(57)【要約】【課題】チャンバ内でのガスの過剰な解離を抑制し、プラズマエッチングによって生じる反応生成物の再解離を抑制することを可能とするプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】例示的実施形態のプラズマ処理装置では、高周波電源が、プラズマの生成のために高周波電力を発生する。バイアス電源が、基板支持器にイオンを引き込むために、パルス状の負極性の直流電圧を周期的に下部電極に印加する。高周波電源は、パルス状の負極性の直流電圧が下部電極に印加されてない期間において高周波電力を一つ以上のパルスとして供給する。高周波電源は、パルス状の負極性の直流電圧が下部電極に印加されている期間において高周波電力の供給を停止する。一つ以上のパルスの各々は、その開始時点からそのピークが出現する時点まで徐々に増加するパワーレベルを有する。【選択図】図１
2020126998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバと、
下部電極を有し、前記チャンバ内で基板を支持するように構成された基板支持器と、
前記チャンバ内でガスからプラズマを生成するために高周波電力を発生するよう構成された高周波電源と、
前記下部電極に電気的に接続されており、前記基板支持器にイオンを引き込むためのバイアス電力を発生するように構成されたバイアス電源と、
を備え、
前記バイアス電源は、前記バイアス電力として、パルス状の負極性の直流電圧を周期的に発生するように構成されており、
前記高周波電源は、前記パルス状の負極性の直流電圧が前記下部電極に印加されていない第１の期間において前記高周波電力を一つ以上のパルスとして供給し、前記パルス状の負極性の直流電圧が前記下部電極に印加されている第２の期間において前記高周波電力の供給を停止するように構成されており、
前記高周波電源は、前記一つ以上のパルスの各々がその開始時点からそのピークが出現する時点まで徐々に増加するパワーレベルを有するように前記高周波電力を生成する、
プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記パルス状の負極性の直流電圧の周期の位相を設定するために前記バイアス電源を制御するように構成された制御部を更に備える、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記パルス状の負極性の直流電圧の持続時間長を設定するよう前記バイアス電源を更に制御するように構成されている、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
チャンバと、
下部電極を有し、前記チャンバ内で基板を支持するように構成された基板支持器と、
前記チャンバ内でガスからプラズマを生成するために高周波電力を発生するよう構成された高周波電源と、
前記下部電極に電気的に接続されており、前記基板支持器にイオンを引き込むためのバイアス電力を発生するように構成されたバイアス電源と、
を備え、
前記バイアス電源は、前記バイアス電力として、高周波バイアス電力を発生するように構成されており、
前記高周波電源は、前記バイアス電源から出力される前記高周波バイアス電力が正の電圧を有する第１の期間において前記高周波電力を一つ以上のパルスとして供給し、前記バイアス電源から出力される前記高周波バイアス電力が負の電圧を有する第２の期間において前記高周波電力の供給を停止するように構成されており、
前記高周波電源は、前記一つ以上のパルスの各々がその開始時点からそのピークが出現する時点まで徐々に増加するパワーレベルを有するように前記高周波電力を生成する、
プラズマ処理装置。
【請求項５】
前記高周波バイアス電力の位相を設定するために前記バイアス電源を制御するように構成された制御部を更に備える、請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記一つ以上のパルスの各々の立ち上がり時間は、前記高周波電源から出力可能な高周波電力のパルスの最小の立ち上がり時間よりも長い、請求項１〜５の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記高周波電源は、
前記高周波電力を発生するように構成された電力発生器と、
前記電力発生器によって発生された前記高周波電力を出力するように構成された出力部と、
を有する、請求項１〜６の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記電力発生器は、所定の周波数の間隔で基本周波数に対して対称に設定された複数の周波数をそれぞれ有する複数の電力成分を含む前記高周波電力であり、その包絡線が、前記所定の周波数又は該所定の周波数の２倍以上の倍数の周波数で規定される時間間隔で周期的に出現するピークを有し、そのパワーレベルが、前記ピークの各々の出現時点の直前の前記包絡線のゼロクロス領域と該出現時点の直後の前記包絡線のゼロクロス領域との間の期間を除く期間でゼロであるように設定された、該高周波電力を発生するように構成されている、
請求項７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記電力発生器は、
波形データ生成部と、
前記波形データ生成部によって生成された波形データを量子化して、量子化データを生成するように構成された量子化部と、
前記量子化データに逆フーリエ変換を適用して、Ｉデータ及びＱデータを生成するように構成された逆フーリエ変換部と、
それらの位相が互いに９０°異なる二つの基準高周波信号を前記Ｉデータ及び前記Ｑデータを用いて変調して、変調高周波信号を生成するように構成された変調部と、
を有し、前記変調高周波信号から前記高周波電力を生成するように構成されている、
請求項７又は８に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記電力発生器は、前記変調高周波信号を増幅して前記高周波電力を生成するように構成された増幅器を更に有する、請求項９に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記高周波電源は、前記一つ以上のパルスの各々の立ち上がり時間を調整可能であるように構成されている、請求項１〜６の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記高周波電源は、前記第１の期間において前記一つ以上のパルスとして複数のパルスを順に供給するように構成されている、請求項１〜１１の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の例示的実施形態は、プラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理装置が、基板に対するプラズマエッチングにおいて用いられている。プラズマ処理装置は、チャンバ、基板支持器、及び二つの高周波電源を備える。基板支持器は、下部電極を含む。基板支持器は、チャンバ内において基板を支持するように構成されている。プラズマ処理のために、ガスがチャンバ内に供給される。ガスからプラズマを生成するために、二つの高周波電源のうち一方から高周波電力が供給される。また、二つの高周波電源のうち他方から下部電極に高周波バイアス電力が供給される。このようなプラズマ処理装置は、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１７３９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、チャンバ内でのガスの過剰な解離を抑制し、プラズマエッチングによって生じる反応生成物の再解離を抑制する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバ、基板支持器、高周波電源、及びバイアス電源を備える。基板支持器は、下部電極を有する。基板支持器は、チャンバ内で基板を支持するように構成されている。高周波電源は、チャンバ内でガスからプラズマを生成するために高周波電力を発生するよう構成されている。バイアス電源は、下部電極に電気的に接続されており、基板支持器にイオンを引き込むためのバイアス電力を発生するように構成されている。バイアス電源は、バイアス電力として、パルス状の負極性の直流電圧を周期的に発生するように構成されている。高周波電源は、パルス状の負極性の直流電圧が下部電極に印加されていない第１の期間において高周波電力を一つ以上のパルスとして供給するように構成されている。高周波電源は、パルス状の負極性の直流電圧が下部電極に印加されている第２の期間において高周波電力の供給を停止するように構成されている。高周波電源は、一つ以上のパルスの各々がその開始時点からそのピークが出現する時点まで徐々に増加するパワーレベルを有するように高周波電力を生成する。
【発明の効果】
【０００６】
一つの例示的実施形態によれば、チャンバ内でのガスの過剰な解離を抑制し、プラズマエッチングによって生じる反応生成物の再解離を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図２】一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置の高周波電源及びバイアス電源の構成を示す図である。
【図３】高周波電力、イオン密度、電子温度、及びバイアス電力の例示的タイミングチャートである。
【図４】図４の（ａ）は複数の電力成分の合成電力の波形の一例を示す図であり、図４の（ｂ）は図４の（ａ）に示す合成電力のパワースペクトルを示す図であり、図４の（ｃ）は一例の高周波電力ＨＦの波形を示す図である。
【図５】図５の（ａ）は複数の電力成分の合成電力の波形の一例を示す図であり、図５の（ｂ）は図５の（ａ）に示す合成電力のパワースペクトルを示す図であり、図５の（ｃ）は一例の高周波電力ＨＦの波形を示す図である。
【図６】別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図７】別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置の高周波電源及びバイアス電源の構成を示す図である。
【図８】高周波電力、イオン密度、電子温度、及びバイアス電力の別の例示的タイミングチャートである。
【図９】高周波電力、イオン密度、電子温度、及びバイアス電力の更に別の例示的タイミングチャートである。
【図１０】高周波電力及びバイアス電力の更に別の例示的タイミングチャートである。
【図１１】別の例示的実施形態に係る高周波電源の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、種々の例示的実施形態について説明する。
【０００９】
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバ、基板支持器、高周波電源、及びバイアス電源を備える。基板支持器は、下部電極を有する。基板支持器は、チャンバ内で基板を支持するように構成されている。高周波電源は、チャンバ内でガスからプラズマを生成するために高周波電力を発生するよう構成されている。バイアス電源は、下部電極に電気的に接続されており、基板支持器にイオンを引き込むためのバイアス電力を発生するように構成されている。バイアス電源は、バイアス電力として、パルス状の負極性の直流電圧を周期的に発生するように構成されている。高周波電源は、パルス状の負極性の直流電圧が下部電極に印加されていない第１の期間において高周波電力を一つ以上のパルスとして供給するように構成されている。高周波電源は、パルス状の負極性の直流電圧が下部電極に印加されている第２の期間において高周波電力の供給を停止するように構成されている。高周波電源は、一つ以上のパルスの各々がその開始時点からそのピークが出現する時点まで徐々に増加するパワーレベルを有するように高周波電力を生成する。
【００１０】
パルス状の負極性の直流電圧が下部電極に印加されている第２の期間では、イオンがプラズマから基板に向けて加速されて基板のエッチングが生じる。したがって、第２の期間では、基板から反応生成物が放出される。プラズマの電子温度が高い場合には、反応生成物の再解離が生じる。反応生成物の再解離により生じた物質は基板上に堆積し得る。上記実施形態では、高周波電力は第２の期間において供給されないので、第２の期間においてプラズマの電子温度は低い。したがって、上記実施形態によれば、反応生成物の再解離が抑制される。また、パルス状の負極性の直流電圧が下部電極に印加されていない第１の期間においては、高周波電力が一つ以上のパルスとして供給される。一つ以上のパルスの各々のパワーレベルは、そのピークまで徐々に上昇する。したがって、電子温度のオーバーシュートが抑制される。その結果、上記実施形態によれば、ガスの過剰な解離が抑制される。
【００１１】
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置は、パルス状の負極性の直流電圧の周期の位相を設定するためにバイアス電源を制御するように構成された制御部を更に備えていてもよい。この実施形態によれば、一つ以上のパルスの供給の終了時点とパルス状の負極性の直流電圧の下部電極への印加の開始時点との間の時間差を調整することが可能となる。したがって、パルス状の負極性の直流電圧の下部電極への印加の開始までに、プラズマの電子温度を調整することが可能である。
【００１２】
一つの例示的実施形態において、制御部は、パルス状の負極性の直流電圧の持続時間長を設定するようバイアス電源を更に制御してもよい。この実施形態によれば、パルス状の負極性の直流電圧の下部電極への印加の終了時点と一つ以上のパルスの供給の開始時点との間の時間差を調整することが可能となる。
【００１３】
別の例示的実施形態においても、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバ、基板支持器、高周波電源、及びバイアス電源を備える。基板支持器は、下部電極を有する。基板支持器は、チャンバ内で基板を支持するように構成されている。高周波電源は、チャンバ内でガスからプラズマを生成するために高周波電力を発生するよう構成されている。バイアス電源は、下部電極に電気的に接続されており、基板支持器にイオンを引き込むためのバイアス電力を発生するように構成されている。バイアス電源は、バイアス電力として、高周波バイアス電力を発生するように構成されている。高周波電源は、バイアス電源から出力される高周波バイアス電力が正の電圧を有する第１の期間において高周波電力を一つ以上のパルスとして供給するように構成されている。高周波電源は、バイアス電源から出力される高周波バイアス電力が負の電圧を有する第２の期間において高周波電力の供給を停止するように構成されている。高周波電源は、一つ以上のパルスの各々がその開始時点からそのピークが出現する時点まで徐々に増加するパワーレベルを有するように該パルス状の高周波電力を生成する。
【００１４】
バイアス電源から出力される高周波バイアス電力が負の電圧を有する第２の期間では、イオンがプラズマから基板に向けて加速されて基板のエッチングが生じる。したがって、第２の期間では、基板から反応生成物が放出される。プラズマの電子温度が高い場合には、反応生成物の再解離が生じる。反応生成物の再解離により生じた物質は基板上に堆積し得る。上記実施形態では、高周波電力は第２の期間において供給されないので、第２の期間においてプラズマの電子温度は低い。したがって、上記実施形態によれば、反応生成物の再解離が抑制される。また、バイアス電源から出力される高周波バイアス電力が正の電圧を有する第１の期間においては、高周波電力が一つ以上のパルスとして供給される。一つ以上のパルスの各々のパワーレベルは、そのピークまで徐々に上昇する。したがって、電子温度のオーバーシュートが抑制される。その結果、上記実施形態によれば、ガスの過剰な解離が抑制される。
【００１５】
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置は、高周波バイアス電力の位相を設定するためにバイアス電源を制御するように構成された制御部を更に備えていてもよい。この実施形態によれば、一つ以上のパルスの供給の終了時点と下部電極の電位が負のピークを有する時点との間の時間差を調整することが可能となる。
【００１６】
一つの例示的実施形態において、一つ以上のパルスの各々の立ち上がり時間は、高周波電源から出力可能な高周波電力のパルスの最小の立ち上がり時間よりも長くてもよい。
【００１７】
一つの例示的実施形態において、高周波電源は、電力発生器及び出力部を有していてもよい。電力発生器は、高周波電力を発生するように構成されている。出力部は、電力発生器によって発生された高周波電力を出力するように構成されている。
【００１８】
一つの例示的実施形態において、電力発生器によって生成される高周波電力は、複数の電力成分を含む。複数の電力成分は、複数の周波数をそれぞれ有する。複数の周波数は、所定の周波数の間隔で基本周波数に対して対称に設定されている。高周波電力の包絡線は、所定の周波数又は該所定の周波数の２倍以上の倍数の周波数で規定される時間間隔で周期的に出現するピークを有する。高周波電力のパワーレベルは、ピークの各々の出現時点の直前の包絡線のゼロクロス領域と該出現時点の直後の包絡線のゼロクロス領域との間の期間を除く期間でゼロであるように設定されている。
【００１９】
一つの例示的実施形態において、電力発生器は、波形データ生成部、量子化部、逆フーリエ変換部、及び変調部を有していてもよい。量子化部は、波形データ生成部によって生成された波形データを量子化して、量子化データを生成するように構成されている。逆フーリエ変換部は、量子化データに逆フーリエ変換を適用して、Ｉデータ及びＱデータを生成するように構成されている。変調部は、それらの位相が互いに９０°異なる二つの基準高周波信号をＩデータ及びＱデータを用いて変調して、変調高周波信号を生成するように構成されている。この実施形態において、電力発生器は、変調高周波信号から高周波電力を生成するように構成されている。
【００２０】
一つの例示的実施形態において、電力発生器は、変調高周波信号を増幅して高周波電力を生成するように構成された増幅器を更に有していてもよい。
【００２１】
一つの例示的実施形態において、高周波電源は、一つ以上のパルスの各々の立ち上がり時間を調整可能であるように構成されていてもよい。
【００２２】
一つの例示的実施形態において、高周波電源は、第１の期間において一つ以上のパルスとして複数のパルスを順に供給するように構成されていてもよい。
【００２３】
以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００２４】
図１は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図１に示すプラズマ処理装置１は、容量結合型プラズマ処理装置である。プラズマ処理装置１は、チャンバ１０を備えている。チャンバ１０は、その中に内部空間１０ｓを提供している。
【００２５】
チャンバ１０は、チャンバ本体１２を含んでいる。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有している。内部空間１０ｓは、チャンバ本体１２の内側に提供されている。チャンバ本体１２は、例えばアルミニウムから形成されている。チャンバ本体１２の内壁面上には、耐腐食性を有する膜が設けられている。耐腐食性を有する膜は、酸化アルミニウム、酸化イットリウムといったセラミックから形成された膜であり得る。
【００２６】
チャンバ本体１２の側壁には、通路１２ｐが形成されている。基板Ｗは、内部空間１０ｓとチャンバ１０の外部との間で搬送されるときに、通路１２ｐを通過する。通路１２ｐは、ゲートバルブ１２ｇにより開閉可能となっている。ゲートバルブ１２ｇは、チャンバ本体１２の側壁に沿って設けられている。
【００２７】
チャンバ本体１２の底部上には、支持部１３が設けられている。支持部１３は、絶縁材料から形成されている。支持部１３は、略円筒形状を有している。支持部１３は、内部空間１０ｓの中で、チャンバ本体１２の底部から上方に延在している。支持部１３は、基板支持器１４を支持している。基板支持器１４は、内部空間１０ｓの中で基板Ｗを支持するように構成されている。
【００２８】
基板支持器１４は、下部電極１８及び静電チャック２０を有している。基板支持器１４は、電極プレート１６を更に有し得る。電極プレート１６、下部電極１８、及び静電チャック２０は、チャンバ１０内に設けられている。電極プレート１６は、例えばアルミニウムといった導体から形成されており、略円盤形状を有している。下部電極１８は、電極プレート１６上に設けられている。下部電極１８は、例えばアルミニウムといった導体から形成されており、略円盤形状を有している。下部電極１８は、電極プレート１６に電気的に接続されている。
【００２９】
静電チャック２０は、下部電極１８上に設けられている。静電チャック２０の上面の上には、基板Ｗが載置される。静電チャック２０は、本体及び電極を有する。静電チャック２０の本体は、略円盤形状を有し、誘電体から形成されている。静電チャック２０の電極は、膜状の電極であり、静電チャック２０の本体内に設けられている。静電チャック２０の電極は、スイッチ２０ｓを介して直流電源２０ｐに接続されている。静電チャック２０の電極に直流電源２０ｐからの電圧が印加されると、静電チャック２０と基板Ｗとの間で静電引力が発生する。発生した静電引力により、基板Ｗは、静電チャック２０に引き付けられ、静電チャック２０によって保持される。
【００３０】
基板支持器１４の周縁部上には、フォーカスリングＦＲが搭載される。フォーカスリングＦＲは、基板Ｗに対するプラズマ処理の面内均一性を向上させるために設けられている。フォーカスリングＦＲは、略板状且つ環状をなしている。フォーカスリングＦＲは、限定されるものではないが、シリコン、炭化シリコン、又は石英から形成され得る。基板Ｗは、静電チャック２０上、且つ、フォーカスリングＦＲによって囲まれた領域内に配置される。
【００３１】
下部電極１８の内部には、流路１８ｆが設けられている。流路１８ｆには、チャンバ１０の外部に設けられているチラーユニット２２から配管２２ａを介して熱交換媒体（例えば冷媒）が供給される。流路１８ｆに供給された熱交換媒体は、配管２２ｂを介してチラーユニット２２に戻される。プラズマ処理装置１では、静電チャック２０上に載置された基板Ｗの温度が、熱交換媒体と下部電極１８との熱交換により、調整される。
【００３２】
プラズマ処理装置１には、ガス供給ライン２４が設けられている。ガス供給ライン２４は、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス（例えばＨｅガス）を、静電チャック２０の上面と基板Ｗの裏面との間の間隙に供給する。
【００３３】
プラズマ処理装置１は、上部電極３０を更に備えている。上部電極３０は、基板支持器１４の上方に設けられている。上部電極３０は、部材３２を介して、チャンバ本体１２の上部に支持されている。部材３２は、絶縁性を有する材料から形成されている。上部電極３０と部材３２は、チャンバ本体１２の上部開口を閉じている。
【００３４】
上部電極３０は、天板３４及び支持体３６を含み得る。天板３４の下面は、内部空間１０ｓの側の下面であり、内部空間１０ｓを画成している。天板３４は、ジュール熱の少ない低抵抗の導電体又は半導体から形成され得る。天板３４には、複数のガス吐出孔３４ａが形成されている。複数のガス吐出孔３４ａは、天板３４をその板厚方向に貫通している。
【００３５】
支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持する。支持体３６は、アルミニウムといった導電性材料から形成される。支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。支持体３６には、複数のガス孔３６ｂが形成されている。複数のガス孔３６ｂは、ガス拡散室３６ａから下方に延びている。複数のガス孔３６ｂは、複数のガス吐出孔３４ａにそれぞれ連通している。支持体３６には、ガス導入口３６ｃが形成されている。ガス導入口３６ｃは、ガス拡散室３６ａに接続している。ガス導入口３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。
【００３６】
ガス供給管３８には、バルブ群４１、流量制御器群４２、及びバルブ群４３を介して、ガスソース群４０が接続されている。ガスソース群４０は、複数のガスソースを含んでいる。バルブ群４１及びバルブ群４３の各々は、複数の開閉バルブを含んでいる。流量制御器群４２は、複数の流量制御器を含んでいる。流量制御器群４２の複数の流量制御器の各々は、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器である。ガスソース群４０の複数のガスソースの各々は、バルブ群４１の対応の開閉バルブ、流量制御器群４２の対応の流量制御器、及びバルブ群４３の対応の開閉バルブを介して、ガス供給管３８に接続されている。
【００３７】
プラズマ処理装置１では、チャンバ本体１２の内壁面に沿って、シールド４６が着脱自在に設けられている。シールド４６は、支持部１３の外周にも設けられている。シールド４６は、チャンバ本体１２にエッチング副生物が付着することを防止する。シールド４６は、例えば、アルミニウムから形成された部材の表面に耐腐食性を有する膜を形成することにより構成される。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウムといったセラミックから形成された膜であり得る。
【００３８】
支持部１３とチャンバ本体１２の側壁との間には、バッフルプレート４８が設けられている。バッフルプレート４８は、例えば、アルミニウムから形成された部材の表面に耐腐食性を有する膜を形成することにより構成される。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウムといったセラミックから形成された膜であり得る。バッフルプレート４８には、複数の貫通孔が形成されている。バッフルプレート４８の下方、且つ、チャンバ本体１２の底部には、排気口１２ｅが設けられている。排気口１２ｅには、排気管５２を介して排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、圧力調整弁及びターボ分子ポンプといった真空ポンプを有している。
【００３９】
プラズマ処理装置１は、高周波電源６１を更に備えている。高周波電源６１は、高周波電力ＨＦを発生するように構成されている。高周波電力ＨＦの基本周波数は、例えば１３ＭＨｚ〜２００ＭＨｚの範囲内の周波数である。高周波電源６１は、チャンバ１０内のガスからプラズマを生成するために高周波電力ＨＦを供給する。高周波電源６１は、整合器６２を介して下部電極１８に電気的に接続されている。整合器６２は、整合回路を有している。整合器６２の整合回路は、高周波電源６１の負荷側（下部電極側）のインピーダンスを、高周波電源６１の出力インピーダンスに整合させるよう構成されている。整合器６２と下部電極１８との間にはフィルタ６３が設けられていてもよい。フィルタ６３は、高周波電力ＨＦを通過させ、高周波電源６１に向かう他の信号を低減させるか遮断するように構成されている。なお、別の実施形態では、高周波電源６１は、整合器６２を介して上部電極３０に電気的に接続されていてもよい。
【００４０】
プラズマ処理装置１は、バイアス電源８１を更に備えている。バイアス電源８１は、下部電極１８に電気的に接続されている。バイアス電源８１は、基板支持器１４にイオンを引き込むためにバイアス電力ＢＰを発生するように構成されている。バイアス電力ＢＰは、下部電極１８に供給される。バイアス電源８１と下部電極１８との間にはフィルタ８３が設けられていてもよい。フィルタ８３は、バイアス電力ＢＰを通過させ、バイアス電源８１に向かう他の信号を低減させるか遮断するように構成されている。
【００４１】
以下、図１と共に、図２及び図３を参照する。図２は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置の高周波電源及びバイアス電源の構成を示す図である。図３は、高周波電力（ＨＦ）、イオン密度（Ｎｉ）、電子温度（Ｔｅ）、及びバイアス電力（パルス状の負極性の直流電圧ＢＶ）の例示的タイミングチャートである。
【００４２】
一実施形態において、バイアス電源８１は、バイアス電力ＢＰとして、パルス状の負極性の直流電圧ＢＶを周期ＣＰで周期的に発生するように構成されている。直流電圧ＢＶは、下部電極１８に印加される。パルス状の負極性の直流電圧ＢＶの繰り返し周波数、即ち、周期ＣＰの逆数は、例えば１ｋＨｚ〜８００ｋＨｚの範囲内の周波数である。
【００４３】
一実施形態において、バイアス電源８１は、直流電源８１ａ及びスイッチング素子８１ｂを有していてもよい。直流電源８１ａは、負極性の直流電圧を発生する直流電源である。直流電源８１ａは、可変直流電源であってもよい。スイッチング素子８１ｂは、直流電源８１ａと下部電極１８との間で接続されている。スイッチング素子８１ｂが導通状態になると、直流電源８１ａが下部電極１８に導通して、負極性の直流電圧が下部電極１８に印加される。一方、スイッチング素子８１ｂが非導通状態になると、直流電源８１ａが下部電極１８から電気的に切断されて、下部電極１８に対する負極性の直流電圧の印加が停止される。かかるスイッチング素子８１ｂの状態遷移により、パルス状の負極性の直流電圧ＢＶが生成される。スイッチング素子８１ｂの導通状態及び非導通状態は、後述する制御部８０又は別のコントローラによって制御される。
【００４４】
高周波電源６１は、第１の期間Ｐ１において高周波電力ＨＦを一つ以上のパルスＰＬとして供給するように構成されている。プラズマ処理装置１の場合には、第１の期間Ｐ１は、パルス状の負極性の直流電圧ＢＶが下部電極１８に印加されていない期間である。図３に示す例では、単一の第１の期間Ｐ１において、高周波電力ＨＦの一つのパルスＰＬが供給される。
【００４５】
高周波電源６１は、第２の期間Ｐ２において高周波電力ＨＦの供給を停止するように構成されている。プラズマ処理装置１の場合には、第２の期間Ｐ２は、パルス状の負極性の直流電圧ＢＶが下部電極１８に印加されている期間である。
【００４６】
高周波電源６１は、各パルスＰＬがその開始時点からそのピークが出現する時点まで徐々に増加するパワーレベルを有するように高周波電力ＨＦを生成する。高周波電力ＨＦの各パルスＰＬの立ち上がり時間は、高周波電源６１から出力可能な高周波電力のパルスの最小の立ち上がり時間よりも長い時間に設定され得る。
【００４７】
チャンバ１０内のプラズマ中のイオンは、第２の期間Ｐ２では、基板Ｗに向けて加速される。その結果、第２の期間Ｐ２では、基板Ｗのエッチングが生じる。したがって、第２の期間Ｐ２では、基板Ｗから反応生成物が放出される。プラズマの電子温度が高い場合には、プラズマ中で反応生成物の再解離が生じる。反応生成物の再解離により生じた物質は基板Ｗ上に堆積し得る。プラズマ処理装置１では、高周波電力ＨＦは第２の期間Ｐ２において供給されないので、第２の期間Ｐ２においてプラズマの電子温度は低い。したがって、プラズマ処理装置１によれば、反応生成物の再解離が抑制される。反応生成物の再解離が抑制されると、基板Ｗ上での堆積物の形成が抑制される。その結果、プラズマエッチングによって基板Ｗに形成された開口の縮小又は閉塞が抑制される。
【００４８】
また、第１の期間Ｐ１においては、高周波電力ＨＦが一つ以上のパルスＰＬとして供給される。各パルスＰＬのパワーレベルは、そのピークまで徐々に上昇する。したがって、電子温度のオーバーシュートが抑制される。その結果、プラズマ処理装置１によれば、ガスの過剰な解離が抑制される。故に、プラズマ処理装置１によれば、基板Ｗを比較的高いエッチングレートでエッチングすることが可能となる。
【００４９】
一実施形態において、高周波電源６１は、図２に示すように、電力発生器６１ｇ及び出力部６１ａを有していてもよい。電力発生器６１ｇは、高周波電力ＨＦを発生するように構成されている。出力部６１ａは、電力発生器６１ｇによって発生された高周波電力ＨＦを出力するように構成されている。出力部６１ａは、整合器６２を介して下部電極１８に電気的に接続されている。
【００５０】
図４の（ａ）は複数の電力成分の合成電力の波形の一例を示す図であり、図４の（ｂ）は図４の（ａ）に示す合成電力のパワースペクトルを示す図であり、図４の（ｃ）は一例の高周波電力ＨＦの波形を示す図である。図４の（ｃ）に示すように、高周波電力ＨＦは、周期的に供給されるパルス状の高周波電力である。即ち、高周波電力ＨＦは、周期的に出現するパルスＰＬを含む。
【００５１】
一実施形態において、高周波電力ＨＦは、複数の電力成分を含む。複数の電力成分は、複数の周波数をそれぞれ有する。図４の（ｂ）に示すように、複数の周波数は、基本周波数ｆ０に対して対称に設定されている。基本周波数ｆ０は、例えば１３ＭＨｚ〜２００ＭＨｚの範囲内の周波数である。一例では、基本周波数ｆ０は、４０．６８ＭＨｚである。また、図４の（ｂ）に示すように、複数の周波数は、所定の周波数ｆＰの間隔で設定されている。一実施形態において、周波数ｆＰは、周期ＣＰの逆数である。図４の（ｂ）に示す例では、複数の電力成分のそれぞれの周波数は、ｆ０−（３／２）×ｆＰ、ｆ０−ｆＰ／２、ｆ０＋ｆＰ／２、ｆ０＋（３／２）×ｆＰである。
【００５２】
複数の電力成分の合成電力の包絡線は、図４の（ａ）に示すように、複数のピーク群を含む。複数のピーク群の各々は、周期的に出現する複数のピークを含む。複数のピーク群の各々に含まれる複数のピークは、時間間隔ＴＰで周期的に出現する。時間間隔ＴＰは、周波数ｆＰの逆数である。
【００５３】
図４の（ｃ）に示すように、高周波電力ＨＦの包絡線は、時間間隔ＴＰで出現するピークを有する。一実施形態では、高周波電力ＨＦは、複数のピーク群のうち最大のパワーレベルを有するピークＰＭを含むピーク群から構成される。図４の（ｃ）に示すように、高周波電力ＨＦは、そのパワーレベルが、期間ＰＡでゼロであるように設定されている。期間ＰＡは、期間ＰＰを除く期間である。期間ＰＰは、高周波電力ＨＦの包絡線のピークがそれぞれ出現する期間である。一実施形態では、期間ＰＰは、ピークＰＭがそれぞれ出現する期間である。期間ＰＰの各々は、高周波電力ＨＦの包絡線の対応のピークの出現時点の直前の包絡線のゼロクロス領域ＺＡと当該出現時点の直後の包絡線のゼロクロス領域ＺＢとの間の期間である。ゼロクロス領域ＺＡ及びゼロクロス領域ＺＢは、高周波電力ＨＦの包絡線の振幅が実質的にゼロとみなせる値を有する時点であり得る。例えば、ゼロクロス領域ＺＡ及びゼロクロス領域ＺＢの各々は、高周波電力ＨＦの包絡線のピークのパワーレベルに対して３０％以下又は１０％以下のパワーレベルを、当該包絡線のパワーレベルが有する時点であってもよい。
【００５４】
図４の（ｃ）に示すように、高周波電力ＨＦの各パルスは、そのピークまで徐々に増加するパワーレベルを有する。また、各パルスは、そのピークから徐々に減少するパワーレベルを有する。各パルスの直前のゼロクロス領域ＺＡと直後のゼロクロス領域ＺＢとの間の期間ＰＰを除く期間ＰＡ、即ち各パルスの持続期間を除く期間では、高周波電力ＨＦのパワーレベルはゼロに設定される。かかる高周波電力ＨＦの帯域幅は、狭い。したがって、一実施形態の高周波電源６１によれば、パルス状の高周波電力ＨＦの帯域幅を狭くすることが可能となる。故に、プラズマ処理装置１によれば、高周波電力ＨＦに対する反射波を抑制することが可能となる。
【００５５】
一実施形態においては、図２に示すように、電力発生器６１ｇは、変調信号発生部６４を有し得る。一実施形態において、電力発生器６１ｇは、増幅器６５を更に有していてもよい。変調信号発生部６４は、変調高周波信号を生成する。高周波電力ＨＦは、変調信号発生部６４によって生成される変調高周波信号であってもよい。この場合には、増幅器６５は不要である。或いは、高周波電力ＨＦは、変調高周波信号が増幅器６５によって増幅されることにより、生成されてもよい。
【００５６】
一実施形態においては、変調信号発生部６４は、波形データ生成部７１、量子化部７２、逆フーリエ変換部７３、及び変調部７４を有している。一実施形態において、変調信号発生部６４は、Ｄ／Ａ変換部７５，７６、及びローパスフィルタ７７，７８を更に有していてもよい。変調信号発生部６４は、例えばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）から構成され得る。或いは、変調信号発生部６４は、幾つかの回路から形成されていてもよい。
【００５７】
波形データ生成部７１は、変調高周波信号に対応する波形データを生成する。波形データ生成部７１は、入力装置から波形データを生成するためのパラメータ（例えば、周波数及び位相等）を取得し、取得したパラメータを用いて波形データを生成するように構成されている。波形データ生成部７１は、生成した波形データを量子化部７２へ出力する。
【００５８】
量子化部７２は、波形データ生成部７１によって生成された波形データを量子化して、量子化データを生成するように構成されている。逆フーリエ変換部７３は、量子化データに逆フーリエ変換を適用して、Ｉデータ（同相成分）及びＱデータ（直交位相成分）を生成するように構成されている。Ｉデータ及びＱデータはそれぞれ、Ｄ／Ａ変換部７５，７６、ローパスフィルタ７７，７８を経由して、変調部７４に入力される。
【００５９】
変調部７４は、それらの位相が互いに９０°異なる二つの基準高周波信号を、入力されたＩデータ及びＱデータを用いてそれぞれ変調して、変調高周波信号を生成するように構成されている。
【００６０】
一実施形態において、変調部７４は、ＰＬＬ発振器７４ａ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ  発振器）、移相器７４ｂ、ミキサ７４ｃ，７４ｄ、及び合成器７４ｅを有する。
【００６１】
ＰＬＬ発振器７４ａは、基準高周波信号を生成するように構成されている。基準高周波信号は、ミキサ７４ｃに入力される。また、基準高周波信号は、移相器７４ｂに入力される。移相器７４ｂは、ミキサ７４ｃに入力される基準高周波信号に対して９０°異なる位相を有する基準高周波信号を生成するように構成されている。具体的に、移相器７４ｂは、入力された基準高周波信号の位相を９０°シフトさせるように構成されている。移相器７４ｂによって生成された基準高周波信号は、ミキサ７４ｄに入力される。
【００６２】
ミキサ７４ｃは、入力された基準高周波信号とＩデータとの乗算を行うように構成されている。ミキサ７４ｃの乗算により生成された信号は、合成器７４ｅに入力される。ミキサ７４ｄは、入力された基準高周波信号とＱデータとの乗算を行うように構成されている。ミキサ７４ｄの乗算により生成された信号は、合成器７４ｅに入力される。合成器７４ｅは、ミキサ７４ｃとミキサ７４ｄのそれぞれから入力された信号の加算を行って、変調高周波信号を生成するように構成されている。
【００６３】
一実施形態において、プラズマ処理装置１は、制御部８０を更に備え得る。制御部８０は、プロセッサ、メモリといった記憶部、入力装置、表示装置、信号の入出力インターフェイス等を備えるコンピュータであり得る。制御部８０は、プラズマ処理装置１の各部を制御する。制御部８０では、入力装置を用いて、オペレータがプラズマ処理装置１を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができる。また、制御部８０では、表示装置により、プラズマ処理装置１の稼働状況を可視化して表示することができる。さらに、制御部８０の記憶部には、制御プログラム及びレシピデータが格納されている。制御プログラムは、プラズマ処理装置１で各種処理を実行するために、制御部８０のプロセッサによって実行される。制御部８０のプロセッサが、制御プログラムを実行し、レシピデータに従ってプラズマ処理装置１の各部を制御することにより、プラズマ処理装置１においてプラズマ処理が実行される。
【００６４】
一実施形態においては、制御部８０又は別のコントローラが、直流電圧ＢＶの周期ＣＰの位相を設定するために、バイアス電源８１の位相を制御してもよい。この実施形態によれば、パルスＰＬの供給の終了時点とパルス状の負極性の直流電圧ＢＶの下部電極１８への印加の開始時点との間の時間差Ｔ１（図３参照）を調整することが可能となる。したがって、パルス状の負極性の直流電圧ＢＶの下部電極１８への印加の開始までに、プラズマの電子温度を調整することが可能である。
【００６５】
より具体的には、制御部８０又は別のコントローラは、負極性の直流電圧ＢＶの位相、即ち負極性の直流電圧ＢＶの供給開始のタイミングを設定するよう、バイアス電源８１を制御する。一実施形態では、制御部８０又は別のコントローラは、スイッチング素子８１ｂが非導通状態から導通状態に切り替わるタイミングを制御する。これにより、時間差Ｔ１が制御される。
【００６６】
一実施形態において、制御部８０又は別のコントローラは、パルス状の負極性の直流電圧ＢＶの持続時間長ＰＷ（図３）を設定するようにバイアス電源８１を更に制御してもよい。一実施形態では、制御部８０又は別のコントローラは、スイッチング素子８１ｂが導通状態を維持する時間長を制御することにより、持続時間長ＰＷを設定する。これにより、パルス状の負極性の直流電圧ＢＶの下部電極１８への印加の終了時点とパルスＰＬの供給の開始時点との間の時間差Ｔ２（図３）を調整することが可能となる。
【００６７】
以下、図５の（ａ）、図５の（ｂ）、及び図５の（ｃ）を参照する。別の例においては、図５の（ｂ）に示すように、高周波電力ＨＦの複数の電力成分の周波数は、ｆ０−２×ｆＰ、ｆ０−ｆＰ、ｆ０、ｆ０＋ｆＰ、ｆ０＋２×ｆＰである。この例では、図５の（ａ）に示すように、複数の電力成分の合成電力の包絡線は、四つのピーク群を含む。この例では、図５の（ｃ）に示すように、高周波電力ＨＦは、四つのピーク群のうち、最大のピークを含むピーク群から構成されている。なお、高周波電力ＨＦは、二つ以上の電力成分から構成されていてもよい。二つ以上の電力成分それぞれの周波数は、基本周波数ｆ０に対して対称に設定されており、且つ、所定の周波数ｆＰで規定される間隔で設定される。
【００６８】
以下、図６、図７、及び図８を参照して、別の実施形態に係るプラズマ処理装置について説明する。図６は、別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図７は、別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置の高周波電源及びバイアス電源の構成を示す図である。図８は、高周波電力（ＨＦ）、イオン密度（Ｎｉ）、電子温度（Ｔｅ）、及びバイアス電力（高周波バイアス電力ＬＦ）の別の例示的タイミングチャートである。
【００６９】
別の実施形態に係るプラズマ処理装置１Ｂは、バイアス電源８１及びフィルタ８３ではなく、バイアス電源８１Ｂ及びフィルタ８３Ｂを備えている。プラズマ処理装置１Ｂは、整合器８２Ｂを更に備えている。他の点では、プラズマ処理装置１Ｂは、プラズマ処理装置１と同様に構成されている。
【００７０】
バイアス電源８１Ｂは、基板支持器１４にイオンを引き込むためのバイアス電力ＢＰとして、高周波バイアス電力ＬＦを発生するように構成されている。高周波バイアス電力ＬＦの周波数は、周期ＣＰの逆数である。高周波バイアス電力ＬＦの周波数は、基本周波数ｆ０よりも低い。高周波バイアス電力ＬＦの周波数は、例えば４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数である。一例では、高周波バイアス電力ＬＦの周波数は、４００ｋＨｚである。一実施形態において、高周波バイアス電力ＬＦの周波数は、上述の周波数ｆＰであり得る。高周波バイアス電力ＬＦは、下部電極１８に供給される。
【００７１】
バイアス電源８１Ｂは、整合器８２Ｂを介して下部電極１８に電気的に接続されている。整合器８２Ｂは、整合回路を有している。整合器８２Ｂの整合回路は、バイアス電源８１Ｂの負荷側（下部電極側）のインピーダンスを、バイアス電源８１Ｂの出力インピーダンスに整合させるよう構成されている。整合器８２Ｂと下部電極１８との間にはフィルタ８３Ｂが設けられていてもよい。フィルタ８３Ｂは、高周波バイアス電力ＬＦを通過させ、バイアス電源８１Ｂに向かう他の信号を低減させるか遮断するように構成されている。
【００７２】
図７に示すように、一実施形態において、バイアス電源８１Ｂは、信号発生器８１Ｂａ及び増幅器８１Ｂｂを有していてもよい。信号発生器８１Ｂａは、高周波バイアス電力ＬＦの周波数と同じ周波数を有する高周波信号を発生するように構成されている。信号発生器８１Ｂａによって生成された高周波信号は、増幅器８１Ｂｂに入力される。増幅器８１Ｂｂは、入力された高周波信号を増幅して、高周波バイアス電力ＬＦを生成するように構成されている。
【００７３】
プラズマ処理装置１Ｂにおいて、高周波電源６１は、図８に示すように、バイアス電源８１Ｂから出力される高周波バイアス電力ＬＦが正の電圧を有する第１の期間Ｐ１において高周波電力ＨＦを一つ以上のパルスＰＬとして供給するように構成されている。図８に示す例では、単一の第１の期間Ｐ１において、高周波電力ＨＦの一つのパルスＰＬが供給される。
【００７４】
プラズマ処理装置１Ｂにおいて、高周波電源６１は、バイアス電源８１Ｂから出力される高周波バイアス電力ＬＦが負の電圧を有する第２の期間Ｐ２において高周波電力ＨＦの供給を停止するように構成されている。
【００７５】
プラズマ処理装置１Ｂにおいてもプラズマ処理装置１と同様に、高周波電源６１は、各パルスＰＬがその開始時点からそのピークが出現する時点まで徐々に増加するパワーレベルを有するように高周波電力ＨＦを生成する。プラズマ処理装置１Ｂにおいてもプラズマ処理装置１と同様に、高周波電力ＨＦの各パルスＰＬの立ち上がり時間は、高周波電源６１から出力可能な高周波電力のパルスの最小の立ち上がり時間よりも長い時間に設定され得る。
【００７６】
チャンバ１０内のプラズマ中のイオンは、第２の期間Ｐ２では、基板Ｗに向けて加速される。その結果、第２の期間Ｐ２では、基板Ｗのエッチングが生じる。したがって、第２の期間Ｐ２では、基板Ｗから反応生成物が放出される。プラズマの電子温度が高い場合には、反応生成物の再解離が生じる。反応生成物の再解離により生じた物質は基板Ｗ上に堆積し得る。プラズマ処理装置１Ｂでは、高周波電力ＨＦは第２の期間Ｐ２において供給されないので、第２の期間Ｐ２においてプラズマの電子温度は低い。したがって、プラズマ処理装置１Ｂによれば、反応生成物の再解離が抑制される。反応生成物の再解離が抑制されると、基板Ｗ上での堆積物の形成が抑制される。その結果、プラズマエッチングによって基板Ｗに形成された開口の縮小又は閉塞が抑制される。
【００７７】
また、第１の期間Ｐ１においては、高周波電力ＨＦが一つ以上のパルスＰＬとして供給される。各パルスＰＬのパワーレベルは、そのピークまで徐々に上昇する。したがって、電子温度のオーバーシュートが抑制される。その結果、プラズマ処理装置１Ｂによれば、ガスの過剰な解離が抑制される。故に、プラズマ処理装置１Ｂによれば、基板Ｗを比較的高いエッチングレートでエッチングすることが可能となる。
【００７８】
一実施形態において、制御部８０又は別のコントローラが、高周波バイアス電力ＬＦの位相を設定するためにバイアス電源８１Ｂを制御してもよい。具体的には、制御部８０又は別のコントローラから与えられるクロック信号により、高周波電源６１とバイアス電源８１Ｂは互いに同期されている。制御部８０又は別のコントローラは、高周波電力ＨＦと高周波バイアス電力ＬＦとの間の位相差を設定するために、バイアス電源８１Ｂに対して高周波バイアス電力ＬＦの位相を設定する信号を与える。バイアス電源８１Ｂは、与えられた位相で高周波バイアス電力ＬＦを出力する。この実施形態によれば、パルスＰＬの供給の終了時点と下部電極１８の電位が負のピークを有する時点との間の時間差ＴＡを調整することが可能となる。また、下部電極１８の電位が負のピークを有する時点とパルスＰＬの供給の開始時点との間の時間差ＴＢを調整することが可能となる。
【００７９】
以下、図９を参照する。図９は、高周波電力（ＨＦ）、イオン密度（Ｎｉ）、電子温度（Ｔｅ）、及びバイアス電力（パルス状の負極性の直流電圧ＢＶ）の更に別の例示的タイミングチャートである。図９に示すように、更に別の実施形態においても、高周波電源６１は、各パルスＰＬがその開始時点からそのピークが出現する時点まで徐々に増加するパワーレベルを有するように高周波電力ＨＦを生成する。更に別の実施形態においては、高周波電力ＨＦの各パルスＰＬの立ち上がり時間は、高周波電源６１から出力可能な高周波電力のパルスの最小の立ち上がり時間よりも長い時間に設定され得る。この実施形態において、高周波電源６１は、高周波電力の矩形パルスの立ち上がり時間、即ちランプ上昇時間を調整するランプアップ回路又はランプアップ機能を有していてもよい。なお、図９に示すように、更に別の実施形態においては、高周波電源６１によって生成される各パルスＰＬの立ち下がり時間は、各パルスＰＬの立ち上がり時間よりも短くてもよい。例えば、各パルスは、ＯＮからＯＦＦに実質的に瞬時に又は連続的に切り替わってもよい。また、図９に示す実施形態においては、パルス状の負極性の直流電圧ＢＶの代わりに、バイアス電力として高周波バイアス電力ＬＦが用いられてもよい。
【００８０】
以下、図１０を参照する。図１０は、高周波電力（ＨＦ）及びバイアス電力（パルス状の負極性の直流電圧ＢＶ）の更に別の例示的タイミングチャートである。更に別の実施形態では、図１０に示すように、高周波電源６１は、第１の期間Ｐ１内において、プラズマの生成のために、複数のパルスＰＬを発生してもよい。第１の期間Ｐ１内において、複数のパルスＰＬは、連続的に又は断続的に、且つ、順に供給される。この実施形態によれば、第１の期間Ｐ１内におけるプラズマの電子温度の平均値が低減される。したがって、チャンバ１０内でのガスの過剰な解離が更に抑制される。なお、図１０に示す実施形態においては、パルス状の負極性の直流電圧ＢＶの代わりに、バイアス電力として高周波バイアス電力ＬＦが用いられてもよい。
【００８１】
以下、図１１を参照する。図１１は、別の例示的実施形態に係る高周波電源の構成を示す図である。図１１に示すように、別の実施形態において、高周波電源６１に代えて、高周波電源６１Ｂが用いられてもよい。高周波電源６１Ｂは、電力発生器６１Ｂｇ及び出力部６１ａを有している。電力発生器６１Ｂｇは、高周波電力ＨＦを発生するように構成されている。高周波電源６１Ｂにおいて、出力部６１ａは、電力発生器６１Ｂｇによって生成された高周波電力ＨＦを出力するように構成されている。
【００８２】
電力発生器６１Ｂｇは、変調信号発生部６４Ｂを有している。電力発生器６１Ｂｇは、増幅器６５を更に有していてもよい。変調信号発生部６４Ｂは、変調高周波信号を生成する。高周波電力ＨＦは、変調信号発生部６４Ｂによって生成される変調高周波信号であってもよい。この場合には、増幅器６５は不要である。或いは、高周波電力ＨＦは、変調高周波信号が増幅器６５によって増幅されることにより、生成されてもよい。
【００８３】
変調信号発生部６４Ｂは、複数の信号発生器９１１〜９１Ｎ、加算器９２、及びスイッチング回路９３を有し得る。ここで、「Ｎ」は、２以上の整数である。複数の信号発生器９１１〜９１Ｎは、複数の高周波信号をそれぞれ発生するように構成されている。複数の高周波信号それぞれの周波数は、基本周波数ｆ０に対して対称に設定されている。複数の高周波信号それぞれの周波数は、所定の周波数ｆＰの間隔で設定されている。
【００８４】
加算器９２は、複数の信号発生器９１１〜９１Ｎからの複数の高周波信号を加算して合成信号を生成するように構成されている。合成信号の包絡線は、時間間隔ＴＰで周期的に出現するピークを有する。スイッチング回路９３は、変調高周波信号を合成信号から生成するように構成されている。変調高周波信号は、その振幅レベルが、合成信号の包絡線のピークの各々の出現時点の直前の当該包絡線のゼロクロス領域ＺＡと該出現時点の直後の当該包絡線のゼロクロス領域ＺＢとの間の期間ＰＰを除く期間ＰＡでゼロであるように設定される。かかる高周波電源６１Ｂも、高周波電源６１と同様に高周波電力ＨＦを生成することが可能である。即ち、高周波電源６１Ｂも、高周波電力のパルスを生成することができる。
【００８５】
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な追加、省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。
【００８６】
別の実施形態において、プラズマ処理装置は、誘導結合型のプラズマ処理装置といった他のタイプのプラズマ処理装置であってもよい。誘導結合型のプラズマ処理装置では、高周波電力ＨＦは、誘導結合プラズマを生成するためのアンテナに供給される。
【００８７】
以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。
【符号の説明】
【００８８】
１…プラズマ処理装置、１０…チャンバ、６１…高周波電源、８１…バイアス電源。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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