上がりとバイアスＲＦ信号の立ち上がりとの間に遅延を設けた。遅延はたとえば、１周期に対して－１００％から＋１００％までの範囲内で任意に設定可能である。ここで、－１００％から＋１００％は、ソースＲＦ信号の立下りからバイアスＲＦ信号の立ち上がりまでを基準として設定する。図９Ａ～図９Ｄは、実施形態のＲＦ信号における遅延について説明するための図である。図９Ａ～図９Ｄは、図５の波形例における遅延の設定例である。Delay between source RF signal and bias RF signal
In the waveform examples of Fig. 5 and Fig. 8, a delay is provided between the rising edge of the source RF signal and the rising edge of the bias RF signal. The delay can be set arbitrarily within the range of -100% to +100% for one period, for example. Here, -100% to +100% is set based on the time from the falling edge of the source RF signal to the rising edge of the bias RF signal. Figs. 9A to 9D are diagrams for explaining the delay in the RF signal of the embodiment. Figs. 9A to 9D are examples of delay settings in the waveform example of Fig. 5.

図９Ａは、ソースＲＦ信号の立ち下がりとバイアスＲＦ信号の立ち上がりが一致している場合である。ここでは、このような場合を遅延０％と定義する。Figure 9A shows a case where the falling edge of the source RF signal and the rising edge of the bias RF signal coincide. Here, this case is defined as 0% delay.

図９Ｂは、ソースＲＦ信号の立ち下がりとバイアスＲＦ信号の立ち上がりが、ソースＲＦ信号のオン状態分だけソース信号の立ち上がりより前にずれている場合である。ソースＲＦ信号のオン状態のデューティ比をＡ％とすると、この場合の遅延は－Ａ％である。Figure 9B shows a case where the falling edge of the source RF signal and the rising edge of the bias RF signal are shifted ahead of the rising edge of the source signal by the amount of time the source RF signal is on. If the duty ratio of the on state of the source RF signal is A%, then the delay in this case is -A%.

図９Ｃは、図９Ｂと同様、ソースＲＦ信号の立ち下がりとバイアスＲＦ信号の立ち上がりが、ソースＲＦ信号のオン状態分だけずれている場合である。ただし、図９Ｃでは、ソースＲＦ信号の立下りが先、バイアスＲＦ信号の立ち上がりが後である。この場合の遅延は＋Ａ％である。Figure 9C shows a case where the falling edge of the source RF signal and the rising edge of the bias RF signal are shifted by the amount of time the source RF signal is on, similar to Figure 9B. However, in Figure 9C, the falling edge of the source RF signal comes first, and the rising edge of the bias RF signal comes later. The delay in this case is +A%.

図９Ｄは、ソースＲＦ信号の立ち下りとバイアスＲＦ信号の立ち上がりが、＋１００％遅延している場合である。すなわち、ソースＲＦ信号の１周期分だけ、バイアスＲＦ信号の立ち上がりがソースＲＦ信号の立下りより後になっている。Figure 9D shows a case where the falling edge of the source RF signal and the rising edge of the bias RF signal are delayed by +100%. In other words, the rising edge of the bias RF signal is one period of the source RF signal later than the falling edge of the source RF signal.

これらの例から分かるように、ソースＲＦ信号とバイアスＲＦ信号を重畳させる態様は特に限定されない。As can be seen from these examples, the manner in which the source RF signal and the bias RF signal are superimposed is not particularly limited.

（ＲＦ電力供給の流れ）
図１０は、実施形態に係るプラズマ処理のＲＦ電力供給におけるパワーレベルの組み合わせシーケンスについて説明するための図である。(RF power supply flow)
FIG. 10 is a diagram for explaining a combination sequence of power levels in the RF power supply in the plasma processing according to the embodiment.

図１０は、図５、図７および図８の波形例におけるパワーレベルの組み合わせシーケンスをまとめている。図１０中、ハイレベル、ミドルレベル、ローレベル、オフ状態をそれぞれ、Ｈ，Ｍ，Ｌ，ＯＦＦと表示する。図１０に示すように、図５の３レベル波形の場合、｛Ｐ_Ｓ，Ｐ_Ｂ｝は、｛Ｈ，ＯＦＦ｝、｛Ｌ，Ｈ｝、｛Ｌ，Ｌ｝、｛ＯＦＦ，ＯＦＦ｝の順に推移する。図７の３レベル波形の場合、｛Ｐ_Ｓ，Ｐ_Ｂ｝は、｛Ｌ，Ｌ｝、｛Ｌ，Ｈ｝、｛Ｈ，Ｈ｝、｛ＯＦＦ，Ｈ｝、｛ＯＦＦ，ＯＦＦ｝の順に推移する。また、図８の４レベル波形の場合、｛Ｐ_Ｓ，Ｐ_Ｂ｝は、｛Ｈ，Ｍ｝、｛Ｍ，Ｌ｝、｛Ｌ，Ｈ｝、｛ＯＦＦ，ＯＦＦ｝、｛ＯＦＦ，Ｍ｝の順に推移する。 Fig. 10 summarizes the combination sequences of power levels in the waveform examples of Fig. 5, Fig. 7, and Fig. 8. In Fig. 10, the high level, middle level, low level, and off state are indicated as H, M, L, and OFF, respectively. As shown in Fig. 10, in the case of the three-level waveform of Fig. 5, {P_S , P_B } changes in the order of {H, OFF}, {L, H}, {L, L}, and {OFF, OFF}. In the case of the three-level waveform of Fig. 7, {P_S , P_B } changes in the order of {L, L}, {L, H}, {H, H}, {OFF, H}, and {OFF, OFF}. In addition, in the case of the four-level waveform of Fig. 8, {P_S , P_B } changes in the order of {H, M}, {M, L}, {L, H}, {OFF, OFF}, and {OFF, M}.

各波形に共通している点は以下の通りである。
（１）ソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂの双方がオフ状態の期間がある。
（２）ソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂがともにオン状態であり、かつレベルが異なる期間がある。
（３）ソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂのいずれか一方がオフ状態であり、他方がオン状態の期間がある。 The waveforms have the following in common:
(1) There is a period in which both the source power P_S and the bias power P_B are in the off state.
(2) There is a period in which the source power P_S and the bias power P_B are both in the on state but at different levels.
(3) There is a period during which either the source power P_{1 S} or thebias power P 1_B is in the off state and the other is in the on state.

このように、本実施形態に係るプラズマ処理方法は、ソース電力Ｐ_Ｓとバイアス電力Ｐ_Ｂの供給態様、たとえば、各々のレベルの組み合わせを複数パターン設けている。このため、本実施形態に寄ればプラズマ処理の進行度合いに応じてプラズマ処理空間１０ｓ内のプラズマの状態を細かく制御してプラズマ処理を実行できる。このため、本実施形態によれば、基板上のパターン形状の異常を防止しつつプラズマエッチングを実現できる。 In this manner, the plasma processing method according to the present embodiment provides a plurality of patterns of combinations of the supply modes of the source power P_S and the bias power P_B , for example, the respective levels. Therefore, according to the present embodiment, the plasma processing can be performed by finely controlling the state of the plasma in theplasma processing space 10s according to the progress of the plasma processing. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to realize plasma etching while preventing abnormalities in the pattern shape on the substrate.

図１１は、実施形態に係るプラズマ処理のＲＦ電力供給の流れの例を示すフローチャートである。図１１に示すフロー１１００はたとえば、図３のステップＳ３２において実行される。FIG. 11 is a flow chart showing an example of the flow of RF power supply in plasma processing according to an embodiment.Flow 1100 shown in FIG. 11 is executed, for example, in step S32 of FIG. 3.

まず、制御部の制御下で、ＲＦ電力供給部３１は第１パラメータセット｛Ｐ_Ｓ１，Ｐ_Ｂ１，ｔ_１｝に規定されるＲＦ電力供給を実行する（ステップＳ１１１０）。 First, under the control of the control unit, the RFpower supply unit 31 executes RF power supply defined by the first parameter set {P_S1 , P_B1 , t₁ } (step S1110).

次に、制御部の制御下で、ＲＦ電力供給部３１は第２パラメータセット｛Ｐ_Ｓ２，Ｐ_Ｂ２，ｔ_２｝により規定されるＲＦ電力供給を実行する（ステップＳ１１２０）。 Next, under the control of the control unit, the RFpower supply unit 31 executes RF power supply defined by the second parameter set {P_S2 , P_B2 , t₂ } (step S1120).

次に、制御部の制御下で、ＲＦ電力供給部３１は第３パラメータセット｛Ｐ_Ｓ３，Ｐ_Ｂ３，ｔ_３｝により規定されるＲＦ電力供給を実行する（ステップＳ１１３０）。 Next, under the control of the control unit, the RFpower supply unit 31 executes RF power supply defined by the third parameter set {P_S3 , P_B3 , t₃ } (step S1130).

次に、制御部の制御下で、ＲＦ電力供給部３１は第４パラメータセット｛Ｐ_Ｓ４，Ｐ_Ｂ４，ｔ_４｝により規定されるＲＦ電力供給を実行する（ステップＳ１１４０）。 Next, under the control of the control unit, the RFpower supply unit 31 executes RF power supply defined by the fourth parameter set {P_S4 , P_B4 , t₄ } (step S1140).

次に、制御部の制御下で、ＲＦ電力供給部３１は第５パラメータセット｛Ｐ_Ｓ５，Ｐ_Ｂ５，ｔ_５｝により規定されるＲＦ電力供給を実行する（ステップＳ１１５０）。 Next, under the control of the control unit, the RFpower supply unit 31 executes RF power supply defined by the fifth parameter set {P_S5 , P_B5 , t₅ } (step S1150).

ステップＳ１１１０～Ｓ１１５０は１サイクルとして実行される。ステップＳ１１５０の後に続けてステップＳ１１１０に戻ってサイクルが再度実行されてもよい。Steps S1110 to S1150 are executed as one cycle. After step S1150, the process may return to step S1110 and the cycle may be executed again.

なお、上記第１～第５パラメータセットのうち、いずれか２つが同一であってもよい。この場合、図５の３レベル波形に基づくＲＦ電力供給が実行できる。In addition, any two of the first to fifth parameter sets may be the same. In this case, RF power supply based on the three-level waveform in Figure 5 can be executed.

また、上記第１～第５のパラメータセットのうち、少なくとも一つのパラメータセットにおいて、｛Ｐ_ＳＸ，Ｐ_ＢＸ｝（ただしＸは１から５の任意の整数）は｛Ｐ_ＳＯＦＦ，Ｐ_ＢＯＦＦ｝であってよい。この場合、図５，７，８の波形例のように、いずれかのフェーズにおいてソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂの供給を共に停止できる。 Furthermore, in at least one of the first to fifth parameter sets, {P_SX , P_BX } (where X is any integer from 1 to 5) may be {P_SOFF , P_BOFF }. In this case, the supply of both the source power P_S and the bias power P_B can be stopped in either phase, as in the waveform examples of FIGS.

また、上記第１～第５のパラメータセットのうち、少なくとも一つのパラメータセットにおいて、｛Ｐ_ＳＹ，Ｐ_ＢＹ｝（ただし、Ｙ≠Ｘ、かつ、Ｙは１から５の整数）は｛Ｐ_Ｓα，Ｐ_Ｂβ｝であってよい。ただし、α≠β、かつ、αおよびβは、Ｈ，Ｌ，Ｍのいずれか一つである。この場合、図５，７，８の波形例のように、いずれかのフェーズにおいて、ソース電力Ｐ_Ｓとバイアス電力Ｐ_Ｂとを異なるレベルで供給できる。 Furthermore, in at least one of the first to fifth parameter sets, {P_SY , P_BY } (where Y ≠ X, and Y is an integer from 1 to 5) may be {P_Sα , P_Bβ }, where α ≠ β, and α and β are any one of H, L, and M. In this case, as in the waveform examples of FIGS. 5, 7, and 8, in any phase, the source power P_S and the bias power P_B can be supplied at different levels.

また、上記第１～第５のパラメータセットのうち、少なくとも一つのパラメータセットにおいて、｛Ｐ_ＳＺ，Ｐ_ＢＺ｝（ただし、Ｚ≠Ｘ、Ｚ≠Ｙ、かつ、Ｚは１から５の整数）は｛Ｐ_Ｓγ，Ｐ_Ｂδ｝（ただし｛γ，δ｝≠｛α，β｝）、であってよい。ただし、γおよびδのうち一方がＯＦＦ、他方がＨ，Ｌ，Ｍのいずれか一つである。この場合、図５，７，８の波形例のように、いずれかのフェーズにおいて、ソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂの一方の供給を停止して他方の供給を実行できる。 Furthermore, in at least one of the first to fifth parameter sets, {P_SZ , P_BZ } (where Z ≠ X, Z ≠ Y, and Z is an integer from 1 to 5) may be {P_Sγ , P_Bδ } (where {γ, δ} ≠ {α, β}), where one of γ and δ is OFF and the other is one of H, L, and M. In this case, as in the waveform examples of FIGS. 5, 7, and 8, in any phase, the supply of one of the source power P_S and bias power P_B can be stopped and the supply of the other can be started.

なお、上記の実施形態および変形例の一部は適宜変更してもよい。以下に考えられる変形態様を記載する。Note that some of the above embodiments and variations may be modified as appropriate. Possible variations are described below.

（他の実施形態）
ソース電力Ｐ_Ｓは、交流（ＡＣ）電力であってもよい。また、ソース電力Ｐ_Ｓは、ＲＦ電力であっても、ＶＨＦ（Very High Frequency）電力であってもよい。ソース電力Ｐ_Ｓはたとえば、約６０ＭＨｚから約２００ＭＨｚの範囲内のＲＦ電力であってもよい。また、ソース電力Ｐ_Ｓはたとえば、約２５ＭＨｚから約６０ＭＨｚの範囲内のＲＦ電力であってもよい。ソース電力Ｐ_Ｓはたとえば、２７ＭＨｚであってもよい。本実施形態において、ソース電力Ｐ_Ｓは、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）を生成する。ソース電力Ｐ_Ｓはたとえば、ヘリカルアンテナと結合してプラズマを生成する。Other Embodiments
The source power_PS may be an alternating current (AC) power. The source power_PS may be an RF power or a very high frequency (VHF) power. The source power_PS may be, for example, an RF power in a range of about 60 MHz to about 200 MHz. The source power_PS may be, for example, an RF power in a range of about 25 MHz to about 60 MHz. The source power_PS may be, for example, 27 MHz. In this embodiment, the source power_PS generates an inductively coupled plasma (ICP). The source power_PS is, for example, coupled with a helical antenna to generate the plasma.

バイアス電力Ｐ_Ｂは、交流（ＡＣ）電力であってもよい。また、バイアス電力Ｐ_Ｂは、直流（ＤＣ）パルス電力であってもよい。バイアス電力Ｐ_Ｂは、ＲＦ電力、ＨＦ（High Frequency）電力、ＭＦ（Medium Frequency）電力のいずれかであってもよい。バイアス電力Ｐ_Ｂはたとえば、約２００ｋＨｚから約６００ｋＨｚの範囲内の周波数の電力であってよい。バイアス電力Ｐ_Ｂはたとえば４００ｋＨｚであってもよい。また、バイアス電力Ｐ_Ｂはたとえば、約６００ｋＨｚから約１３ＭＨｚの範囲内の電力であってもよい。 The bias power P_B may be an alternating current (AC) power. Also, the bias power P_B may be a direct current (DC) pulse power. The bias power P_B may be any of an RF power, an HF (High Frequency) power, and an MF (Medium Frequency) power. For example, the bias power P_B may be a power having a frequency in a range of about 200 kHz to about 600 kHz. For example, the bias power P_{B may be 400 kHz. Also, the bias power P Bmay} be a power in a range of about 600 kHz to about 13 MHz.

ソース電力Ｐ_Ｓおよびバイアス電力Ｐ_Ｂは各々、各周期において、単一パルスとして、または連続パルスとして印加されてよい。たとえば、第１フェーズにおいて、期間ｔ_１に印加されるソース電力Ｐ_Ｓ１は単一パルスであってもよく、連続パルスであってもよい。同様に、期間ｔ_３に印加されるバイアス電力Ｐ_Ｂ３は単一パルスであってもよく、連続パルスであってもよい。 The source power P_S and the bias power P_B may each be applied as a single pulse or as a continuous pulse in each period. For example, in the first phase, the source power P_S1 applied during the period t₁ may be a single pulse or a continuous pulse. Similarly, the bias power P_B3 applied during the period t₃ may be a single pulse or a continuous pulse.

プラズマ処理チャンバ１０には、予め定められたプラズマ処理に応じて選択される流量で、ガスが供給される。１周期中、実質的に同一の流量でガスがプラズマ処理チャンバ１０に供給される。供給されるガスはたとえば、臭化水素（ＨＢｒ）を含む。また、供給されるガスはたとえば、ヘリウム（Ｈｅ）やアルゴン（Ａｒ）等の希ガスを含む。また、供給されるガスはたとえば、酸素（Ｏ_２）、テトラフルオロメタン（ＣＦ_４）、三フッ化窒素（ＮＦ_３）、六フッ化硫黄（ＳＦ_６）、塩素（Ｃｌ_２）、テトラクロロメタン（ＣＣｌ_４）等を含んでもよい。 Gas is supplied to theplasma processing chamber 10 at a flow rate selected according to a predetermined plasma process. Gas is supplied to theplasma processing chamber 10 at substantially the same flow rate during one cycle. The supplied gas includes, for example, hydrogen bromide (HBr). The supplied gas includes, for example, a rare gas such as helium (He) or argon (Ar). The supplied gas may include, for example, oxygen (O₂ ), tetrafluoromethane (CF₄ ), nitrogen trifluoride (NF₃ ), sulfur hexafluoride (SF₆ ), chlorine (Cl₂ ), tetrachloromethane (CCl₄ ), etc.

実施形態に係るプラズマ処理中に生成される副生成物は、プラズマ処理チャンバ１０内のガスおよび基板の組成物に含まれる１以上の種の元素を含む化合物であってよい。たとえば、シリコン基板とＨＢｒガスを用いる場合は、ＳｉＢｒｘを含有する副生成物が形成されうる。他にフッ化シリコン（ＳｉＦｘ）、塩化シリコン（ＳｉＣｌｘ）等のシリコン含有残渣や、（フォトレジスト、有機膜、プリカーサを用いた処理の場合には）フルオロカーボン（ＣＦｘ）、ハイロドフルオロカーボン（ＣＨｘＦｙ）等の炭素含有残渣なども副生成物として形成されうる。By-products generated during plasma processing according to embodiments may be compounds containing one or more elements contained in the composition of the gas and substrate in theplasma processing chamber 10. For example, when using a silicon substrate and HBr gas, by-products containing SiBrx may be formed. Other by-products that may be formed include silicon-containing residues such as silicon fluoride (SiFx) and silicon chloride (SiClx), and (in the case of processing using photoresist, organic films, and precursors) carbon-containing residues such as fluorocarbons (CFx) and hydrofluorocarbons (CHxFy).

実施形態においてエッチングの対象とする膜およびエッチングに用いるマスクの材料は特に限定されない。たとえば、下地層Ｌ１（図４参照）はシリコンウエハであってよい。エッチング対象層Ｌ２は、誘電体膜たとえばシリコン含有誘電体膜であってもよい。エッチング対象層Ｌ２は複数種類の膜を積層して形成されてもよい。たとえば、エッチング対象層Ｌ２は、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜が順次積層された層であってもよい。エッチング対象層Ｌ２は、シリコン酸化膜とポリシリコン膜が順次積層された層であってもよい。マスクＭＬは、カーボン含有膜であってよい。カーボン含有膜はアモルファスカーボン層（ＡＣＬ）、スピンオンカーボン膜（ＳＯＣ）で形成されてもよい。またはマスクＭＫは金属膜で形成されてもよい。また、図４には図示しないが、マスクＭＫの上にマスクＭＫと同様の開口パターンが形成されたシリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ）や裏面反射防止膜（ＢＡＲＣ）が存在してもよい。In the embodiment, the film to be etched and the material of the mask used for etching are not particularly limited. For example, the base layer L1 (see FIG. 4) may be a silicon wafer. The layer to be etched L2 may be a dielectric film, such as a silicon-containing dielectric film. The layer to be etched L2 may be formed by stacking a plurality of types of films. For example, the layer to be etched L2 may be a layer in which a silicon oxide film and a silicon nitride film are stacked in sequence. The layer to be etched L2 may be a layer in which a silicon oxide film and a polysilicon film are stacked in sequence. The mask ML may be a carbon-containing film. The carbon-containing film may be formed of an amorphous carbon layer (ACL) or a spin-on carbon film (SOC). Alternatively, the mask MK may be formed of a metal film. Although not shown in FIG. 4, a silicon oxynitride film (SiON) or a back surface anti-reflective coating (BARC) having an opening pattern similar to that of the mask MK may be present on the mask MK.

実施形態に係るプラズマ処理方法において、エッチング対象層Ｌ２がシリコン含有誘電体膜である場合は、マスクＭＫはＡＣＬ、ＳＯＣ等のカーボン含有膜であってよい。また、エッチング対象層Ｌ２がポリシリコン膜である場合はマスクＭＫはＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を用いて形成したシリコン酸化膜等であってよい。In the plasma processing method according to the embodiment, when the etching target layer L2 is a silicon-containing dielectric film, the mask MK may be a carbon-containing film such as ACL or SOC. When the etching target layer L2 is a polysilicon film, the mask MK may be a silicon oxide film formed using TEOS (tetraethoxysilane).

実施形態において、ソースＲＦ生成部３１ａおよびバイアスＲＦ生成部３１ｂはそれぞれ複数個配置されてもよい。この場合、各ソースＲＦ生成部３１ａは予め定められたタイミングで予め定められた一定量のパワーをコイルに供給してもよい。同様に、各バイアスＲＦ生成部３１ｂは予め定められたタイミングで予め定められた一定量のパワーを下部電極に供給してもよい。In an embodiment, a plurality of sourceRF generating units 31a and biasRF generating units 31b may be arranged. In this case, each sourceRF generating unit 31a may supply a predetermined constant amount of power to the coil at a predetermined timing. Similarly, each biasRF generating unit 31b may supply a predetermined constant amount of power to the lower electrode at a predetermined timing.

実施形態に係るＲＦ信号のパルスシーケンスは、基板上に形成するパターン形状に応じてユーザが自由にプラズマ処理装置１上に設定して実行させることができる。たとえば、ユーザは、記憶部に格納された複数パターンの一つを選択して実行させたり、記憶部に新しいシーケンスのパターンを記憶させたりすることができる。The RF signal pulse sequence according to the embodiment can be freely set and executed on theplasma processing apparatus 1 by the user according to the pattern shape to be formed on the substrate. For example, the user can select one of multiple patterns stored in the memory unit and execute it, or store a new sequence pattern in the memory unit.

（実施形態の効果）
上記のように実施形態に係るプラズマ処理装置は、プラズマ処理チャンバと、少なくとも一つのコイルと、基板支持部と、ソースＲＦ生成部と、バイアスＲＦ生成部と、を備える。少なくとも一つのコイルは、プラズマ処理チャンバの上方に配置される。基板支持部は、プラズマ処理チャンバ内に配置され、下部電極を有する。ソースＲＦ生成部は、ソースＲＦ信号を少なくとも一つのコイルに供給するように構成される。ソースＲＦ信号は、複数のソースサイクルを含み、各ソースサイクルは、ソースオン状態及びソースオフ状態を含む。ソースオン状態は、少なくとも２つのソースパワーレベルを有する。バイアスＲＦ生成部は、バイアスＲＦ信号を下部電極に供給するように構成される。バイアスＲＦ信号は、複数のソースサイクルにそれぞれ対応する複数のバイアスサイクルを含む。各バイアスサイクルは、バイアスオン状態及びバイアスオフ状態を含む。バイアスオン状態は、少なくとも２つのバイアスパワーレベルを有する。第１のバイアスサイクルにおけるバイアスオン状態への遷移タイミングは、第１のバイアスサイクルに対応する第１のソースサイクルにおけるソースオン状態への遷移タイミングに対してずらされる。このように、プラズマ処理装置は、コイルおよび下部電極に供給するＲＦ電力を異なるタイミングで変化させることができる。また、プラズマ処理装置は、コイルおよび下部電極に供給するＲＦ電力を異なる状態に遷移させることができる。このため、プラズマ処理により形成するパターンの形状に応じて、プラズマ処理チャンバ内に生成されるプラズマの状態を細かく制御できる。このため、プラズマ処理装置は、プラズマエッチングの処理性能を向上させることができる。(Effects of the embodiment)
As described above, the plasma processing apparatus according to the embodiment includes a plasma processing chamber, at least one coil, a substrate support, a source RF generator, and a bias RF generator. The at least one coil is disposed above the plasma processing chamber. The substrate support is disposed in the plasma processing chamber and has a lower electrode. The source RF generator is configured to supply a source RF signal to the at least one coil. The source RF signal includes a plurality of source cycles, each of which includes a source-on state and a source-off state. The source-on state has at least two source power levels. The bias RF generator is configured to supply a bias RF signal to the lower electrode. The bias RF signal includes a plurality of bias cycles corresponding to the plurality of source cycles, each of which includes a bias-on state and a bias-off state. The bias-on state has at least two bias power levels. The transition timing to the bias-on state in a first bias cycle is shifted with respect to the transition timing to the source-on state in a first source cycle corresponding to the first bias cycle. In this manner, the plasma processing apparatus can change the RF power supplied to the coil and the lower electrode at different timings. In addition, the plasma processing apparatus can transition the RF power supplied to the coil and the lower electrode between different states. This allows the state of the plasma generated in the plasma processing chamber to be precisely controlled according to the shape of the pattern to be formed by the plasma processing. This allows the plasma processing apparatus to improve the processing performance of plasma etching.

また、実施形態に係るプラズマ処理装置において、バイアスオン状態への遷移タイミングは、ソースオン状態への遷移タイミングに対して遅延されてもよい。In addition, in the plasma processing apparatus according to the embodiment, the timing of the transition to the bias-on state may be delayed with respect to the timing of the transition to the source-on state.

また、実施形態に係るプラズマ処理装置において、第１のバイアスサイクルにおけるバイアスオフ状態への遷移タイミングは、第１のソースサイクルにおけるソースオフ状態への遷移タイミングと実質的に同じであってもよい。In addition, in the plasma processing apparatus according to the embodiment, the transition timing to the bias off state in the first bias cycle may be substantially the same as the transition timing to the source off state in the first source cycle.

また、実施形態に係るプラズマ処理装置は、プラズマ処理チャンバと、少なくとも一つのコイルと、基板支持部と、ソースＲＦ生成部と、バイアスＲＦ生成部と、を備えてもよい。少なくとも一つのコイルは、プラズマ処理チャンバの上方に配置される。基板支持部は、プラズマ処理チャンバ内に配置され、下部電極を有する。ソースＲＦ生成部は、ソースＲＦ信号を前記少なくとも一つのコイルに供給するように構成される。ソースＲＦ信号は、複数のソースサイクルを含む。各ソースサイクルは、ソースオン状態及びソースオフ状態を含む。ソースオン状態は、少なくとも２つのソースパワーレベルを有する。バイアスＲＦ生成部は、バイアスＲＦ信号を下部電極に供給するように構成される。バイアスＲＦ信号は、複数のソースサイクルにそれぞれ対応する複数のバイアスサイクルを含む。バイアスサイクルは、バイアスオン状態及びバイアスオフ状態を含む。バイアスオン状態は、少なくとも２つのバイアスパワーレベルを有する。第１のバイアスサイクルにおけるバイアスオフ状態への遷移タイミングは、第１のバイアスサイクルに対応する第１のソースサイクルにおけるソースオフ状態への遷移タイミングに対してずらされる。In addition, the plasma processing apparatus according to the embodiment may include a plasma processing chamber, at least one coil, a substrate support, a source RF generating unit, and a bias RF generating unit. The at least one coil is disposed above the plasma processing chamber. The substrate support is disposed in the plasma processing chamber and has a lower electrode. The source RF generating unit is configured to supply a source RF signal to the at least one coil. The source RF signal includes a plurality of source cycles. Each source cycle includes a source on state and a source off state. The source on state has at least two source power levels. The bias RF generating unit is configured to supply a bias RF signal to the lower electrode. The bias RF signal includes a plurality of bias cycles corresponding to the plurality of source cycles, respectively. The bias cycle includes a bias on state and a bias off state. The bias on state has at least two bias power levels. The transition timing to the bias off state in the first bias cycle is shifted with respect to the transition timing to the source off state in the first source cycle corresponding to the first bias cycle.

また、実施形態に係るプラズマ処理装置において、バイアスオフ状態への遷移タイミングは、ソースオフ状態への遷移タイミングに対して遅延されてもよい。In addition, in the plasma processing apparatus according to the embodiment, the timing of the transition to the bias-off state may be delayed with respect to the timing of the transition to the source-off state.

また、実施形態に係るプラズマ処理装置において、第１バイアスサイクルにおけるバイアスオン状態への遷移タイミングは、第１ソースサイクルにおけるソースオン状態への遷移タイミングと実質的に同じであってもよい。In addition, in the plasma processing apparatus according to the embodiment, the transition timing to the bias-on state in the first bias cycle may be substantially the same as the transition timing to the source-on state in the first source cycle.

また、実施形態に係るプラズマ処理装置において、前記ソースオフ状態の期間は、前記バイアスオフ状態の期間と部分的に重複してもよい。In addition, in the plasma processing apparatus according to the embodiment, the period of the source-off state may partially overlap with the period of the bias-off state.

また、実施形態に係るプラズマ処理装置において、ソースオン状態は、第１のソース期間の間の第１のソースパワーレベルと、第１のソース期間の後の第２のソース期間の間の第２のソースパワーレベルとを有してもよい。また、第１のソースパワーレベルは、第２のソースパワーレベルよりも大きくてもよい。In addition, in the plasma processing apparatus according to the embodiment, the source-on state may have a first source power level during the first source period and a second source power level during a second source period following the first source period. The first source power level may be greater than the second source power level.

また、実施形態に係るプラズマ処理装置において、バイアスオン状態は、第１のバイアス期間の間の第１のバイアスパワーレベルと、第１のバイアス期間の後の第２のバイアス期間の間の第２のバイアスパワーレベルとを有してもよい。また、第１のバイアスパワーレベルは、前記第２のバイアスパワーレベルよりも大きくてもよい。In addition, in the plasma processing apparatus according to the embodiment, the bias-on state may have a first bias power level during a first bias period and a second bias power level during a second bias period following the first bias period. The first bias power level may be greater than the second bias power level.

また、実施形態に係るプラズマ処理装置において、バイアスＲＦ信号は、第１のソース期間の間にバイアスオフ期間を有してもよい。In addition, in the plasma processing apparatus according to the embodiment, the bias RF signal may have a bias off period during the first source period.

また、実施形態に係るプラズマ処理装置において、第１のバイアス期間及び第２のバイアス期間は、第２のソース期間と部分的に重複してもよい。また、バイアスＲＦ信号は、第２のソース期間の間に第１のバイアスパワーレベルから第２のバイアスパワーレベルに遷移されてもよい。In addition, in the plasma processing apparatus according to the embodiment, the first bias period and the second bias period may partially overlap with the second source period. Also, the bias RF signal may transition from the first bias power level to the second bias power level during the second source period.

また、実施形態に係るプラズマ処理装置において、ソースオン状態は、第１のソース期間の間の第１のソースパワーレベルと、第１のソース期間の後の第２のソース期間の間の第２のソースパワーレベルとを有してもよい。また、第２のソースパワーレベルは、第１のソースパワーレベルよりも大きくてもよい。In addition, in the plasma processing apparatus according to the embodiment, the source-on state may have a first source power level during the first source period and a second source power level during a second source period following the first source period. The second source power level may be greater than the first source power level.

また、実施形態に係るプラズマ処理装置において、バイアスオン状態は、第１のバイアス期間の間の第１のバイアスパワーレベルと、第１のバイアス期間の後の第２のバイアス期間の間の第２のバイアスパワーレベルとを有してもよい。また、第２のバイアスパワーレベルは、第１のバイアスパワーレベルよりも大きくてもよい。In addition, in the plasma processing apparatus according to the embodiment, the bias-on state may have a first bias power level during the first bias period and a second bias power level during a second bias period following the first bias period. The second bias power level may be greater than the first bias power level.

また、実施形態に係るプラズマ処理装置において、ソースオン状態は、第１のソース期間の間の第１のソースパワーレベルと、第１のソース期間の後の第２のソース期間の間の第２のソースパワーレベルと、第２のソース期間の後の第３のソース期間の間の第３のソースパワーレベルとを有してもよい。第１のソースパワーレベルは、第３のソースパワーレベルよりも大きくてもよい。また、第２のソースパワーレベルは、第１のソースパワーレベルと第３のソースパワーレベルとの間の大きさであってもよい。バイアスオン状態は、第１のバイアス期間の間の第１のバイアスパワーレベルと、第１のバイアス期間の後の第２のバイアス期間の間の第２のバイアスパワーレベルと、第２のバイアス期間の後の第３のバイアス期間の間の第３のバイアスパワーレベルとを有してもよい。第３のバイアスパワーレベルは、第２のバイアスパワーレベルよりも大きくてもよい。第１のソースパワーレベルは、第２のソースパワーレベルと第３のソースパワーレベルとの間の大きさであってもよい。In the plasma processing apparatus according to the embodiment, the source-on state may have a first source power level during the first source period, a second source power level during the second source period after the first source period, and a third source power level during the third source period after the second source period. The first source power level may be greater than the third source power level. The second source power level may have a magnitude between the first source power level and the third source power level. The bias-on state may have a first bias power level during the first bias period, a second bias power level during the second bias period after the first bias period, and a third bias power level during the third bias period after the second bias period. The third bias power level may be greater than the second bias power level. The first source power level may have a magnitude between the second source power level and the third source power level.

今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。The embodiments disclosed herein should be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The above-described embodiments may be omitted, substituted, or modified in various ways without departing from the scope and spirit of the appended claims.

例えば、上記実施形態では、誘導結合型プラズマ装置を例に説明したが、これに限定されるものではなく、他のプラズマ装置に適用されてもよい。例えば、誘導結合型プラズマ装置に代えて、容量結合型プラズマ（Capacitively-coupled plasma：ＣＣＰ）装置が用いられてもよい。この場合、容量結合型プラズマ装置は、プラズマ処理チャンバ内に配置される２つの対向する電極を含む。一実施形態において、一方の電極は、基板支持部内に配置され、他方の電極は、基板支持部の上方に配置される。この場合、一方の電極は下部電極として機能し、他方の電極は上部電極として機能する。そして、ソースＲＦ生成部３１ａ及びバイアスＲＦ生成部３１ｂは、２つの対向する電極のうち少なくとも１つに結合される。一実施形態において、ソースＲＦ生成部３１ａは、上部電極に結合され、バイアスＲＦ生成部３１ｂは、下部電極に結合される。なお、ソースＲＦ生成部３１ａ及びバイアスＲＦ生成部３１ｂが下部電極に結合されてもよい。For example, in the above embodiment, an inductively coupled plasma device is described as an example, but the present invention is not limited thereto and may be applied to other plasma devices. For example, instead of the inductively coupled plasma device, a capacitively coupled plasma (CCP) device may be used. In this case, the capacitively coupled plasma device includes two opposing electrodes arranged in a plasma processing chamber. In one embodiment, one electrode is arranged in a substrate support, and the other electrode is arranged above the substrate support. In this case, one electrode functions as a lower electrode, and the other electrode functions as an upper electrode. Then, the sourceRF generating unit 31a and the biasRF generating unit 31b are coupled to at least one of the two opposing electrodes. In one embodiment, the sourceRF generating unit 31a is coupled to the upper electrode, and the biasRF generating unit 31b is coupled to the lower electrode. Note that the sourceRF generating unit 31a and the biasRF generating unit 31b may be coupled to the lower electrode.

１ プラズマ処理装置
１０ プラズマ処理チャンバ
１０ａ 誘電体窓
１０ｂ 側壁
１０ｓ プラズマ処理空間
１１ 支持部
１１ａ 基板支持部
１１ｂ エッジリング支持部
１２ エッジリング
１３ ガス導入部
１３ａ 中央ガス注入部
１３ｂ 側壁ガス注入部
１４ アンテナ
２０ ガス供給部
２１ ガスソース
２２ 流量制御器
３０ 電力供給部
３１ ＲＦ電力供給部
３１ａ ソースＲＦ生成部
３１ｂ バイアスＲＦ生成部
３２ ＤＣ電力供給部
４０ 排気システム
Ｗ 基板REFERENCE SIGNSLIST 1Plasma processing apparatus 10Plasma processing chamber 10aDielectric window10b Side wall 10sPlasma processing space 11Support11a Substrate support 11bEdge ring support 12Edge ring 13Gas inlet 13a Centralgas injection section 13b Side wallgas injection section 14Antenna 20Gas supply section 21Gas source 22Flow rate controller 30Power supply section 31 RFpower supply section 31a SourceRF generation section 31b BiasRF generation section 32 DCpower supply section 40 Exhaust system W Substrate

Claims (10)

Translated fromJapanese

プラズマ処理チャンバと、
前記プラズマ処理チャンバ内に配置される基板支持部と、
前記プラズマ処理チャンバに結合され、ソースＲＦ信号を生成するように構成されるソースＲＦ生成部であり、前記ソースＲＦ信号は、各サイクルにおける第１の期間にゼロパワーレベルより大きい第１のソースパワーレベルを有し、各サイクルにおける前記第１の期間に続く第２の期間に前記第１のソースパワーレベルとは異なりゼロパワーレベルより大きい第２のソースパワーレベルを有し、各サイクルにおける前記第２の期間に続く第３の期間に前記第２のソースパワーレベルを有し、各サイクルにおける前記第３の期間に続く第４の期間にゼロパワーレベルを有する、ソースＲＦ生成部と、
前記基板支持部に結合され、バイアスＲＦ信号を生成するように構成されるバイアスＲＦ生成部であり、前記バイアスＲＦ信号は、前記第１の期間にゼロパワーレベルを有し、前記第２の期間における遅延時間にゼロパワーレベルを有し、前記遅延時間を除く前記第２の期間にゼロパワーレベルより大きい第１のバイアスパワーレベルを有し、前記第３の期間に前記第１のバイアスパワーレベルとは異なりゼロパワーレベルより大きい第２のバイアスパワーレベルを有し、前記第４の期間にゼロパワーレベルを有する、バイアスＲＦ生成部と、
を備える、プラズマ処理装置。 a plasma processing chamber;
a substrate support disposed within the plasma processing chamber;
a source RF generator coupled to the plasma processing chamber and configured to generate a source RF signal, the source RF signalhaving a first source power level greater than a zero power level during a first time period in each cycle, a second source power level different from the first source power level and greater than the zero power level during a second time period following the first time period in each cycle, the second source power level during a third time period following the second time period in each cycle, and a zero power level during a fourth time period following the third time period in each cycle ;
a bias RF generating unit coupled to the substrate support and configured to generate a bias RF signal, the bias RF signalhaving a zero power level in the first time period, a zero power level at a delay time in the second time period, a first bias power level greater than the zero power level in the second time period excluding the delay time, a second bias power level different from the first bias power level and greater than the zero power level in the third time period, and a zero power level in the fourth time period ;
A plasma processing apparatus comprising:前記第２のソースパワーレベルは、前記第１のソースパワーレベルより小さい、請求項１に記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus of claim 1, wherein the second source power level is less than the first source power level .前記第２のバイアスパワーレベルは、前記第１のバイアスパワーレベルより小さい、請求項１又は請求項２に記載のプラズマ処理装置。3. The plasma processing apparatus according to claim 1,wherein the second bias power level is lower than the first bias power level . プラズマ処理チャンバと、a plasma processing chamber;
前記プラズマ処理チャンバ内に配置される基板支持部と、a substrate support disposed within the plasma processing chamber;
前記プラズマ処理チャンバに結合され、ソースＲＦ信号を生成するように構成されるソースＲＦ生成部であり、前記ソースＲＦ信号は、各サイクルにおける第１の期間にゼロパワーレベルより大きい第１のソースパワーレベルを有し、各サイクルにおける前記第１の期間に続く第２の期間に前記第１のソースパワーレベルとは異なりゼロパワーレベルより大きい第２のソースパワーレベルを有し、各サイクルにおける前記第２の期間に続く第３の期間にゼロパワーレベルを有する、ソースＲＦ生成部と、a source RF generator coupled to the plasma processing chamber and configured to generate a source RF signal, the source RF signal having a first source power level greater than a zero power level during a first time period in each cycle, a second source power level different from the first source power level and greater than the zero power level during a second time period following the first time period in each cycle, and a zero power level during a third time period following the second time period in each cycle;
前記基板支持部に結合され、バイアスＲＦ信号を生成するように構成されるバイアスＲＦ生成部であり、前記バイアスＲＦ信号は、前記第１の期間における第１の時間にゼロパワーレベルより大きい第１のバイアスパワーレベルを有し、前記第１の期間における前記第１の時間に続く第２の時間に前記第１のバイアスパワーレベルとは異なりゼロパワーレベルより大きい第２のバイアスパワーレベルを有し、前記第２の期間に前記第２のバイアスパワーレベルを有し、前記第３の期間における前記第２の期間に続く第３の時間に前記第２のバイアスパワーレベルを有し、前記第３の期間における前記第３の時間に続く第４の時間にゼロパワーレベルを有する、バイアスＲＦ生成部とを備える、a bias RF generator coupled to the substrate support and configured to generate a bias RF signal, the bias RF signal having a first bias power level greater than a zero power level at a first time in the first time period, a second bias power level different from the first bias power level and greater than a zero power level at a second time subsequent to the first time in the first time period, the second bias power level at the second time period, the second bias power level at a third time subsequent to the second time period in the third time period, and a zero power level at a fourth time subsequent to the third time in the third time period.
プラズマ処理装置。Plasma processing equipment. 前記第２のソースパワーレベルは、前記第１のソースパワーレベルより大きい、請求項４に記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus of claim 4 , wherein the second source power level is greater than the first source power level. 前記第２のバイアスパワーレベルは、前記第１のバイアスパワーレベルより大きい、請求項４又は請求項５に記載のプラズマ処理装置。6. The plasma processing apparatus according to claim 4, wherein the second bias power level is greater than the first bias power level. 前記ソースＲＦ信号は、各サイクルにおける前記第３の期間に続く第４の期間にゼロパワーレベルを有し、the source RF signal has a zero power level during a fourth period following the third period in each cycle;
前記バイアスＲＦ信号は、前記第４の期間にゼロパワーレベルを有する、請求項４～６のうちいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。7. The plasma processing apparatus of claim 4, wherein the bias RF signal has a zero power level during the fourth period. プラズマ処理チャンバと、a plasma processing chamber;
前記プラズマ処理チャンバ内に配置される基板支持部と、a substrate support disposed within the plasma processing chamber;
前記プラズマ処理チャンバに結合され、ソースＲＦ信号を生成するように構成されるソースＲＦ生成部であり、前記ソースＲＦ信号は、各サイクルにおける第１の期間にゼロパワーレベルより大きい第１のソースパワーレベルを有し、各サイクルにおける前記第１の期間に続く第２の期間に前記第１のソースパワーレベルとは異なりゼロパワーレベルより大きい第２のソースパワーレベルを有し、各サイクルにおける前記第２の期間に続く第３の期間に前記第１のソースパワーレベル及び前記第２のソースパワーレベルとは異なりゼロパワーレベルより大きい第３のソースパワーレベルを有し、各サイクルにおける前記第３の期間に続く第４の期間にゼロパワーレベルを有し、各サイクルにおける前記第４の期間に続く第５の期間にゼロパワーレベルを有する、ソースＲＦ生成部と、a source RF generator coupled to the plasma processing chamber and configured to generate a source RF signal, the source RF signal having a first source power level during a first period in each cycle that is greater than a zero power level, a second source power level during a second period following the first period in each cycle that is different from the first source power level and greater than the zero power level, a third source power level during a third period following the second period in each cycle that is different from the first source power level and the second source power level and greater than the zero power level, a zero power level during a fourth period following the third period in each cycle, and a zero power level during a fifth period following the fourth period in each cycle;
前記基板支持部に結合され、バイアスＲＦ信号を生成するように構成されるバイアスＲＦ生成部であり、前記バイアスＲＦ信号は、前記第１の期間にゼロパワーレベルより大きい第１のバイアスパワーレベルを有し、前記第２の期間に前記第１のバイアスパワーレベルとは異なりゼロパワーレベルより大きい第２のバイアスパワーレベルを有し、前記第３の期間に前記第１のバイアスパワーレベル及び前記第２のバイアスパワーレベルとは異なりゼロパワーレベルより大きい第３のバイアスパワーレベルを有し、前記第４の期間にゼロパワーレベルを有し、前記第５の期間に前記第１のバイアスパワーレベルを有する、バイアスＲＦ生成部とを備える、a bias RF generator coupled to the substrate support and configured to generate a bias RF signal, the bias RF signal having a first bias power level during the first time period and greater than a zero power level, a second bias power level during the second time period and different from the first bias power level and greater than the zero power level, a third bias power level during the third time period and different from the first bias power level and the second bias power level and greater than the zero power level, a zero power level during the fourth time period, and the first bias power level during the fifth time period.
プラズマ処理装置。Plasma processing equipment. 前記第２のソースパワーレベルは、前記第１のソースパワーレベルより小さく、前記第３のソースパワーレベルより大きい、請求項８に記載のプラズマ処理装置。The plasma processing apparatus of claim 8 , wherein the second source power level is less than the first source power level and greater than the third source power level. 前記第１のバイアスパワーレベルは、前記第２のバイアスパワーレベルより大きく、前記第３のバイアスパワーレベルより小さい、請求項８又は請求項９に記載のプラズマ処理装置。10. The plasma processing apparatus according to claim 8, wherein the first bias power level is greater than the second bias power level and less than the third bias power level.

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