(57)【要約】【課題】イオンの衝突エネルギーを制御することを提供する。【解決手段】処理容器と、前記処理容器内で被処理体を載置する電極と、前記処理容器内にプラズマを供給するプラズマ生成源と、前記電極に所望の波形のバイアスパワーを供給するバイアス電源と、前記処理容器内のプラズマに暴露されるパーツと、前記パーツに所望の波形の電圧を供給する電源と、前記電圧が、第１の電圧値を有する第１の状態と、前記第１の電圧値よりも高い第２の電圧値を有する第２の状態とを周期的に繰り返し、前記電極の電位の各周期内の部分期間に前記第１の電圧値を印加し、前記第１の状態と前記第２の状態とが連続するように前記第２の電圧値を印加する第１制御手順を含むプログラムを有する記憶媒体と、前記記憶媒体のプログラムを実行する制御部と、を有するプラズマ処理装置が提供される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器と、
前記処理容器内で被処理体を載置する電極と、
前記処理容器内にプラズマを供給するプラズマ生成源と、
前記電極に所望の波形のバイアスパワーを供給するバイアス電源と、
前記処理容器内のプラズマに暴露されるパーツと、
前記パーツに所望の波形の電圧を供給する電源と、
前記電圧が、第１の電圧値を有する第１の状態と、前記第１の電圧値よりも高い第２の電圧値を有する第２の状態とを周期的に繰り返し、前記電極の電位の各周期内の部分期間に前記第１の電圧値を印加し、前記第１の状態と前記第２の状態とが連続するように前記第２の電圧値を印加する第１制御手順を含むプログラムを有する記憶媒体と、
前記記憶媒体のプログラムを実行する制御部と、
を有するプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記電極の電位は、前記バイアスパワーの伝達経路で測定される、周期的に変動するパラメータ、又は前記バイアスパワーの高周波若しくはパルス波の周期に同期する信号により定められ、
前記周期的に変動するパラメータは、電圧、電流、電磁界、発生したプラズマの発光の変化又は被処理体上のプラズマのシース厚の変化である、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記電源は、直流電源である、
請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記部分期間は、前記電極の電位が正のピークとなるタイミングを含む、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記部分期間は、前記電極の電位が負のピークとなるタイミングを含む、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記第１の状態が２つ以上の電圧値をとる、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記第２の状態が２つ以上の電圧値をとる、
請求項１〜６のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記第２の状態の電圧値は０である、
請求項１〜７のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記記憶媒体は、前記電圧が、前記第１の状態と、前記第２の状態と、２つ以上の電圧値を有する２以上の状態とを周期的に繰り返し、前記電極の電位の各周期内の部分期間に前記第１の電圧値を印加し、前記第１の状態と前記第２の状態と前記２以上の状態とが連続するように前記第２の電圧値、前記２つ以上の電圧値を順に印加する前記プログラムを含み、
前記制御部は、前記記憶媒体のプログラムを実行する、
請求項１〜８のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記記憶媒体は、前記電圧が、前記第１制御手順の周期とは独立した周期で間欠的に停止する第２制御手順を含むプログラムを有し、
前記制御部は、前記記憶媒体のプログラムを実行する、
請求項１〜９のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
処理容器と、
前記処理容器内で被処理体を載置する電極と、
前記処理容器内にプラズマを供給するプラズマ生成源と、
前記電極に所望の波形のバイアスパワーを供給するバイアス電源と、
前記処理容器内のプラズマに暴露されるパーツと、
前記所望の波形のバイアスパワーの電圧の周波数と同一又は前記周波数より高い周波数を有する高周波電圧を前記パーツに供給する高周波電源と、
前記電極の電位の位相に対して所定の位相差を生じるように前記高周波電圧を印加する第１制御手順を含むプログラムを有する記憶媒体と、
前記記憶媒体のプログラムを実行する制御部と、
を有するプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記パーツは、前記処理容器の天井壁、インシュレータリング、デポシールド、バッフル板の前記処理容器内のパーツ、又は、前記電極と対向して上部電極の下方に設けられた処理空間、ガス空間或いはエッジリングの上空外側に配置した専用のパーツの少なくともいずれかである、
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１３】
前記バイアスパワーの波形に替えてパルス状の直流電圧を印加する、
請求項１〜１２のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】
処理容器と、
前記処理容器内で被処理体を載置する電極と、
前記処理容器内にプラズマを供給するプラズマ生成源と、
前記電極に所望の波形のバイアスパワーを供給するバイアス電源と、
前記処理容器内のプラズマに暴露されるパーツと、
前記パーツに所望の波形の電圧を供給する電源と、を有するプラズマ処理装置の制御方法であって、
前記電圧が、第１の電圧値を有する第１の状態と、前記第１の電圧値よりも高い第２の電圧値を有する第２の状態とを周期的に繰り返す工程と、
前記電極の電位の各周期内の部分期間に前記第１の電圧値を印加し、前記第１の状態と前記第２の状態とが連続するように前記第２の電圧値を印加する工程と、
を有するプラズマ処理装置の制御方法。
【請求項１５】
前記電極の電位に同期する同期信号を作成し、該同期信号から出力する前記電源のための制御信号を生成し、生成した前記制御信号を前記電源と位相シフト回路との少なくともいずれかに送信し、
前記電源と前記位相シフト回路との少なくともいずれかから前記パーツに電圧を供給する、
請求項１４に記載のプラズマ処理装置の制御方法。
【請求項１６】
前記電源は、直流電源である、
請求項１４又は１５に記載のプラズマ処理装置の制御方法。
【請求項１７】
処理容器と、
前記処理容器内で被処理体を載置する電極と、
前記処理容器内にプラズマを供給するプラズマ生成源と、
前記電極に所望の波形のバイアスパワーを供給するバイアス電源と、
前記処理容器内のプラズマに暴露されるパーツと、
前記所望の波形のバイアスパワーの電圧の周波数と同一の周波数を有する高周波電圧を前記パーツに供給する電源と、を有するプラズマ処理装置の制御方法であって、
前記電極の電位の位相に対して所定の位相差を生じるように前記高周波電圧を印加する、
プラズマ処理装置の制御方法。
【請求項１８】
前記バイアス電源から出力する高周波電圧用の制御信号を生成し、生成した前記制御信号を位相シフト回路に送信し、
前記位相シフト回路から前記パーツに高周波電圧を供給する、
請求項１７に記載のプラズマ処理装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、プラズマ処理装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１は、プラズマの状態によらず、プラズマの均一性を容易に確保することができるプラズマ処理装置を提供することを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２８６８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プラズマ処理装置の処理容器内に配置されたパーツであって、プラズマに暴露されるパーツがスパッタされることがある。
【０００５】
本開示は、イオンの衝突エネルギーを制御することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一の態様によれば、処理容器と、前記処理容器内で被処理体を載置する電極と、前記処理容器内にプラズマを供給するプラズマ生成源と、前記電極に所望の波形のバイアスパワーを供給するバイアス電源と、前記処理容器内のプラズマに暴露されるパーツと、前記パーツに所望の波形の電圧を供給する電源と、前記電圧が、第１の電圧値を有する第１の状態と、前記第１の電圧値よりも高い第２の電圧値を有する第２の状態とを周期的に繰り返し、前記電極の電位の各周期内の部分期間に前記第１の電圧値を印加し、前記第１の状態と前記第２の状態とが連続するように前記第２の電圧値を印加する第１制御手順を含むプログラムを有する記憶媒体と、前記記憶媒体のプログラムを実行する制御部と、を有するプラズマ処理装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
一の側面によれば、イオンの衝突エネルギーを制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】一実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す図。
【図１Ｂ】一実施形態に係るプラズマ処理装置の他の例を示す図。
【図２】一実施形態に係る制御部の構成の一例を示す図。
【図３Ａ】一実施形態の変形例に係る制御信号の生成を説明するための図。
【図３Ｂ】一実施形態に係る給電系に付けたセンサの位相信号で制御する例を示す図。
【図３Ｃ】一実施形態に係るバイアスパワーの高周波若しくはパルス波の周期に同期する信号で制御する例を示す図。
【図３Ｄ】一実施形態に係るバイアスパワーの高周波若しくはパルス波の周期に同期する信号で制御する例を示す図。
【図４】電極電位とイオンの衝突エネルギーとの関係を説明する図。
【図５】一実施形態に係る直流電圧の印加方法（スパッタ制御）の一例を示す図。
【図６】一実施形態に係る電極電位の正負とイオンの衝突エネルギーの一例を示す図。
【図７】一実施形態に係る直流電圧の印加方法（クリーニング）の一例を示す図。
【図８】一実施形態に係る複数の直流電源への直流電圧の印加方法の一例を示す図。
【図９】一実施形態の変形例１−１に係る制御方法を示すタイミングチャート。
【図１０Ａ】一実施形態の変形例１−２に係る制御方法を示すタイミングチャート。
【図１０Ｂ】一実施形態の変形例１−３に係る制御方法を示すタイミングチャート。
【図１１】一実施形態の変形例１−４に係る制御方法を示すタイミングチャート。
【図１２】一実施形態の変形例１−５に係る制御方法を示すタイミングチャート。
【図１３】一実施形態の変形例１−６に係る制御方法を示すタイミングチャート。
【図１４Ａ】一実施形態の変形例２−１に係る制御方法を示すタイミングチャート。
【図１４Ｂ】一実施形態の変形例２−２に係る制御方法を示すタイミングチャート。
【図１４Ｃ】一実施形態の変形例２−３に係る制御方法を示すタイミングチャート。
【図１４Ｄ】一実施形態の変形例２−４に係る制御方法を示すタイミングチャート。
【図１５】一実施形態の変形例３に係る制御方法を示すタイミングチャート。
【図１６Ａ】一実施形態の変形例４−１に係る制御方法を示すタイミングチャート。
【図１６Ｂ】一実施形態の変形例４−２に係る制御方法を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【００１０】
［はじめに］
プラズマ処理装置において、高周波電力を印加する電極の電位が処理容器の壁や処理容器内のその他のパーツの電位を上回ると、前記壁やパーツがスパッタされる現象が発生し、プロセスの結果に影響を与える。また、ウエハＷに対するプラズマ処理では、プラズマ処理中に生成された副生成物が処理容器の側壁や天井壁に付着する。この場合、副生成物を除去するクリーニング処理が必要となり生産性が低下する。
【００１１】
そこで、従来から処理容器内の電極に対して処理容器の壁への単位面積当たりのイオンの衝突エネルギーを低く見せることが行われている。また、処理容器の側壁にコーティングする溶射膜の厚さを変更したり、側壁のコーティングに使用する材料を結合力のより強い材質へ変更したりすることで、イオンの衝突エネルギーにより壁がスパッタされることを抑制することが行われている。さらに、ウエハレスドライクリーニング（ＷＬＤＣ）の手順を示したレシピの、クリーニング時間や供給電力等の設定を、処理容器内のコンディションに応じて調整することが行われている。
【００１２】
以下に説明する一実施形態にかかるプラズマ処理装置では、高周波電力を印加する電極電位の変動に追従して、処理容器内のプラズマに暴露され、かつ副生成物が付着するパーツに任意の直流電圧を印加する。これにより、当該パーツへのイオンの衝突エネルギーを制御し、当該パーツへのスパッタの低減を図る。また、クリーニング処理の効率化を実現する。処理容器内のプラズマに暴露され、かつ副生成物が付着するパーツは、処理容器内パーツにより構成される。当該パーツは、天井壁、インシュレータリング、デポシールド、及びバッフル板等の処理容器内のパーツの少なくともいずれかであってもよい。又は、当該パーツは、上部電極の下方に形成された処理空間、ガス空間或いはエッジリングの上空外側に配置した専用のパーツの少なくともいずれかであってもよい。ただし、ウォールスパッタ抑制効果のある場合には、当該パーツは、処理容器内のプラズマに暴露されるパーツであって、副生成物が付着していないパーツであってもよい。以下では、プラズマの影響下にある前記パーツの一例として、デポシールドを例にあげてプラズマ処理装置について説明する。
【００１３】
以下、ソースパワーとしての高周波をＨＦともいい、ソースパワーをＨＦ電力ともいう。また、ソースパワーの周波数よりも低い周波数のバイアスパワーとしての高周波をＬＦともいい、バイアスパワーをＬＦ電力ともいう。
【００１４】
［プラズマ処理装置の全体構成］
図１Ａは、一実施形態に係るプラズマ処理装置１の一例を示す図である。本実施形態にかかるプラズマ処理装置１は、容量結合型の平行平板プラズマ処理装置であり、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムや溶射された酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）からなる円筒状の処理容器１０を有している。処理容器１０は接地されている。
【００１５】
処理容器１０の底部には、セラミックス等からなる絶縁板１２を介して円柱状の支持台１４が配置され、この支持台１４の上に例えばアルミニウムからなる載置台１６が設けられている。載置台１６は下部電極を構成し、その上に被処理体の一例であるウエハＷが載置される。
【００１６】
載置台１６の上面には、ウエハＷを静電力で吸着保持する静電チャック２０が設けられている。静電チャック２０は、導電膜からなる電極２０ａを絶縁層２０ｂで挟んだ構造を有し、電極２０ａには直流電源２２が接続されている。そして、直流電源２２からの直流電圧により生じたクーロン力等の静電力によりウエハＷが静電チャック２０に吸着保持される。
【００１７】
載置台１６上であってウエハＷの周縁には、例えばシリコンからなる導電性のエッジリング２４が配置されている。載置台１６および支持台１４の外周側面には、例えば石英からなる円筒状の内壁部材２６が設けられている。エッジリング２４の外周側面にはインシュレータリング２５が設けられている。
【００１８】
支持台１４の内部には、例えば円周上に冷媒室２８が設けられている。冷媒室２８には、外部に設けられたチラーユニットより配管３０ａ，３０ｂを介して所定温度の冷媒、例えば冷却水が循環供給され、冷媒の温度によって載置台１６上のウエハＷの処理温度が制御される。さらに、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばＨｅガスがガス供給ライン３２を介して静電チャック２０の上面とウエハＷの裏面との間に供給される。
【００１９】
載置台１６の上方には、載置台１６と対向して上部電極３４が設けられている。上部電極３４と下部電極間の間はプラズマ処理空間となる。上部電極３４は、載置台１６上のウエハＷと対向してプラズマ処理空間と接する面、つまり対向面を形成する。
【００２０】
上部電極３４は、絶縁性の遮蔽部材４２を介して、処理容器１０の上部に支持されている。上部電極３４は、載置台１６との対向面を構成しかつ多数のガス吐出孔３７を有する電極板３６と、この電極板３６を着脱自在に支持し、導電性材料、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなる電極支持体３８とを有する。電極板３６は、シリコンやＳｉＣで構成されるのが好ましい。電極支持体３８の内部には、ガス拡散室４０が設けられ、このガス拡散室４０からはガス吐出孔３７に連通する多数のガス通流孔４１が下方に延びている。
【００２１】
電極支持体３８には、ガス拡散室４０へ処理ガスを導くガス導入口６２が形成されており、このガス導入口６２にはガス供給管６４が接続され、ガス供給管６４には処理ガス供給源６６が接続されている。ガス供給管６４には、上流側から順にマスフローコントローラ（ＭＦＣ）６８および開閉バルブ７０が設けられている。そして、処理ガス供給源６６から、エッチングのための処理ガスがガス供給管６４からガス拡散室４０に至り、ガス通流孔４１を介しガス吐出孔３７からシャワー状にプラズマ処理空間に吐出される。このようにして上部電極３４は処理ガスを供給するためのシャワーヘッドとして機能する。
【００２２】
エッジリング２４には、可変直流電源５０が電気的に接続され、可変直流電源５０から直流電圧が印加される。可変直流電源５０から供給される直流電圧及び直流電流の極性及び電流・電圧と、これらをオン・オフする電子スイッチの制御は、制御部２００により行われる。可変直流電源５０には、ＬＦ及びＨＦの電流をカットし、可変直流電源５０を保護するローパスフィルタ５１が接続されている。
【００２３】
デポシールド１１には、可変直流電源１１５が電気的に接続され、可変直流電源１１５から直流電圧が印加される。可変直流電源１１５から供給される直流電圧及び直流電流の極性、及び直流電圧及び直流電流とこれらをオン・オフする電子スイッチの制御は、制御部２００により行われる。可変直流電源１１５には、ＬＦ及びＨＦの電流をカットし、可変直流電源１１５を保護するローパスフィルタ１１６が接続されている。本実施形態では、可変直流電源１１５はデポシールド１１に接続されているが、これに限られず、処理容器１０内のパーツ、例えば処理容器１０の天井壁、インシュレータリング２５及びバッフル板８３の少なくともいずれかのパーツに接続されてもよい。更に、可変直流電源１１５は、載置台１６と対向する上部電極３４の下方に設けられた処理空間若しくはガス空間、又はエッジリング２４の上空外側に配置した専用のパーツに接続されてもよい。また、可変直流電源１１５は、一つに限られず、二つ以上がデポシールド１１や天井壁等の少なくともいずれかのパーツに接続されてもよい。図１には、一例として、エッジリング２４の上方の外側に専用のパーツ１０１が配置されている。パーツ１０１は内部に電極を有し、可変直流電源１０４が電気的に接続され、可変直流電源１０４からその電極に直流電圧が印加される。可変直流電源１０４には、ＬＦ及びＨＦの電流をカットし、また、可変直流電源１０４を保護するローパスフィルタ１０３が接続されている。パーツ１０１は、リング状であってもよいし、円弧状であってもよいし、その他の形状であってもよい。パーツ１０１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）やシリコンカーバイト（ＳｉＣ）から構成される。
【００２４】
載置台１６には、給電棒４７及び整合器４６を介して第１の高周波電源４８が接続されている。第１の高周波電源４８は、載置台１６にＬＦ電力を印加する。これにより、載置台１６上のウエハＷにイオンが引き込まれる。第１の高周波電源４８は、２００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数の高周波電力を出力する。整合器４６は第１の高周波電源４８の内部インピーダンスと負荷インピーダンスとを整合させる。
【００２５】
載置台１６には、給電棒８９及び整合器８８を介して第２の高周波電源９０が接続されている。第２の高周波電源９０は、載置台１６にＨＦ電力を印加する。ＨＦの周波数は、１３．５６ＭＨｚ以上、例えば１００ＭＨｚであってもよい。ＬＦの周波数はＨＦの周波数よりも低く、例えば４００ｋＨｚであってもよい。整合器８８は、第２の高周波電源９０の内部インピーダンスと負荷インピーダンスとを整合させる。載置台１６には、所定の高周波をグランドに通すためのフィルタが接続されてもよい。なお、第２の高周波電源９０から供給されるＨＦ電力を、上部電極３４に印加してもよい。
【００２６】
処理容器１０の底部には排気口８０が設けられ、この排気口８０に排気管８２を介して排気装置８４が接続されている。排気装置８４は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、処理容器１０内を所望の真空度まで減圧可能となる。また、処理容器１０の側壁にはウエハＷの搬入出口８５が設けられており、この搬入出口８５はゲートバルブ８６により開閉可能である。また、処理容器１０の内壁に沿ってエッチング時に生成された副生成物（デポ）が付着することを防止するためのデポシールド１１が着脱自在に設けられている。すなわち、デポシールド１１が処理容器の壁部を構成している。また、デポシールド１１は、内壁部材２６の外周にも設けられている。処理容器１０の底部の処理容器壁側のデポシールド１１と内壁部材２６側のデポシールド１１との間にはバッフル板８３が設けられている。デポシールド１１およびバッフル板８３としては、アルミニウム材にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆したものを用いることができる。
【００２７】
かかる構成のプラズマ処理装置においてエッチング処理を行う際には、まず、ゲートバルブ８６を開状態とし、搬入出口８５を介してエッチング対象であるウエハＷを処理容器１０内に搬入し、載置台１６上に載置する。そして、処理ガス供給源６６からエッチングのための処理ガスを所定の流量でガス拡散室４０へ供給し、ガス通流孔４１およびガス吐出孔３７を介して処理容器１０内へ供給する。また、排気装置８４により処理容器１０内を排気し、その中の圧力を例えば０．１〜１５０Ｐａの範囲内の設定値とする。ここで、処理ガスとしては、従来用いられている種々のものを採用することができ、例えばＣ４Ｆ８ガスのようなフルオロカーボンガス（ＣｘＦｙ）に代表されるハロゲン元素を含有するガスを好適に用いることができる。さらに、ＡｒガスやＯ２ガス等の他のガスが含まれていてもよい。
【００２８】
このように処理容器１０内にエッチングガスを導入した状態で、第２の高周波電源９０からＨＦ電力を載置台１６に印加する。また、第１の高周波電源４８からＬＦ電力を載置台１６に印加する。また、直流電源２２から直流電圧を電極２０ａに印加し、ウエハＷを載置台１６に保持する。また、可変直流電源５０から直流電圧をエッジリング２４に印加する。
【００２９】
上部電極３４のガス吐出孔３７から吐出された処理ガスは、主にＨＦ電力により解離及び電離しプラズマが生成される。プラズマ中のラジカルやイオンによってウエハＷの被処理面がエッチングされる。また、載置台１６にＬＦ電力を印加することで、プラズマ中のイオンを制御し、高アスペクト比のホールのエッチングを可能とする等、プラズマの制御マージンを広くできる。
【００３０】
プラズマ処理装置１には、装置全体の動作を制御する制御部２００が設けられている。制御部２００は、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）及びＲＡＭ（Random  Access  Memory）等のメモリに格納されたプロセスレシピに従って、エッチング等の所望のプラズマ処理を実行する。プロセスレシピには、プロセス条件に対する装置の制御情報であるプロセス時間、圧力（ガスの排気）、高周波電力や電圧、各種ガス流量が設定されてもよい。また、プロセスレシピには、処理容器内温度（上部電極温度、処理容器の側壁温度、ウエハＷ温度、静電チャック温度等）、チラーから出力される冷媒の温度などが設定されてもよい。なお、これらのプログラムや処理条件を示すプロセスレシピは、ハードディスクや半導体メモリに記憶されてもよい。また、プロセスレシピは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に収容された状態で所定位置にセットされ、読み出されるようにしてもよい。
【００３１】
例えば、制御部２００は、可変直流電源１１５から出力する直流電圧（直流電圧）を、バイアスパワーの伝達経路で測定される、電圧、電流、電磁界、発生したプラズマの発光周期又はウエハＷ（下部電極）上のプラズマのシース厚の変化（以下、「周期的に変動するパラメータ」ともいう。）の各周期内の部分期間に印加し、直流電圧のオンとオフやその電圧の大小を交互に繰り返すように制御してもよい。制御部２００は、バイアスパワーの高周波の周期若しくはバイアスパワーのパルス波（以下、「ＤＣパルス」ともいう。）の周期に同期する信号により、直流電圧のオンとオフやその電圧の大小を交互に繰り返すように制御してもよい。
【００３２】
バイアスパワーの供給経路とは、第１の高周波電源４８→整合器４６→給電棒４７→載置台１６→プラズマ→上部電極３４→（グランド）をいう。バイアスパワーの伝達経路で測定される電圧、電流、電磁界とは、第１の高周波電源４８から整合器４６の内部及び給電棒４７を介して載置台１６に至るまでのパーツと上部電極３４で測定される電圧、電流、電磁界、又は、プラズマで測定される電磁界をいう。
【００３３】
直流電圧は、後述する第１の状態と第２の状態とを周期的に繰り返し、第１の状態は、周期的に変動するパラメータの各周期内の部分期間に第１の電圧値を印加し、第２の状態は、第１の状態と連続して第２の電圧値を印加するように制御される。直流電圧が、第１の状態と、第２の状態と、２つ以上の電圧値を有する２以上の状態とを周期的に繰り返し、パラメータの各周期内の部分期間に第１の電圧値を印加し、第１の状態と第２の状態と２以上の状態とが連続するように第２の電圧値と２つ以上の電圧値とを順に印加してもよい。「周期的に変動するパラメータ」は、周期的に変動する電極電位の一例である。
【００３４】
周期的に変動するパラメータは、載置台１６から給電棒４７を介して接続される整合器の内部までのいずれかの部材において測定される電圧、電流又は電磁界のいずれかであることが好ましい。
【００３５】
バイアスパワーの伝達経路で周期的に変動するパラメータを測定する方法としては、バイアスパワーの伝達経路のいずれかのパーツの近傍に電圧センサ、電流センサ又はＢＺセンサ（誘導磁場を測るセンサ）を設置することで各パーツの電圧、電流又は誘導磁場を計測する方法が一例として挙げられる。なお、図２には、電圧センサ３００を示したが、これに限られず、電流センサ又はＢＺセンサであってもよい。また、上記各センサの配置は、給電棒４７に接続されることが好ましいが、これに限られない。電圧センサ３００等のセンサからの信号は、例えば制御部２００の信号発生回路１０２に入力される。
【００３６】
更に、プラズマの発光周期、ウエハＷ上のプラズマのシース厚の変化の周期を指標にしても良い。プラズマの発光周期は、フォトダイオード、フォトマイクロセンサ、フォトマルチプライヤー等の光電変換素子で検出できる。シース厚については、ＩＣＣＤカメラなどを用いてナノｓｅｃの間隔（例えば１０〜２５０ｎｓｅｃ）でシャッターを切り、これにより、シース厚の変化を測定できる。例えば、可変直流電源１１５から出力する直流電圧をＬＦの電圧の周期に同期させるように制御してもよい。これにより、イオンの衝突エネルギーを制御することができる。また、クリーニング処理の効率化を図ることができる。
【００３７】
なお、載置台１６は、ウエハＷを載置する電極（第１の電極）の一例である。上部電極は、載置台１６と対向する電極（第２の電極）の一例である。第１の高周波電源４８は、載置台１６にＬＦ電力（バイアスパワー）を供給するバイアス電源の一例である。第２の高周波電源９０は、載置台１６又は上部電極３４にＬＦ電力よりも高い周波数のソースパワーを供給するソース電源の一例である。可変直流電源１１５は、処理容器１０内のプラズマに暴露されるパーツに電圧を供給する電源の一例である。可変直流電源１１５は、直流電源であってもよい。制御部２００は、バイアス電源、ソース電源及び直流電源を制御する制御部の一例である。バイアスパワーを印加する下部電極（載置台１６）の電位を、電極電位ともいう。
【００３８】
なお、図１のプラズマ処理装置１では、デポシールド１１に可変直流電源１１５が電気的に接続され、可変直流電源１１５から直流電圧が印加されたが、これに限られない。可変直流電源１１５が、処理容器１０内のパーツ、例えば処理容器１０の天井壁、インシュレータリング２５及びバッフル板８３の少なくともいずれかのパーツに接続され、これらのパーツの少なくともいずれかに直流電圧を印加してもよい。更に、可変直流電源１１５が、載置台１６と対向する上部電極３４の下方に設けられた処理空間若しくはガス空間、又はエッジリング２４の上空外側に配置した専用のパーツに接続され、この専用のパーツに直流電圧を印加してもよい。
【００３９】
図１Ｂは、一実施形態に係るプラズマ処理装置１の他の例を示す図である。図１Ｂでは、遮蔽部材４２の内部に電極４２ａが設けられている。電極４２ａには、可変直流電源１１７が電気的に接続され、可変直流電源１１７から直流電圧が印加される。可変直流電源１１７には、ＬＦ及びＨＦの電流をカットし、可変直流電源１１７を保護するローパスフィルタ１１８が接続されている。
【００４０】
また、可変直流電源１１５は、一つに限られず、二つ以上がデポシールドや天井壁等の少なくともいずれかのパーツに接続されてもよい。図１Ａには、一例として、エッジリング２４の上方の外側に専用のパーツ１０１が配置されている。パーツ１０１は内部に電極を有し、可変直流電源１０４が電気的に接続され、可変直流電源１０４からその電極に直流電圧が印加される。可変直流電源１０４には、ＬＦ及びＨＦの電流をカットし、また、可変直流電源１０４を保護するローパスフィルタ１０３が接続されている。パーツ１０１は、リング状であってもよいし、円弧状であってもよいし、その他の形状であってもよい。パーツ１０１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）やシリコンカーバイト（ＳｉＣ）から構成される。
【００４１】
［制御部の構成］
制御部２００の具体的構成について、図２を参照して説明する。制御部２００は、プロセッサ１００、信号発生回路１０２、方向性結合器１０５，１０８、電力メータ１１１、オシロスコープ１１２を有する。ただし、電力メータ１１１、オシロスコープ１１２、方向性結合器１０８は設けなくてもよい。
【００４２】
第１の高周波電源４８の給電ラインには、第１の高周波電源４８と整合器４６の間に方向性結合器１０５が接続されている。第２の高周波電源９０の給電ラインには、第２の高周波電源９０と整合器８８の間に方向性結合器１０８が接続されている。
【００４３】
方向性結合器１０５は、ＬＦの進行波パワーの一部をオシロスコープ１１２に与える。方向性結合器１０８は、ＨＦの進行波パワーの一部をオシロスコープ１１２に与える。一実施形態において、オシロスコープ１１２に表示されるＬＦの周波数は、例えば４００ｋＨｚであり、ＨＦの周波数は、例えば１００ＭＨｚである。これにより、オシロスコープ１１２では、ＬＦの進行波の波形とＨＦの進行波の波形を観察できる。
【００４４】
方向性結合器１０８は、ＨＦの進行波の一部を電力メータ１１１に与える。電力メータ１１１は、ＨＦの進行波の電力量を計量する。
【００４５】
方向性結合器１０５は、ＬＦの進行波の一部をプロセッサ１００に与える。プロセッサ１００は、ＬＦの進行波に同期させるＤＣ用（可変直流電源用）の同期信号を作成する。例えば、プロセッサ１００は、ＬＦの進行波の正のタイミングに同期させてＤＣ用の同期信号を作成してもよい。なお、方向性結合器１０５の替わりに、前記センサを用いて検出したＬＦ電力をプロセッサ１００に与えてもよい。
【００４６】
プロセッサ１００は、作成した同期信号を信号発生回路１０２に与える。信号発生回路１０２は、与えられた同期信号からＬＦの進行波に同期する制御信号を発生し、可変直流電源１１５及び第１の高周波電源４８に与える。
【００４７】
制御信号の生成方法には、以下の２通りがある。第１の高周波電源４８が一般的な電源の場合、方向性結合器１０５が第１の高周波電源４８から出力されるＬＦ電力の位相に同期する波形を取り出し、プロセッサ１００に入力する。ただし、これに限られず、プロセッサ１００が、第１の高周波電源４８から直接、ＬＦ電力の位相に同期する波形を入力してもよい。ＬＦ電力の位相に同期する波形、ＬＦ電圧又はＬＦ電流の位相に同期する波形、及びＤＣパルスの電力、電圧又は電流の位相に同期する波形を以下、バイアス波形ともいう。ＤＣパルスは、ＬＦの電圧のピークに対応するパルス状の電圧をいう。所望の波形のバイアスパワーは、バイアス波形のＬＦパワーに相当する。
【００４８】
プロセッサ１００は、入力した波形の信号に同期させて又は該信号から任意の遅延と任意の幅を有するオン信号を作成し、信号発生回路１０２に送信する。プロセッサ１００は、第１の高周波電源４８からＬＦ電力の位相に同期する波形を入力せずに、第１の高周波電源４８を制御するためのＬＦの信号を自ら生成し、そのＬＦの信号に同期させて又は該信号から任意の遅延と任意の幅を有するオン信号とを作成してもよい。オン信号は、同期信号の一例である。
【００４９】
信号発生回路１０２は、オン信号の間、直流電圧を発生させるために可変直流電源１１５に指令信号を送る。指令信号には、可変直流電源１１５の入力形態に応じて、オン信号の間、直流電圧を発生させる制御信号又はオン信号そのものが使用される。同様に、信号発生回路１０２は、オン信号の間、ＨＦ電力を発生させるために指令信号を第２の高周波電源９０に送信してもよい。
【００５０】
第１の高周波電源４８がＬＦ電力、電圧又は電流を増幅するアンプの場合、方向性結合器１０５からの信号は使用せず、信号発生回路１０２が第１の高周波電源４８から出力されるＬＦ電力の位相に同期する波形ＬＦの一部を波形として取り出し、該波形の信号から任意の遅延と任意の幅を有するオン信号を作成してもよい。信号発生回路１０２は、該波形の信号及びオン信号を可変直流電源１１５に送信する。
【００５１】
例えば、可変直流電源１１５の替わりに図示しない交流電源を備え、交流電源をデポシールド等のパーツに電気的に接続し、制御（オン）信号に基づき交流電源から高周波電圧をデポシールド等のパーツに印加してもよい。可変直流電源１１５及び交流電源は、パーツに所望の波形の電圧を供給する電源の一例である。交流電源は、第２の高周波電源９０であってもよいし、別のＲＦ電源であってもよい。
【００５２】
また、図３Ａに示すように、第１の高周波電源４８から出力されるＬＦ電力の位相に同期する波形を制御部２００に設けられた位相シフト回路２１０に入力し、位相シフト回路２１０にてＬＦの位相を所定量シフトさせた高周波電圧をデポシールド等のパーツに印加してもよい。
【００５３】
位相シフト回路２１０にてＬＦの位相を所定量シフトする替わりに、第１の高周波電源４８から出力されるＬＦの波形から任意の遅延と任意の幅を有する高周波電圧を生成し、生成した高周波電圧をデポシールド等のパーツに印加してもよい。
【００５４】
ただし、以上の制御信号の生成方法は一例であり、これに限られない。与えられた周期的に変動するパラメータの各周期内の部分期間に直流電圧と高周波電圧との少なくともいずれかを印加するように制御する制御信号を生成できれば、図２に示す制御部２００の回路に限られず、他のハードウェア又はソフトウェアを使用できる。直流電圧の場合、例えば、オンとオフとが交互に繰り返させるように制御する制御信号を生成してもよい。
【００５５】
第１の高周波電源４８のアンプは、４００ｋＨｚのＬＦの変調信号の振幅（ＡＭ：amplitude modulation)を増幅し、下部電極に供給する。第２の高周波電源９０のアンプは、１００ＭＨｚのＨＦの変調信号の振幅を増幅し、下部電極に供給する。
【００５６】
信号発生回路１０２は、与えられた同期信号からバイアスパワーの伝達経路で測定される、周期的に変動するパラメータの各周期内の部分期間に直流電圧を印加し、直流電圧の絶対値がＨｉｇｈとＬｏｗとが交互に繰り返されるように制御する制御信号を発生し、可変直流電源１１５に与えてもよい。プロセッサ１００は、ＬＦが印加されていない場合、ＨＦの進行波の正のピークとなるタイミングに同期させてＤＣ用の同期信号を作成してもよい。
【００５７】
信号発生回路１０２は、与えられた同期信号からバイアスパワーの伝達経路で測定される、周期的に変動するパラメータの各周期内の部分期間に高周波電圧を印加し、高周波電圧がＨｉｇｈとＬｏｗとが交互に繰り返されるように制御する制御信号を発生し、可変直流電源１１５に与える。部分期間は、電極の電位が正のピークとなるタイミングを含んでもよいし、電極の電位が負のピークとなるタイミングを含んでもよいし、その両方のタイミングを含んでもよい。例えば、図３Ｂ及び図３Ｃは、バイアスパワーの伝送経路（給電系）で測定された電圧、電流又は電磁界のいずれかを「基準電気状態」とする場合の一例である。例えば図３Ｂでは、プロセッサ１００が伝送経路に取り付けられたＶＩプローブ等のセンサからＨＦの電圧又は電流、ＬＦの電圧又は電流、ＨＦの位相信号又はＬＦの位相信号のいずれかを入力する。プロセッサ１００は、入力したＨＦの電圧又は電流、ＬＦの電圧又は電流、ＨＦの位相信号又はＬＦの位相信号のいずれかを示す基準電気状態の一周期内の位相と同期して直流電圧を第１の状態と第２の状態に交互に印加する。
【００５８】
プロセッサ１００は、センサからの信号に基づかずに第１の高周波電源４８から出力されるバイアスパワーの高周波若しくはパルス波の周期に同期する信号を利用して生成してもよい。この場合、該信号の状態を基準電気状態とすることができる。また、バイアスパワーの給電系で基準電気状態を測定する工程を省くことができる。例えば図３Ｃでは、プロセッサ１００が、第１の高周波電源４８からＬＦの位相信号（小電力波形）又はバイアスパワーの情報に関する信号を入力し、この入力信号に基づきバイアスパワーの高周波若しくはパルス波の周期に同期する信号を生成する。プロセッサ１００は、生成した信号を可変直流電源１１５に出力する。可変直流電源１１５は、この信号に基づき直流電圧を第１の状態と第２の状態に交互に印加する。
【００５９】
なお、図３Ｄに示すように、プロセッサ１００は、第１の高周波電源４８からの信号を用いずに、第１の高周波電源４８を制御するための信号を生成し、その生成した信号に同期する信号を生成することで、第１の高周波電源４８から出力されたバイアスパワーの高周波若しくはパルス波の周期に同期する信号を生成してもよい。この場合、プロセッサ１００は、第１の高周波電源４８を制御するＬＦの信号を生成するとともに、この生成した信号に同期する直流電圧の信号を生成する。プロセッサ１００は、生成したＬＦの信号を第１の高周波電源４８に送信し、生成した直流電圧の信号を可変直流電源１１５に送信する。第１の高周波電源４８は、ＬＦの信号に基づきバイアスパワーを出力する。可変直流電源１１５は、直流電圧の信号に基づき直流電圧を第１の状態と第２の状態に交互に印加する。生成したＬＦの信号及び直流電圧の信号には、パワー情報が含まれる。
【００６０】
［電極電位とイオンの衝突エネルギーとの関係］
次に、電極電位とイオンの衝突エネルギーとの関係について図４を参照して説明する。第１の高周波電源４８から正弦波でＬＦ電力を印加した場合、ＬＦの電圧が負のときにはＬＦの電圧が正のときよりも自己バイアスＶｄｃによって電圧が負に深くなる。これにより、図４に示すように、ＬＦ電力が印加される電極電位が正のときには、その電極電位が側壁の電位（グランド）よりも高くなる。プラズマ電位は、処理容器１０内のもっとも高い電位よりも若干高い電位をとるから、電極電位が正のときにはプラズマ電位は電極電位よりも若干高くなる。そのときのプラズマ電位と側壁との電位差Ｖｂを図４の枠Ｂ内に示す。
【００６１】
一方、ＬＦ電力が印加される電極電位が負のときには、自己バイアスＶｄｃにより電極電位が側壁の電位（グランド）よりも低くなる。このとき、プラズマ電位は側壁の電位よりも若干高くなる。そのときのプラズマ電位と側壁との電位差Ｖａを図４の枠Ａ内に示す。これにより、電極電位が正のときのプラズマ電位と側壁との電位差Ｖｂは電極電位が負のときのプラズマ電位と側壁との電位差Ｖａよりも大きくなる。このため、電極電位が正のとき、側壁へ向かうイオンの加速電圧は大きくなり、側壁への１個当たりのイオンの衝突エネルギーが大きくなる。この結果、側壁へのスパッタが発生しやすくなる。よって、電極電位に応じてプラズマ電位と側壁及び天井壁との電位差を制御することで、加速電圧を制御すれば１個のイオンの衝突エネルギーを制御でき、側壁及び天井壁へのスパッタ力を制御できる。例えば、プラズマ電位と側壁及び天井壁との電位差を大きく制御すれば、図４の（ａ）の矢印に示すように、側壁及び天井壁へのスパッタ力を強めることができる。一方、その電位差を小さく制御すれば、図４の（ｂ）の矢印に示すように、側壁及び天井壁へのスパッタ力を弱めることができる。
【００６２】
そこで、一実施形態にかかるプラズマ処理装置１の制御方法では、バイアスパワーを下部電極へ供給し、可変直流電源１１５からの直流電圧をデポシールド１１などのパーツに供給する。また、本制御方法は、直流電圧が、第１の電圧値を有する第１の状態と、第１の電圧値よりも高い第２の電圧値を有する第２の状態とを周期的に繰り返す工程と、電極の電位の各周期内の部分期間に第１の電圧値を印加し、第１の状態と第２の状態とが連続するように第２の電圧値を印加する工程とを有する。直流電圧が、第１の状態と、第２の状態と、２つ以上の電圧値を有する２以上の状態とを周期的に繰り返し、電極の電位の各周期内の部分期間に第１の電圧値を印加し、第１の状態と第２の状態と２以上の状態とが連続するように第２の電圧値、２つ以上の電圧値を順に印加する工程を有してもよい。
【００６３】
制御部２００は、電極電位の周期と同期する同期信号を作成し、該同期信号から直流電圧を出力する直流電源用の制御信号を生成し、可変直流電源１１５と位相シフト回路２１０との少なくともいずれかに送信する。電極の電位の周期とは、バイアス波形の周期に同期する。これにより、制御部２００は、可変直流電源１１５と位相シフト回路２１０との少なくともいずれかからデポシールド１１などのパーツに直流電圧を供給する。例えば、直流電圧が、第１の電圧値を有する第１の状態と、前記第１の電圧値よりも高い第２の電圧値を有する第２の状態とを周期的に繰り返し、前記電極の電位の各周期内の部分期間に前記第１の電圧値を印加し、前記第１の状態と前記第２の状態とが連続するように前記第２の電圧値を印加する第１制御手順を含むプログラムを有する記憶媒体を用意する。そして、制御部２００は、記憶媒体のプログラムを実行する。以下では、可変直流電源１１５に直流電圧を印加する場合を例に挙げて説明する。
【００６４】
［ＤＣの電圧の供給タイミング］
本実施形態におけるＤＣの電圧の供給タイミングの効果について、図５を参照しながら説明する。図５は、一実施形態に係る直流電圧の印加方法（スパッタ制御）とその効果の一例を示す図である。以下では、ＬＦの電圧及びＤＣの電圧を制御したときの、ＬＦの電圧を印加した電極電位とプラズマ電位、デポシールド１１の電位について説明する。
【００６５】
（スパッタ抑制）
図５（ｂ）の横軸には時間が示され、縦軸にはＬＦの電圧を供給したときの電極電位、プラズマ電位、デポシールド１１の電位が示されている。電極電位は、ＬＦの電圧にほぼ等しい。図５（ｂ）のＣの枠内に示すように、ＬＦの電圧が正のときには可変直流電源１１５から正の直流電圧がデポシールド１１に印加される。これにより、プラズマ電位とデポシールド１１の電位差を小さくでき、図５（ａ）に矢印で示すように側壁へのスパッタ力を抑制できる。
【００６６】
図５（ｂ）に示すように、ＬＦの電圧が負のときには可変直流電源１１５からの直流電圧の印加は停止され、デポシールド１１に印加される直流電圧は０になる。直流電圧は、電極電位が正のタイミングに一致させた矩形波だけでなく、立ち上がりのスローアップ又は立ち下がりのスローダウンの少なくともいずれかを含む略矩形波を印加してもよい。
【００６７】
制御部２００は、電極電位の周期と同期する同期信号からＬＦの電圧が正のときに正の直流電圧を印加し、ＬＦの電圧が負のときに直流電圧の印加を停止する直流電源用の制御信号を生成し、可変直流電源１１５に送信する。ＬＦの電圧が正のときに正の直流電圧を印加する状態は第１の状態の一例であり、ＬＦの電圧が負のときに直流電圧の印加を停止する状態は第２の状態の一例である。制御信号を受信すると、可変直流電源１１５は、直流電圧の第１の状態と第２の状態とを電極電位の周期と同期して交互に印加する。
【００６８】
ＬＦ電力が印加される電極電位が負のときには可変直流電源１１５からの直流電圧の印加は停止され、プラズマ電位とデポシールド１１との電位差Ｖoffが、側壁へ向かうイオンを加速する加速電圧となる。よって、側壁への１個当たりのイオンの衝突エネルギーは電位差Ｖoffによって定まる。
【００６９】
一方、図５（ｂ）の枠Ｃ内に示す電極電位が正のときには、可変直流電源１１５からの直流電圧はオンされ、正の直流電圧がデポシールド１１に印加される。そうすると、プラズマ電位とデポシールド１１との電位差Ｖｃが加速電圧となり、側壁への１個当たりのイオンの衝突エネルギーは電位差Ｖｃによって定まる。プラズマ電位とデポシールド１１との電位差Ｖｃは、可変直流電源１１５からの正の直流電圧がデポシールド１１に印加されない場合と比較して小さくなる。このため、側壁への１個当たりのイオンの衝突エネルギーは、正の直流電圧がデポシールド１１に印加した場合、印加されない場合と比較して低くなる。このように、電極の電位が負のときにはプラズマ電位とデポシールド１１との電位差Ｖoffは小さい。これに対して、可変直流電源１１５からの正の直流電圧をオンしないと、電極の電位が正のときには電極電位が壁の電位よりも大きくなるためにプラズマ電位とデポシールド１１との電位差が大きい。このため、可変直流電源１１５からの正の直流電圧をオンし、プラズマ電位とデポシールド１１との電位差を小さくするように制御することで、側壁へのスパッタ力を抑制することができる。これにより、処理容器１０内の下部電極と比較して側壁の面積を大きくすることで、カソード／アノード比を制御し、単位面積当たりの１個のイオンの衝突エネルギーを小さく見せる制御と同様な制御が可能になる。これにより、単位面積当たりの１個のイオンの衝突エネルギーを小さくすることで、側壁へのスパッタによるプロセスへの影響を小さくすることができる。なお、第１の状態と第２の状態は、可変直流電源１１５からの正の直流電圧をオン・オフすることで設定する制御に限られない。第１の状態と第２の状態は、可変直流電源１１５からの正の直流電圧をＨｉｇｈ・Ｌｏｗにすることで設定するように制御してもよい。
【００７０】
側壁へのイオンの衝突エネルギーを減らしたい場合、電極電位が正のときにデポシールド１１へ正の直流電圧をオンに制御することで、電極電位が正のときにイオンが側壁を叩く効果を低減することができる。このようにして側壁へのイオン衝突エネルギーを抑制することでチャンバの側面の寿命を延ばすことができる。また、側壁へのイオン衝突エネルギーを抑制することでパーティクルを低減できる。また、側壁へのイオン衝突エネルギーを抑制することで、クリーニングサイクルを伸ばすことができる。
【００７１】
また、電極電位が負のときに正の直流電圧をオフに制御することで、電極電位が負のときにイオンがウエハＷを叩くエネルギーを維持することができる。
【００７２】
（クリーニング／特定のプロセス）
以上に説明した第１の状態の期間は、電極電位が正のピークとなるタイミングを含み、正又は負の直流電圧を前記パーツに印加してもよい。第１の状態の期間は、電極電位が負のピークとなるタイミングを含み、正又は負の直流電圧を前記パーツに印加してもよい。
【００７３】
図６は、一実施形態に係る電極電位の正負とイオンの衝突エネルギーの一例を示す図である。図６（ｃ）の枠Ｈ内に示すように、例えば、電極電位が正のときに正の直流電圧をデポシールド１１及び天井壁（例えば、遮蔽部材４２）へ印加した場合、プラズマ電位とデポシールド１１の電位との電位差がＨ１からＨ２へ小さくなり、側壁への１個当たりのイオンの衝突エネルギーが下がる。その結果、側壁及び天井壁へのスパッタ力を弱めることができる。一方、電極電位が正のときに負の直流電圧をデポシールド１１及び天井壁へ印加した場合、プラズマ電位とデポシールド１１の電位との電位差が大きくなり、側壁への１個当たりのイオンの衝突エネルギーが上がる。その結果、側壁及び天井壁へのスパッタ力を強めることができる。このようにして、図６（ａ）に示すように側壁及び天井壁への１個当たりのイオンの衝突エネルギーを制御できる。
【００７４】
また、図６の枠Ｇ内に示すように、電極電位が負のときに直流電圧をデポシールド１１及び天井壁へ印加することによって、図６（ｂ）に示すように、ウエハＷへの１個当たりのイオンの衝突エネルギーを制御できる。例えば、図７（ｂ）に示すように、電極電位が負のときに正の直流電圧をデポシールド１１へ印加すると、プラズマ電位と電極電位との電位差が大きくなり、図７（ａ）の矢印に示すように、ウエハＷへの１個当たりのイオンの衝突エネルギーが上がる。これにより、プロセスの効率化を図ることができる。たとえば、ＭＲＡＭの製造では、数十層のメタルをエッチングする。このようにウエハに高いイオンエネルギーを持ったイオンを叩き着けて深く穴をエッチングしたいプロセスがある。かかるプロセスでは、電極電位が正のときには直流電圧の印加を停止し、電極電位が負のときに正の直流電圧をデポシールド１１に印加することで高いイオンエネルギーを持ったイオンをウエハＷに叩きつけることができる。これにより、当該プロセスでのウエハへのイオンの衝突エネルギーを上げてプロセスの処理効率を高め、生産性を向上させることができる。
【００７５】
クリーニング処理時には、電極電位が正のときに負の直流電圧をデポシールド１１へ印加し、側壁への１個当たりのイオンの衝突エネルギーを上げ、電極電位が負のときに直流電圧のデポシールド１１への印加を停止する。これにより、側壁へのイオン衝突エネルギーを増加又は変更させて最適なイオンエネルギーに制御することで、クリーニングサイクルを伸ばすことができ、かつ、クリーニング時間を短縮することができる。なお、クリーニング処理時には、電極電位が正のときに負の直流電圧をデポシールド１１に印加し、電極電位が負のときには直流電圧の印加を停止する制御に限られず、電極電位が負のときにも電極電位が正のときと同じ負の直流電圧を連続して印加してもよい。電極の電位が負のときに負のＤＣをデポシールド１１へ印加すると、プラズマ電位と電極電位との電位差が小さくなり、ウエハへの１個当たりのイオンの衝突エネルギーが下がる。これにより、ＷＬＤＣのクリーニングにおいては、ウエハを載置する載置台の載置面へのダメージを軽減できる。
【００７６】
また、たとえば側壁の副生成物や天井壁のスパッタ物をウエハに堆積させたいプロセスの場合、電極電位が正のときに負の直流電圧をデポシールド１１へ印加することで、イオンを壁面に叩き易くすることで、副生成物等をウエハに堆積させることができる。他方、たとえば側壁の副生成物等をウエハに堆積させたくないプロセスや、側壁のスパッタを極力行いたくないプロセスの場合、電極電位が正のときに正の直流電圧をデポシールド１１へ印加し、イオンをウエハに叩き難くすることで、副生成物等をウエハに堆積させないようにすることができる。
【００７７】
このようにデポシールド１１への直流電圧の正・負及び大きさにより側壁へのイオンの衝突エネルギーを制御することで、高いバイアスパワーを印加する制御が可能になる。さらに、上記直流電圧の正・負及び大きさの制御とともに、供給するバイアスパワーをさらに上げて印加してもよい。
【００７８】
複数の可変直流電源を用いて直流電圧を複数のパーツに印加してもよい。例えば、図８（ａ）に示すように可変直流電源１１５が処理容器１０のデポシールド１１に電気的に接続され、可変直流電源１１７が処理容器１０の天井壁のパーツに電気的に接続されてもよい。可変直流電源１１５には、ＬＦ及びＨＦの電流をカットし、可変直流電源１１５を保護するローパスフィルタ１１６が接続されている。可変直流電源１１７には、ＬＦ及びＨＦの電流をカットし、可変直流電源１１７を保護するローパスフィルタ１１８が接続されている。
【００７９】
例えば、下部電極にＬＦ電力及びＨＦ電力が印加される場合、上部電極に副生成物が付着しやすい。そこで、副生成物が付着しやすい天井壁に接続された可変直流電源１１７には、図８（ｂ）のＥに示すように、電極電位が正のときに負の直流電圧をデポシールド１１に印加する。これにより、プラズマ電位と天井壁の電位との電位差を大きくし、天井壁へのイオンの衝突エネルギーを上げることで天井壁へのスパッタ力を高め、天井壁に付着した副生成物を除去し易くする。また、副生成物が天井壁よりも付着しにくいデポシールド１１に接続された可変直流電源１１５には、図８（ｂ）のＤに示すように、電極電位が正のときに正の直流電圧をデポシールド１１に印加する。これにより、プラズマ電位とデポシールド１１の電位との電位差を小さくし、側壁へのイオンの衝突エネルギーを下げ、側壁へのスパッタ力を弱めることができる。この結果、複数のパーツによって副生成物の付着量が異なる場合であっても、複数の可変直流電源１１５，１１７を用いてパーツ毎に適切に副生成物を除去し、クリーニング時間を同じにすることができる。
【００８０】
また、上部電極と側壁とでは温度が異なり、上部電極は側壁よりも温度が高くなる。つまり、上部電極の近傍にはプラズマが生成されるため、温度が高く、かつイオンの数が多い。これに対して側壁は、上部電極よりも温度が低く、かつイオンの数も少ない。イオンの衝突エネルギーは、温度と加速電圧で決まるから、これを考慮し複数系統の可変直流電源からの複数のパーツへの直流電圧を制御することが好ましい。
【００８１】
［制御方法］
以上に説明したように、一実施形態に係る平行平板型のプラズマ処理装置１の制御方法は、バイアスパワーを、ウエハＷを載置する載置台１６に供給する工程と、直流電圧を処理容器内のプラズマに暴露されるパーツに供給する直流電源に供給する工程とを含む。
【００８２】
本制御方法では、直流電圧は、第１の電圧値を有する第１の状態と、前記第１の電圧値よりも高い第２の電圧値を有する第２の状態とを周期的に繰り返し、電極の電位の各周期内の部分期間に前記第１の電圧値を印加し、前記第１の状態と前記第２の状態とが連続するように前記第２の電圧値を印加する。電極の電位は、前記バイアスパワーの伝達経路で測定される、周期的に変動するパラメータにより定められ、前記周期的に変動するパラメータは、電圧、電流、電磁界、発生したプラズマの発光の変化又は被処理体上のプラズマのシース厚の変化であってもよい。
【００８３】
例えば、図８の例では、デポシールド１１の電位が第１の状態になるように、電極電位を一例とする周期的に変動するパラメータが正の値を含む部分期間にＤＣの電圧を印加し、第２の状態を第１の状態と連続して印加する。図５、図７、図８、デポシールド１１、図１０Ａでは、ＤＣの電圧の第１の状態が正（又は負）の電圧値であり、第２の状態が０である。図１０Ｂでは、ＤＣの電圧の第１の状態が正の電圧値であり、第２の状態が負の電圧値である。
【００８４】
図５、図７〜図１０Ａに示すように、パーツへ印加する直流電圧がオン（ＤＣ  ＯＮ、つまり、ＤＣが正又は負に印加）されている状態は、第１の電圧値を有する第１の状態の一例である。パーツへ印加する直流電圧がオフ（ＤＣ  ＯＦＦ、つまり、ＤＣが０）又は第１の状態と異なる電圧値とされている状態は、第１の電圧値よりも高い第２の電圧値を有する第２の状態の一例である。
【００８５】
なお、第１の状態及び第２の状態は、パーツへ印加する直流電圧がオン及びオフに制御される状態に限られず、電圧値の絶対値がＬｏｗ及びＨｉｇｈに制御される状態を含む。
【００８６】
第１の状態の期間は、第１の電極又は第２の電極の電位が正のピークとなるタイミングを含み、正又は負の直流電圧を前記パーツに印加してもよい。また、第１の状態の期間は、第１の電極又は第２の電極の電位が負のピークとなるタイミングを含み、正又は負の直流電圧を前記パーツに印加してもよい。
【００８７】
また、直流電圧は、電極電位が正のタイミングから任意の遅延と任意の幅を有するタイミングに前記パーツに印加してもよい。例えば、電極電位が正のタイミングから所定時間だけ後にずらしたタイミング又は所定時間だけ前にずらしたタイミングの少なくともいずれかに前記パーツに印加してもよい。電極電位の特に正側の波形は、ＬＦの周波数やガス種や圧力に依存して歪む場合がある。このような場合は、電極電位が正のタイミングから所定時間だけずらして、よりシースが薄く電子が入りやすい位相を選定して直流電圧を印加することが好ましい。また、直流電圧は、電極電位が正のタイミングに対して所定時間だけ長く又は短くするように印加時間の幅を調整してもよい。
【００８８】
ＬＦの電圧の周期と同期して、直流電圧とＨＦの電圧との両方を、オン・オフ又はＨｉｇｈ・Ｌｏｗに制御してもよい。このとき、電極電位が正又は負のいずれか一方のタイミングにＨＦの電圧を供給し、電極電位が正又は負のいずれか他方のタイミングにＨＦの電圧の供給を停止してもよい。直流電圧の印加タイミングと同じタイミングでＨＦの電圧を制御してもよい。
【００８９】
また、例えばＷＬＤＣのクリーニング処理において載置台１６のダメージを低減するためにＬＦ電力を印加しない場合がある。そのときには、制御部２００は、前記直流電圧の第１の状態と第２の状態とを電極電位と同期させるために、ソースパワーの周期と同期して交互に印加してもよい。特に、上部電極にＨＦの電圧を印加することでＷＬＤＣ時のウエハへのダメージを減らすことができる。このとき、載置台１６は壁として見なされる。載置台１６にＲＦパワーを印加するＲＦ電源を別途設け、上部電極の電位が高いときに、載置台１６にＲＦ電源からＲＦパワーを印加し、ウエハ電位を高く制御してもよい。これにより、上部電極の電位とウエハ電位との電位差を小さく制御して、載置台１６へのダメージを抑制できる。この場合、ＬＦの周波数と同じかそれよりも高い周波数のＲＦパワーを印加することが好ましい。
【００９０】
［変形例１−１〜１−３］
次に、一実施形態の変形例１−１〜１−３に係るプラズマ処理装置１の制御方法について説明する。図９、図１０Ａ、図１０Ｂは、一実施形態の変形例１−１〜１−３に係る制御方法を示すタイミングチャートである。図９の変形例１−１では、ＤＣパルスの電圧は、第１制御工程において第１の状態と第２の状態とを交互に１回以上繰り返す。第１制御工程では、ＬＦの周波数は、例えば０．１Ｈｚ〜１００Ｈｚであってもよい。
【００９１】
図９の変形例１−１では、ＬＦの電圧の替わりにＤＣパルスが載置台１６に印加される。ＤＣパルスの電圧の正の値は、ＬＦの電圧の正のピークに一致し、ＤＣパルスの電圧の負の値又は０は、ＬＦの電圧の負のピークに一致し、デポシールド１１に印加する直流電圧が第１の状態と第２の状態とになるようにＤＣパルスの電圧に同期して直流電圧を交互に印加する。具体的には、ＤＣパルスの電圧が正のタイミングにデポシールド１１の電位は第１の状態になり、ＤＣパルスの電圧が負のタイミングにデポシールド１１の電位が第２の状態になるように直流電圧を制御してもよい。これによれば、ＤＣパルスの電圧が２値化されており、これに応じて直流電圧を２値化して制御するため、直流電圧の印加の制御が容易になる。なお、直流電圧を周期的にオン・オフする替わりに、直流電圧を周期的にＨｉｇｈ・Ｌｏｗになるように制御してもよい。
【００９２】
図１０Ａの変形例１−２では、直流電圧は、第１の状態において正の値であって段階的に２つ以上の電圧値を有し、第２の状態において０に制御される。また、図１０Ｂの変形例１−３では、直流電圧は、第１の状態において正の値であって滑らかに２つ以上の電圧値を有し、第２の状態において滑らかに負の電圧値を有する。変形例１−２、１−３では、第１の状態又は第２の状態における直流電圧を複数の値に制御することで、より精度良くイオンエネルギーを制御することができる。
【００９３】
上記の実施形態及び各変形例では、電極電位の電圧の周期と同期して直流電圧を印加する制御方法の一例として、バイアスパワーの電圧の周期と同期して直流電圧を印加する制御方法について説明した。しかし、ソースパワーの電圧の周期と同期して直流電圧を印加してもよい。バイアスパワー又はソースパワーの電圧の周期と同期して直流電圧及びソースパワーの電圧の少なくともいずれかを印加してもよい。
【００９４】
以上では、可変直流電源１１５又は可変直流電源１１７から処理容器１０のデポシールド１１に印加する直流電圧についての制御方法を説明したが、これに限られない。例えば、高周波電源（第１の高周波電源４８）から処理容器１０のデポシールド１１に印加する高周波電圧についても直流電圧についての制御方法と同様に制御することができる。
【００９５】
つまり、本実施形態に係るプラズマ処理装置は、処理容器と、処理容器内で被処理体を載置する電極と、処理容器内にプラズマを供給するプラズマ生成源と、電極にバイアスパワーを供給するバイアス電源と、処理容器内のプラズマに暴露されるパーツと、バイアスパワーの電圧の周波数と同一の周波数を有する高周波電圧をパーツに供給する高周波電源と、電極の電位の位相に対して所定の位相差を生じるように高周波電圧を印加する第１制御手順を含むプログラムを有する記憶媒体と、前記記憶媒体のプログラムを実行する制御部とを有してもよい。所定の位相差は、９０°〜２７０°であってもよい。
【００９６】
また、バイアス電源から出力する高周波電圧用の制御信号を生成し、生成した前記制御信号を位相シフト回路に送信し、相シフト回路から前記エッジリングに高周波電圧を供給してもよい。
【００９７】
また、例えば、直流電圧に三角波で出力される電圧を合成するなど、直流電圧に他の電圧を合成した電圧をかけてもよい。
【００９８】
前記プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に収容された状態で所定位置にセットされ、制御部により読み出されるようにしてもよい。
【００９９】
［変形例１−４〜１−６］
次に、一実施形態の変形例１−４〜１−６に係るプラズマ処理装置１の制御方法について、図１１〜図１３を参照して説明する。図１１は、一実施形態の変形例１−４に係る制御方法を示すタイミングチャートである。図１２は、一実施形態の変形例１−５に係る制御方法を示すタイミングチャートである。図１３は、一実施形態の変形例１−６に係る制御方法を示すタイミングチャートである。
【０１００】
図１１に示す変形例１−４では、直流電圧は、ＬＦ電圧又はバイアスパワーの一周期を４ゾーンに分け、各ゾーンに応じて所定の値の直流電圧に制御され、デポシールド１１に印加される。つまり、第１制御工程において第１ゾーンの第１の状態と、第２ゾーンの第２の状態と、第３ゾーンの第３の状態と、第４ゾーンの第４の状態とをこの順に１回以上繰り返す。これにより、デポシールド１１の電位は、４つの状態（固定値）に制御される。変形例１−４では、隣り合うゾーンに印加される電圧は異なる値であって一定の値である。なお、第１制御工程では、ＬＦの周波数は、例えば０．１Ｈｚ〜１００Ｈｚであってもよい。
【０１０１】
図１２に示す変形例１−５では、所望の波形のバイアスパワーを使用する。バイアスパワーは、かかるバイアスパワーの波形は、所望の波形（バイアス波形）の一例である。所望のバイアス波形は、図１２に示すように任意の波形であり、その一周期を４ゾーンに分け、各ゾーンに応じて所定の値の直流電圧がデポシールド１１に印加される。つまり、第１制御工程において第１ゾーンの第１の状態と、第２ゾーンの第２の状態と、第３ゾーンの第３の状態と、第４ゾーンの第４の状態とをこの順に１回以上ＬＦの周期に合わせて繰り返す。これにより、デポシールド１１の電位は、４つの状態（固定値）に制御される。変形例１−５では、隣り合うゾーンに印加される電圧は異なる値であって一定の値である。
【０１０２】
図１３に示す変形例１−６も、変形例１−５と同一のバイアス波形の一周期を４ゾーンに分け、各ゾーンに応じて所定の値の直流電圧がデポシールド１１に印加される。第１制御工程において第１ゾーンの第１の状態と、第２ゾーンの第２の状態と、第３ゾーンの第３の状態と、第４ゾーンの第４の状態とをこの順に１回以上ＬＦの周期に合わせて繰り返す。これにより、デポシールド１１の電位は、４つの状態（可変値を含む）に制御される。図１３の例では、第１ゾーンで印加される電圧は、始点から終点まで電位が傾斜して変化する可変値である。第２ゾーン〜第４ゾーンで印加される電圧は、固定値である。第１ゾーンに示す波形をテーラード波形ともいう。
【０１０３】
以上に説明したように、バイアスパワーを電極に供給するバイアス電源としてＬＦ電力を供給する第１の高周波電源４８の替わりに、所望のバイアス波形のバイアスパワーを電極に供給する電源を有してもよい。この場合、バイアス波形のバイアスパワーの一周期を複数のゾーンに分割して各ゾーンに応じて、直流電圧が、第１の電圧値を有する第１の状態と、第１の電圧値と異なる第２の電圧値を有する第２の状態と、第２の電圧値と異なる第３の電圧値を有する第３の状態と、第３の電圧値と異なる第４の電圧値を有する第４の状態と、を周期的に繰り返し、電極の電位の各周期内の部分期間に第１の電圧値を印加し、第１の状態と第２の状態とが連続するように第２の電圧値を印加し、第２の状態と第３の状態とが連続するように第３の電圧値を印加し、第３の状態と第４の状態とが連続するように第２の電圧値を印加する第１制御手順を含むプログラムを有する記憶媒体を有してもよい。そして、制御部２００は、その記憶媒体のプログラムを実行してもよい。これにより、バイアス波形の一周期を複数のゾーンに分け、ゾーン毎に固定又は可変の電圧を印加するように制御することで、イオンの衝突エネルギーを制御することができる。バイアス波形の一周期を分けるゾーン数は２以上であればよい。これにより、バイアス波形の一周期に２以上の状態の電圧をデポシールド１１等のパーツに印加することができる。
【０１０４】
所望のバイアス波形は、ＬＦ（ＲＦ）、ＤＣパルスに限らない。所望のバイアス波形は、図１２及び図１３に示すテーラード波形を含む波形であってもよい。バイアス波形の信号は、発信器（図３Ｃのプロセッサ１００参照）で生成し、生成した信号をアンプで増幅して任意の波形のパワーを供給する電源に出力することで生成できる。前述したバイアスパワーは、所望のバイアス波形のパワーの一例である。可変直流電源１１５は、パーツに所望のバイアス波形の電圧を供給する電源の一例である。可変直流電源１１５に替えて配置され得る交流電源からパーツに所望のバイアス波形の電圧を供給してもよい。また、第１の高周波電源４８も同様に、電極に所望のバイアス波形のパワーを供給するバイアス電源の一例である。載置台１６に第２の高周波電源９０とは別のＲＦパワーを印加するＲＦ電源を別途設けてもよい。この場合、第２の高周波電源９０及びＲＦ電源は、所望のバイアス波形のパワーの電圧の周波数と同一又は異なる周波数を有する高周波電圧をデポシールド１１等のパーツに供給する電源の一例である。
【０１０５】
デポシールド１１へ印加する電圧は、直流電圧をオン・オフするだけでなく、高周波ＲＦのパワーを変更してもよいし、図１３のデポシールド１１の電位に示すように任意に形成されたバイアス波形を印加してもよい。直流電圧及び高周波ＲＦのパワーを制御し、更に高周波ＲＦの周波数を変えてもよい。デポシールド１１等のパーツへ印加する電圧は、プロセスレシピに対応して制御部２００により制御してもよい。
【０１０６】
［変形例２−１〜２−４］
次に、一実施形態の変形例２−１〜２−４に係るプラズマ処理装置１の制御方法について説明する。変形例２−１〜２−４では、バイアスパワーと直流電圧とのいずれか又は両方を間欠的に停止する制御を行う。図１４Ａ〜図１４Ｄは、一実施形態の変形例２−１〜２−４に係る制御方法を示すタイミングチャートである。
【０１０７】
図１４Ａの変形例２−１では、第１制御工程に加えて、直流電圧を、ＬＦ電圧により一例を示す周期的に変動するパラメータの周期と独立した周期で間欠的に停止する第２制御工程を含む。第１制御工程と第２制御工程とは繰り返し実行される。
【０１０８】
変形例２−１では、ＬＦ電圧は、第１制御工程及び第２制御工程において同じ周期で印加される。一方、ＤＣの電圧は、第１制御工程において第１の状態と第２の状態とを交互に１回以上繰り返し、第２制御工程において第１制御工程の間で間欠的に停止される。
【０１０９】
第１制御工程及び第２制御工程では、ＬＦの周波数は、例えば０．１Ｈｚ〜１００ｋＨｚであってもよい。図１４Ａの変形例２−１〜図１４Ｄの変形例２−４では、処理容器のデポシールド１１の電位が第１の状態になるように、電極電位を一例とする周期的に変動するパラメータが正の値を含む部分期間に直流電圧を印加し、第２の状態を第１の状態と連続して印加する。直流電圧の場合、正の値であり、第１の状態の第１の電圧値が第２の状態の第２の電圧値よりも高い。
【０１１０】
図１４Ａの変形例２−１〜図１４Ｄの変形例２−４では、ＤＣの電圧の第１の状態が正の電圧値を有し、第２の状態が０である。なお、直流電圧のＤｕｔｙ比（＝第４の状態／（第３の状態＋第４の状態））は、１％〜９９％の範囲内であればよい。
【０１１１】
所定の高周波電圧（以下、「ＲＦ電圧」ともいう。）を処理容器のデポシールド１１へ供給してもよい。この場合、第２の高周波電源９０から、ＲＦ電圧を処理容器のデポシールド１１に供給してもよいし、載置台１６にＲＦ電圧を印加するＲＦ電源を別途設けてもよい。ＲＦ電圧は、第１の状態の第１の電圧値が第２の状態の第２の電圧値よりも高い。
【０１１２】
図１４Ａの変形例２−１において、第１制御工程におけるＬＦ電圧が正のタイミングで同期したＤＣの電圧が第１の状態をとり、０の第２の状態と繰り返されるのが、第３の状態の一例である。第２制御工程におけるＬＦ電圧の周期と独立したＤＣの電圧の状態は、第３の状態と異なる第４の状態の一例である。
【０１１３】
図１４Ｂの変形例２−２にかかる制御方法は、変形例２−１と同じ第１制御工程に加えて、バイアスパワーをＤＣの電圧の周期とは独立した周期で間欠的に停止する第３制御工程を含む。第３制御工程におけるバイアスパワーの状態は、第４の状態の一例である。
【０１１４】
変形例２−２では、第１制御工程と第３制御工程とが繰り返し実行される。変形例２−２では、第３制御工程におけるＤＣの電圧は、第１制御工程と同じ周期で第１の状態と第２の状態とが繰り返される。
【０１１５】
なお、第１制御工程においてＬＦの周波数は、例えば０．１Ｈｚ〜１００Ｈｚであってもよく、ＬＦの電圧のＤｕｔｙ比（＝第４の状態／（第３の状態＋第４の状態））は、１％〜９０％の範囲内であればよい。
【０１１６】
図１４Ｃの変形例２−３にかかる制御方法は、変形例２−１と同じ第１制御工程に加えて、変形例２−１の第２制御工程のＤＣの制御と変形例２−２の第３制御工程のＬＦの制御が行われる。つまり、変形例２−３におけるＤＣの電圧及びバイアスパワーの両方を間欠的に停止した状態は、第４の状態の一例である。
【０１１７】
バイアスパワーを間欠的に停止する周期とＤＣの電圧を間欠的に停止する周期とは同期させてもよい。この場合、ＤＣ及びバイアスパワーを間欠的に停止する周期は、図１４Ｃに示すように一致してもよいし、図１４Ｄに示すように、ＤＣがバイアスパワーよりも後ろにずれていてもよいし、ＤＣがバイアスパワーよりも前にずれていてもよい。
【０１１８】
なお、図１４Ａ〜図１４Ｄでは、第３の状態において、バイアスパワーが正の一部のタイミングに、ＤＣの電圧をオンしているが、これに限られない。また、ＤＣの電圧を周期的にオン・オフする替わりに、ＤＣの電圧を正の値であって周期的に絶対値がＨｉｇｈ・Ｌｏｗになるように制御してもよい。
【０１１９】
［変形例３］
次に、一実施形態の変形例３に係る制御方法について、図１５を参照して説明する。図１１は、一実施形態の変形例３に係る制御方法を示すタイミングチャートである。
【０１２０】
例えば、変形例３に係る制御方法では、図１５に示すようにＤＣパルスが載置台１６に印加される。ＤＣパルスの正の値は、ＬＦの電圧の正のピークに一致し、ＤＣパルスの負の値は、ＬＦの電圧の負のピークに一致する。
【０１２１】
この場合、変形例３に係る制御方法では、正の直流電圧又は高周波電圧は第１の状態と第２の状態とを周期的に繰り返し、第１の状態を、ＤＣパルスの各周期内の部分期間に印加し、第２の状態を第１の状態と連続して印加する。これによっても、ウエハＷのエッジ部のホールの楕円形状やチルティングの発生を防ぐことができる。
【０１２２】
例えば、ＤＣパルスが０又は正の間の一部又は全部において直流電圧は、第１の状態の第１の電圧値に制御され、ＤＣパルスが負の間の一部又は全部において第２の状態の第２の電圧値は、第１の状態の第１の電圧値よりも低くなるように制御してもよい。これによれば、ＤＣパルスが２値化されており、これに応じてＤＣの電圧を２値化して制御するため、制御が容易になる。
【０１２３】
［変形例４−１、４−２］
図１６Ａは、一実施形態の変形例４−１に係る制御方法を示すタイミングチャートである。図１６Ｂは、一実施形態の変形例４−２に係る制御方法を示すタイミングチャートである。例えば、図１６Ａ及び図１６Ｂに示す変形例４−１、４−２に係る制御方法では、処理容器のデポシールド１１の電位が第１の状態になるように、電極電位を一例とする周期的に変動するパラメータが正の値を含む部分期間に高周波電圧を印加し、第２の状態を第１の状態と連続して印加する。図１６Ａに示す変形例４−１では、ＤＣの電圧の第１の状態が、正の値であって段階的に２つ以上の第１の電圧値を有する。この場合にも正の電圧は、第１の状態の第１の電圧値が第２の状態の第２の電圧値よりも高い。
【０１２４】
高周波電圧を印加する場合には、第１の状態の第１の電圧値が第２の状態の第２の電圧値の絶対値よりも大きい。高周波電圧は、第２の高周波電源９０から処理容器のデポシールド１１に供給してもよいし、高周波電圧を印加するＲＦ電源を別途設けてもよい。
【０１２５】
図１６Ｂに示す変形例４−２では、高周波電圧の第１の状態が、滑らかに２つ以上の第１の電圧値を有する。図１６Ａ及び図１６Ｂのいずれの場合にも、第１の状態と第２の状態とは周期的に繰り返される。
【０１２６】
例えば、図１６Ａに示す変形例４−１では、直流電圧の第１の状態が、正の値であって段階的に２つ以上の第１の電圧値を有する。この場合にも、第１の状態の第１の電圧値が第２の状態の第２の電圧値よりも高い。
【０１２７】
高周波電圧を印加する場合にも、第１の状態の第１の電圧値が第２の状態の第２の電圧値よりも高い。高周波電圧は、第２の高周波電源９０からデポシールド１１に供給してもよいし、高周波電圧を印加するＲＦ電源を別途設けてもよい。
【０１２８】
図１６Ｂに示す変形例４−２では、高周波電圧の第１の状態が、滑らかに２つ以上の第１の電圧値を有する。図１６Ａ及び図１６Ｂのいずれの場合にも、第１の状態と第２の状態とは周期的に繰り返される。
【０１２９】
（その他）
制御部２００の制御について付記する。
（付記１）
制御部２００は、前記第１の状態の期間にソースパワーを供給してもよい。
（付記２）
第１の状態の期間は、下部電極又は上部電極が正のピークとなるタイミングを含んでもよい。
（付記３）
制御部２００は、前記電極電位が正のタイミングの時間にソースパワー及び直流電圧の少なくともいずれかを供給してもよい。
（付記４）
制御部２００は、前記電極電位が正のタイミングから所定時間シフトさせた時間にソースパワー及び直流電圧の少なくともいずれかを供給してもよい。
（付記５）
制御部２００は、前記電極電位が正のタイミングから所定時間のマージンを付加した時間にソースパワー及び直流電圧の少なくともいずれかを供給してもよい。
【０１３０】
以上、制御方法及びプラズマ処理装置を上記実施形態により説明したが、本開示にかかる制御方法及びプラズマ処理装置は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。また、一実施形態及び複数の変形例は、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
【０１３１】
本開示に係るプラズマ処理装置は、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Radial Line Slot Antenna(RLSA)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のどのタイプにも適用可能である。
【０１３２】
前記バイアスパワーよりも高い周波数を有するソースパワーをプラズマ処理空間に供給する工程は、プラズマを生成するためのプラズマ生成源が、マイクロ波源、高周波電源等のソースパワーをプラズマ処理空間に供給することで実行されてもよい。
【０１３３】
本明細書では、被処理体の一例として半導体ウエハＷを挙げて説明した。しかし、被処理体は、これに限らず、LCD(Liquid Crystal Display)、FPD(Flat Panel Display)に用いられる各種基板、ＣＤ基板、プリント基板等であっても良い。
【符号の説明】
【０１３４】
１…プラズマ処理装置
１０…処理容器
１１…デポシールド
１６…載置台（下部電極）
２５…インシュレータリング
３４…上部電極
４７…給電棒
４６…整合器
４８…第１の高周波電源
５０…可変直流電源
６６…処理ガス供給源
８３…バッフル板
８４…排気装置
８８…整合器
８９…給電棒
９０…第２の高周波電源
１００…プロセッサ
１０２…信号発生回路
１０４、１１５、１１７…可変直流電源
１１６、１１８…ローパスフィルタ
２００…制御部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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