(57)【要約】【課題】プラズマの状態を調整することを可能とする方法を提供する。【解決手段】一実施形態の方法では、チャンバの内部空間の中でガスのプラズマが生成される。プラズマの生成中に、電極に直流電源から印加される負極性の直流電圧の絶対値が増加される。電極は、チャンバの一部を構成するか又は内部空間の中に設けられている。負極性の直流電圧の絶対値の増加中に、第１の電圧値が特定される。第１の電圧値は、負極性の直流電圧の絶対値の増加中の時点であって電極に電流が流れ始めた該時点における該電極での電圧値である。プラズマの生成中に、第１の電圧値と指定値との和の値を有する第２の電圧値に、直流電源によって電極に印加される直流電圧の電圧値が設定される。【選択図】図１
2019129123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理装置の電極に直流電圧を印加する方法であって、
チャンバの内部空間の中でガスのプラズマを生成する工程と、
前記プラズマの生成中に、前記チャンバの一部を構成するか又は前記内部空間の中に設けられた前記電極に直流電源から印加される負極性の直流電圧の絶対値を増加させる工程と、
第１の電圧値を特定する工程であり、該第１の電圧値は、負極性の直流電圧の絶対値を増加させる前記工程の実行中の時点であって前記電極に電流が流れ始めた該時点における前記電極での電圧値である、該工程と、
前記プラズマの生成中に、前記第１の電圧値と指定値との和の値を有する第２の電圧値に、前記直流電源によって前記電極に印加される前記直流電圧の電圧値を設定する工程と、
を含む方法。
【請求項２】
前記電極は、前記内部空間の中で基板を囲むように配置されるフォーカスリングである、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プラズマ処理装置は、容量結合型のプラズマ処理装置であり、
前記内部空間の中で基板を支持するように構成されており下部電極を有する支持台と、
前記支持台の上方に設けられた上部電極を含む前記チャンバと、
を備え、
前記直流電圧が印加される前記電極は、前記上部電極である、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
チャンバと、
チャンバの内部空間に供給されたガスを励起させるための高周波を発生する高周波電源と、
前記チャンバの一部を構成するか又は前記内部空間の中に設けられた電極に電気的に接続された直流電源と、
前記電極における電流を測定するように構成された第１の測定器と、
前記電極における電圧を測定するように構成された第２の測定器と、
前記直流電源によって前記電極に印加される負極性の直流電圧を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記内部空間の中でのプラズマの生成中に、前記電極に印加される負極性の直流電圧の絶対値を増加するよう、前記直流電源を制御し、
前記直流電圧の前記絶対値の増加中に、前記第１の測定器によって取得される測定値から前記電極に電流が流れ始めた時点を特定し、前記第２の測定器を用いて該時点における前記電極での第１の電圧値を特定し、
前記プラズマの生成中に、前記第１の電圧値と指定値との和の値を有する第２の電圧値に、前記電極に印加される前記直流電圧の電圧値を設定するよう、前記直流電源を制御する、
プラズマ処理装置。
【請求項５】
前記電極は、前記内部空間の中で基板を囲むように配置されるフォーカスリングである、
請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記プラズマ処理装置は、容量結合型のプラズマ処理装置であり、
前記内部空間の中で基板を支持するように構成されており下部電極を有する支持台と、
前記支持台の上方に設けられた上部電極を含む前記チャンバと、
を備え、
前記直流電圧が印加される前記電極は、前記上部電極である、
請求項４又は５に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、直流電圧を印加する方法及びプラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスの製造においては、プラズマ処理装置を用いて基板に対してプラズマ処理が行われる。プラズマ処理装置は、一般的に、チャンバ、支持台、及び高周波電源を備える。支持台は、チャンバの内部空間の中に設けられている。支持台は、下部電極を有する。下部電極には、高周波電源が電気的に接続されている。プラズマ処理は、支持台上に基板が載置された状態で実行される。プラズマ処理では、チャンバの内部空間にガスが供給され、高周波によってガスが励起されて、内部空間の中でプラズマが生成される。プラズマ処理中には、基板を囲むようにフォーカスリングが配置される。フォーカスリングは、プラズマ処理の面内均一性を向上させる。
【０００３】
プラズマ処理はフォーカスリングの厚みを減少させる。フォーカスリングの厚みが初期の厚みから減少しても、プラズマ処理の面内均一性を確保するために、フォーカスリングに電圧を印加する技術が提案されている。このような技術は、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された技術では、下部電極とフォーカスリングに高周波電源から高周波が供給される。高周波の供給によってフォーカスリングに電圧が印加されると、内部空間の中のプラズマの状態が調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２０３４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
プラズマの状態の調整するために、プラズマ処理装置の電極に負極性の直流電圧を印加することが考えられる。しかしながら、電極に印加される電圧の値によっては、プラズマの状態を変化させることができず、その結果、プラズマの状態を調整することができないことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様においては、プラズマ処理装置の電極に直流電圧を印加する方法が提供される。この方法は、（ｉ）チャンバの内部空間の中でガスのプラズマを生成する工程と、（ｉｉ）プラズマの生成中に、チャンバの一部を構成するか又は内部空間の中に設けられた電極に直流電源から印加される負極性の直流電圧の絶対値を増加させる工程と、（ｉｉｉ）第１の電圧値を特定する工程であり、第１の電圧値は、負極性の直流電圧の絶対値を増加させる工程の実行中の時点であって電極に電流が流れ始めた該時点における該電極での電圧値である、該工程と、（ｉｖ）プラズマの生成中に、第１の電圧値と指定値との和の値を有する第２の電圧値に、直流電源によって電極に印加される直流電圧の電圧値を設定する工程と、を含む。
【０００７】
第２の態様においては、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバ、高周波電源、直流電源、第１の測定器、第２の測定器、及び制御部を備える。高周波電源は、チャンバの内部空間に供給されたガスを励起させるための高周波を発生するように構成されている。直流電源は、電極に電気的に接続されている。この電極は、チャンバの一部を構成するか又は内部空間の中に設けられている。第１の測定器は、電極における電流を測定するように構成されている。第２の測定器は、電極における電圧を測定するように構成されている。制御部は、直流電源によって電極に印加される負極性の直流電圧を制御するように構成されている。制御部は、（ｉ）内部空間の中でのプラズマの生成中に、電極に印加される負極性の直流電圧の絶対値を増加するよう、直流電源を制御し、（ｉｉ）直流電圧の絶対値の増加中に、第１の測定器によって取得される測定値から電極に電流が流れ始めた時点を特定し、第２の測定器を用いて該時点における電極での第１の電圧値を特定し、（ｉｉｉ）プラズマの生成中に、第１の電圧値と指定値との和の値を有する第２の電圧値に、電極に印加される直流電圧の電圧値を設定するよう、直流電源を制御する。
【０００８】
第１の態様及び第２の態様によれば、プラズマの生成中に第２の電圧値を有する直流電圧が電極に印加される。第２の電圧値は、第１の電圧値と指定値との和である。第１の電圧値は、直流電圧の絶対値の増加中に電極に電流が流れ始めた時点での当該電極での電圧値である。したがって、第２の電圧値が電極に印加されると、指定値に対応する電流が確実に当該電極に流れる。その結果、内部空間の中のプラズマの状態が調整される。
【０００９】
一実施形態において、電極は、内部空間の中で基板を囲むように配置されるフォーカスリングである。
【００１０】
一実施形態において、上記プラズマ処理装置は、容量結合型のプラズマ処理装置である。プラズマ処理装置は、支持台を備える。支持台は、内部空間の中で基板を支持するように構成されている。支持台は、下部電極を有する。チャンバは、上部電極を含む。上部電極は、支持台の上方に設けられている。この実施形態において、直流電圧が印加される上記電極は、上部電極である。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、プラズマの状態を調整するために必要な電圧値を有する直流電圧がプラズマ処理装置の電極に印加される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態に係る直流電圧を印加する方法を示す流れ図である。
【図２】一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図３】図１に示すプラズマ処理装置の支持台とフォーカスリングの一部拡大断面図である。
【図４】図１に示す方法に関連するタイミングチャートである。
【図５】図１に示すプラズマ処理装置のフォーカスリングでの負極性の直流電圧の絶対値と当該フォーカスリングにおける電流との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１４】
図１は、一実施形態に係る直流電圧を印加する方法を示す流れ図である。図１に示す方法ＭＴでは、プラズマ処理装置のチャンバの内部空間の中で生成されるプラズマの状態を調整するために、当該プラズマ処理装置の電極に直流電圧が印加される。
【００１５】
図２は、一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。方法ＭＴは、図２に示すプラズマ処理装置１を用いて実行することが可能である。プラズマ処理装置１は、容量結合型のプラズマ処理装置である。
【００１６】
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。一実施形態において、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の中に提供されている。チャンバ本体１２は、例えばアルミニウムから構成されている。チャンバ本体１２は電気的に接地されている。チャンバ本体１２の内壁面、即ち、内部空間１０ｓを画成する壁面には、耐プラズマ性を有する膜が形成されている。この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜又は酸化イットリウムから形成された膜といったセラミック製の膜であり得る。
【００１７】
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。この通路１２ｐの開閉のために、ゲートバルブ１２ｇがチャンバ本体１２の側壁に沿って設けられている。
【００１８】
内部空間１０ｓの中には、支持台１６が設けられている。支持台１６は、その上に載置された基板Ｗを支持するように構成されている。支持台１６は、支持部１５によって支持されている。支持部１５は、チャンバ本体１２の底部から上方に延在している。支持部１５は、略円筒形状を有している。支持部１５は、石英といった絶縁材料から形成されている。
【００１９】
一実施形態において、支持台１６は、下部電極１８及び静電チャック２０を有している。支持台１６は、電極プレート２１を更に有していてもよい。電極プレート２１は、アルミニウムといった導電性材料から形成されており、略円盤形状を有している。下部電極１８は、電極プレート２１上に設けられている。下部電極１８は、アルミニウムといった導電性材料から形成されており、略円盤形状を有している。下部電極１８は、電極プレート２１に電気的に接続されている。
【００２０】
下部電極１８内には、流路１８ｆが形成されている。流路１８ｆは、熱交換媒体用の流路である。熱交換媒体としては、液状の冷媒、或いは、その気化によって下部電極１８を冷却する冷媒（例えば、フロン）が用いられる。流路１８ｆには、熱交換媒体の循環装置（例えば、チラーユニット）が接続されている。この循環装置は、チャンバ１０の外部に設けられている。流路１８ｆには、循環装置から配管２３ａを介して熱交換媒体が供給される。流路１８ｆに供給された熱交換媒体は、配管２３ｂを介して循環装置に戻される。
【００２１】
静電チャック２０は、下部電極１８上に設けられている。基板Ｗは、内部空間１０ｓの中で処理されるときには、静電チャック２０上に載置され、当該静電チャック２０によって保持される。静電チャック２０は、本体及び電極を有している。静電チャック２０の本体は、絶縁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の電極には、直流電源が電気的に接続されている。直流電源から静電チャック２０の電極に電圧が印加されると、静電チャック２０と当該静電チャック２０上に載置された基板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、当該静電チャック２０によって保持される。
【００２２】
一実施形態において、プラズマ処理装置１は、ガス供給ライン２５を更に備える。ガス供給ライン２５は、ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばＨｅガスを、静電チャック２０の上面と基板Ｗの裏面（下面）との間に供給する。
【００２３】
一実施形態において、プラズマ処理装置１は、筒状部２８及び絶縁部２９を更に備える。筒状部２８は、チャンバ本体１２の底部から上方に延在している。筒状部２８は、支持部１５の外周に沿って延在している。筒状部２８は、導電性材料から形成されており、略円筒形状を有している。筒状部２８は、電気的に接地されている。絶縁部２９は、筒状部２８上に設けられている。絶縁部２９は、絶縁性を有する材料から形成されている。絶縁部２９は、例えば石英といったセラミックから形成されている。絶縁部２９は、略円筒形状を有している。絶縁部２９は、電極プレート２１の外周、下部電極１８の外周、及び、静電チャック２０の外周に沿って延在している。
【００２４】
静電チャック２０の外周領域上には、フォーカスリングＦＲが配置される。フォーカスリングＦＲは、略環状板形状を有している。フォーカスリングＦＲは、導電性を有する。フォーカスリングＦＲは、例えばシリコンから形成されている。フォーカスリングＦＲは、基板Ｗのエッジを囲むように配置される。このフォーカスリングＦＲは、プラズマ処理装置１の電極Ｅの一例であり、内部空間１０ｓの中に設けられている。フォーカスリングＦＲには、後述するように直流電源７０Ａが電気的に接続されている。
【００２５】
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、支持台１６の上方に設けられている。上部電極３０は、部材３２と共にチャンバ本体１２の上部開口を閉じている。部材３２は、絶縁性を有している。上部電極３０は、この部材３２を介してチャンバ本体１２の上部に支持されている。上部電極３０は、プラズマ処理装置１の電極Ｅの別一例であり、チャンバ１０の一部を構成している。上部電極３０には、後述するように、直流電源７０Ｂが電気的に接続されている。
【００２６】
上部電極３０は、天板３４及び支持体３６を含んでいる。天板３４の下面は、内部空間１０ｓを画成している。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の各々は、天板３４を板厚方向（鉛直方向）に貫通している。この天板３４は、限定されるものではないが、例えばシリコンから形成されている。或いは、天板３４は、アルミニウム製の母材の表面に耐プラズマ性の膜を設けた構造を有し得る。この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜又は酸化イットリウムから形成された膜といったセラミック製の膜であり得る。
【００２７】
支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持している。支持体３６は、例えばアルミニウムといった導電性材料から形成されている。支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。ガス拡散室３６ａからは、複数のガス孔３６ｂが下方に延びている。複数のガス孔３６ｂは、複数のガス吐出孔３４ａにそれぞれ連通している。支持体３６には、ガス導入ポート３６ｃが形成されている。ガス導入ポート３６ｃは、ガス拡散室３６ａに接続している。ガス導入ポート３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。
【００２８】
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、複数のバルブ（例えば開閉バルブ）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はそれぞれ、バルブ群４１の対応のバルブ、流量制御器群４２の対応の流量制御器、及びバルブ群４３の対応のバルブを介して、ガス供給管３８に接続されている。プラズマ処理装置１は、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択された一以上のガスソースからのガスを、個別に調整された流量で、内部空間１０ｓに供給することが可能である。
【００２９】
筒状部２８とチャンバ本体１２の側壁との間には、バッフルプレート４８が設けられている。バッフルプレート４８は、例えば、アルミニウム製の母材に酸化イットリウム等のセラミックを被覆することにより構成され得る。このバッフルプレート４８には、多数の貫通孔が形成されている。バッフルプレート４８の下方においては、排気管５２がチャンバ本体１２の底部に接続されている。この排気管５２には、排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、自動圧力制御弁といった圧力制御器、及び、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、内部空間１０ｓの中の圧力を減圧することができる。
【００３０】
プラズマ処理装置１は、第１の高周波電源６１を更に備えている。第１の高周波電源６１は、プラズマ生成用の第１の高周波を発生する電源である。第１の高周波は、２７〜１００ＭＨｚの範囲内の周波数、例えば６０ＭＨｚの周波数を有する。第１の高周波電源６１は、第１の整合器６３及び電極プレート２１を介して下部電極１８に接続されている。第１の整合器６３は、第１の高周波電源６１の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）のインピーダンスを整合させるための整合回路を有している。なお、第１の高周波電源６１は、下部電極１８に電気的に接続されていなくてもよく、第１の整合器６３を介して上部電極３０に接続されていてもよい。
【００３１】
プラズマ処理装置１は、第２の高周波電源６２を更に備えている。第２の高周波電源６２は、基板Ｗにイオンを引き込むためのバイアス用の第２の高周波を発生する電源である。第２の高周波の周波数は、第１の高周波の周波数よりも低い。第２の高周波の周波数は、４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数であり、例えば、４００ｋＨｚである。第２の高周波電源６２は、第２の整合器６４及び電極プレート２１を介して下部電極１８に接続されている。第２の整合器６４は、第２の高周波電源６２の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）のインピーダンスを整合させるための整合回路を有している。
【００３２】
このプラズマ処理装置１では、内部空間１０ｓにガスが供給される。そして、第１の高周波及び／又は第２の高周波が供給されることにより、内部空間１０ｓの中でガスが励起される。その結果、内部空間１０ｓの中でプラズマが生成される。生成されたプラズマからのイオン及び／又はラジカルにより、基板Ｗが処理される。
【００３３】
プラズマ処理装置１は、直流電源７０Ａを更に備えている。直流電源７０Ａは、フォーカスリングＦＲに電気的に接続されている。直流電源７０Ａは、内部空間１０ｓの中で生成されるプラズマの状態を調整するために、フォーカスリングＦＲに印加される負極性の直流電圧を発生する。図３は、図１に示すプラズマ処理装置の支持台とフォーカスリングの一部拡大断面図である。図３に示すように、一実施形態では、フォーカスリングＦＲは、導体２２を介して下部電極１８に電気的に接続されている。導体２２は、静電チャック２０を貫通している。直流電源７０Ａは、電極プレート２１、下部電極１８、及び導体２２を介してフォーカスリングＦＲに電気的に接続されている。なお、直流電源７０Ａは、電極プレート２１、下部電極１８、及び導体２２を介さずに、別の電気的パスを介してフォーカスリングＦＲに電気的に接続されていてもよい。
【００３４】
プラズマ処理装置１は、測定器７１Ａ及び測定器７２Ａを更に備えている。測定器７１Ａは、一実施形態の第１の測定器であり、フォーカスリングＦＲにおける電流を測定するように構成されている。測定器７２Ａは、一実施形態の第２の測定器であり、フォーカスリングＦＲにおける電圧を測定するように構成されている。一実施形態では、測定器７１Ａ及び測定器７２Ａは、直流電源７０Ａ内に内蔵されている。なお、測定器７１Ａ及び測定器７２Ａは、直流電源７０Ａ内に内蔵されていなくてもよい。
【００３５】
プラズマ処理装置１は、直流電源７０Ｂを更に備えている。直流電源７０Ｂは、上部電極３０に電気的に接続されている。直流電源７０Ｂは、内部空間１０ｓの中で生成されるプラズマの状態を調整するために、上部電極３０に印加される負極性の直流電圧を発生する。プラズマ処理装置１は、測定器７１Ｂ及び測定器７２Ｂを更に備えている。測定器７１Ｂは、一実施形態の第１の測定器であり、上部電極３０における電流を測定するように構成されている。測定器７２Ｂは、一実施形態の第２の測定器であり、上部電極３０における電圧を測定するように構成されている。一実施形態では、測定器７１Ｂ及び測定器７２Ｂは、直流電源７０Ｂ内に内蔵されている。なお、測定器７１Ｂ及び測定器７２Ｂは、直流電源７０Ｂ内に内蔵されていなくてもよい。
【００３６】
プラズマ処理装置１は、制御部ＭＣを更に備え得る。制御部ＭＣは、プロセッサ、記憶装置、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、プラズマ処理装置１の各部を制御する。具体的に、制御部ＭＣは、記憶装置に記憶されている制御プログラムを実行し、当該記憶装置に記憶されているレシピデータに基づいてプラズマ処理装置１の各部を制御する。制御部ＭＣによる制御により、プラズマ処理装置１は、レシピデータによって指定されたプロセスを実行することができる。また、制御部ＭＣによる制御により、プラズマ処理装置１は、方法ＭＴを実行することができる。方法ＭＴの実行において、制御部ＭＣは、直流電源７０Ａ及び直流電源７０Ｂのうち少なくとも一方を制御する。
【００３７】
以下、プラズマ処理装置１を用いて実行される場合を例として、方法ＭＴの詳細を説明する。また、方法ＭＴにおける制御部ＭＣの制御について説明する。以下の説明では、フォーカスリングＦＲ及び上部電極３０の各々又は双方を、電極Ｅとして参照することがある。また、直流電源７０Ａ及び直流電源７０の各々又は双方を、直流電源７０として参照することがある。また、測定器７１Ａ及び測定器７１Ｂの各々又は双方を、測定器７１として参照することがあり、測定器７２Ａ及び測定器７２Ｂの各々又は双方を、測定器７２として参照することがある。
【００３８】
また、以下の説明では、図１と共に図４を参照する。図４は、図１に示す方法に関連するタイミングチャートである。図４のタイミングチャートにおいて、横軸は時間を示している。図４のタイミングチャートにおいて、縦軸の高周波がＯＮであることは、プラズマの生成のために第１の高周波及び／又は第２の高周波が供給されていることを表している。図４のタイミングチャートにおいて、縦軸の高周波がＯＦＦであることは、第１の高周波及び第２の高周波が供給されておらず、プラズマが生成されていないことを表している。図４のタイミングチャートにおいて、縦軸の直流電圧の絶対値は、プラズマ処理装置の電極Ｅでの直流電圧の絶対値を示している。また、図４のタイミングチャートにおいて、縦軸の電流は、プラズマ処理装置の電極Ｅでの電流の値を示している。
【００３９】
方法ＭＴでは、工程ＳＴ１において、プラズマの生成が開始される。具体的には、内部空間１０ｓにガスが供給されている状態で、当該ガスのプラズマの生成のために、第１の高周波及び／又は第２の高周波の供給が開始される。図４のタイミングチャートでは、時点ｔ０において、工程ＳＴ１におけるプラズマの生成が開始されている。即ち、時点ｔ０において、第１の高周波及び／又は第２の高周波の供給が開始されている。工程ＳＴ１では、制御部ＭＣによって第１の高周波電源６１及び第２の高周波電源６２が制御される。工程ＳＴ１の実行によって開始されたプラズマの生成は、基板Ｗに対するプラズマ処理が終了するまでの間、継続する。工程ＳＴ１の実行によって開始されたプラズマの生成は、少なくとも工程ＳＴ４の終了まで、継続する。
【００４０】
続く工程ＳＴ２は、工程ＳＴ１で開始したプラズマの生成中に実行される。工程ＳＴ２では、プラズマ処理装置１の電極Ｅに直流電源７０から印加される負極性の直流電圧の絶対値が増加される。工程ＳＴ２における負極性の直流電圧の絶対値の増加速度は、予め設定されている。図４のタイミングチャートでは、時点ｔ０から負極性の直流電圧の電極Ｅに対する印加が開始され、当該負極性の直流電圧の絶対値が時間の経過につれて徐々に大きくなるように増加されている。
【００４１】
工程ＳＴ２において、フォーカスリングＦＲに負極性の直流電圧が印加される場合には、直流電源７０ＡからフォーカスリングＦＲに印加される負極性の直流電圧の絶対値が増加される。フォーカスリングＦＲに印加される負極性の直流電圧の絶対値の増加のために、制御部ＭＣによって直流電源７０Ａが制御される。工程ＳＴ２において、上部電極３０に負極性の直流電圧が印加される場合には、直流電源７０Ｂから上部電極３０に印加される負極性の直流電圧の絶対値が増加される。上部電極３０に印加される負極性の直流電圧の絶対値の増加のために、制御部ＭＣによって直流電源７０Ｂが制御される。
【００４２】
工程ＳＴ３では、第１の電圧値（図４のタイミングチャートでは、Ｖ１）が特定される。第１の電圧値は、制御部ＭＣによって特定される。第１の電圧値は、工程ＳＴ２の実行中、即ち、電極Ｅに印加される負極性の直流電圧の絶対値の増加中に、電極Ｅに電流が流れ始めた時点における当該電極Ｅでの電圧値である。図４のタイミングチャートでは、この時点は、時点ｔ１として示されている。この時点は、測定器７１によって取得される測定値、即ち電極Ｅにおける電流の測定値から、電極Ｅに所定値以上の電流が流れ始めた時点として制御部ＭＣによって特定される。この所定値は、例えば０．００１［Ａ］に設定される。第１の電圧値は、特定された時点における電極Ｅでの電圧として、測定器７２を用いて制御部ＭＣによって特定される。なお、この時点の特定は、電極Ｅに電流が流れ始めた時点を特定できれば、任意の方法で求められ得る。例えば、この時点は、電極Ｅにおける電流の微分値が極大値となる時点として特定されてもよい。
【００４３】
工程ＳＴ３において、フォーカスリングＦＲに負極性の直流電圧が印加される場合には、測定器７１Ａによって取得される測定値、即ちフォーカスリングＦＲにおける電流の測定値から、フォーカスリングＦＲに所定値以上の電流が流れ始めた時点が制御部ＭＣによって特定される。そして、特定された時点におけるフォーカスリングＦＲでの電圧が、測定器７２Ａを用いることにより制御部ＭＣによって第１の電圧値として特定される。
【００４４】
工程ＳＴ３において、上部電極３０に負極性の直流電圧が印加される場合には、測定器７１Ｂによって取得される測定値、即ち上部電極３０における電流の測定値から、上部電極３０に所定値以上の電流が流れ始めた時点が制御部ＭＣによって特定される。そして、特定された時点における上部電極３０での電圧が、測定器７２Ｂを用いることにより制御部ＭＣによって第１の電圧値として特定される。
【００４５】
続く工程ＳＴ４では、直流電源７０から電極Ｅに印加される直流電圧の電圧値が第２の電圧値（図４のタイミングチャートでは、Ｖ２）に設定される。工程ＳＴ４では、電極Ｅに印加される直流電圧の電圧値を第２の電圧値に設定するよう、制御部ＭＣによって直流電源７０が制御される。第２の電圧値は、第１の電圧値（図４のタイミングチャートでは、Ｖ１）と指定値（図４のタイミングチャートでは、Ｖｓ）との和である。指定値は、レシピデータの一部として与えられてもよく、或いは、オペレータによって入力されてもよい。
【００４６】
工程ＳＴ４では、図４に示すように、直流電源７０から電極Ｅに印加される負極性の直流電圧の電圧値が、時間の経過につれて徐々に第２の電圧値に近付くように、変更されてもよい。或いは、工程ＳＴ４では、直流電源７０から電極Ｅに印加される負極性の直流電圧の電圧値が、電極Ｅに電流が流れ始めた時点の直後に、或いは、第２の電圧値が求められた時点の直後に、第２の電圧値に設定されてもよい。
【００４７】
工程ＳＴ４において、フォーカスリングＦＲに負極性の直流電圧が印加される場合には、フォーカスリングＦＲに印加される直流電圧の電圧値を第２の電圧値に設定するよう、制御部ＭＣによって直流電源７０Ａが制御される。制御部ＭＣは、フォーカスリングＦＲに印加される直流電圧の第２の電圧値を、フォーカスリングＦＲでの上述の第１の電圧値とフォーカスリングＦＲ用の指定値との和として求める。
【００４８】
工程ＳＴ４において、上部電極３０に負極性の直流電圧が印加される場合には、上部電極３０に印加される直流電圧の電圧値を第２の電圧値に設定するよう、制御部ＭＣによって直流電源７０Ｂが制御される。制御部ＭＣは、上部電極３０に印加される直流電圧の第２の電圧値を、上部電極３０での上述の第１の電圧値と上部電極３０用の指定値との和として求める。
【００４９】
以下、図５を参照する。図５は、図１に示すプラズマ処理装置のフォーカスリングでの負極性の直流電圧の絶対値と当該フォーカスリングにおける電流との関係を示すグラフである。図５に示すグラフは、プラズマ処理装置１の内部空間１０ｓの中でプラズマが生成されている期間中に、直流電源７０ＡからフォーカスリングＦＲに印加する負極性の直流電圧の絶対値を増加させつつフォーカスリングＦＲにおける電流を測定することにより取得した。図５に示すグラフにおいて、横軸は直流電源７０ＡからフォーカスリングＦＲに印加された負極性の直流電圧の絶対値を示しており、縦軸はフォーカスリングＦＲにおける電流を示している。
【００５０】
図５に示すように、ある基準値（図５においては６００［Ｖ］）よりも小さい絶対値を有する負極性の直流電圧を直流電源７０ＡからフォーカスリングＦＲに印加しても、フォーカスリングＦＲに電流は流れなかった。したがって、ある基準値よりも小さい絶対値を有する負極性の直流電圧を直流電源７０ＡからフォーカスリングＦＲに印加しても、プラズマの状態を調整することはできない。一方、上述したように、第２の電圧値は、第１の電圧値と指定値との和である。第１の電圧値は、直流電圧の絶対値の増加中に電極Ｅに電流が流れ始めた時点での当該電極Ｅでの電圧値である。したがって、第２の電圧値が電極Ｅに印加されると、指定値に対応する電流が確実に当該電極Ｅに流れる。その結果、内部空間１０ｓの中のプラズマの状態が確実に調整される。
【００５１】
以上、種々の実施形態について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。例えば、プラズマ処理装置１は、直流電源７０Ａ及び直流電源７０Ｂの双方を有する必要はなく、直流電源７０Ａ及び直流電源７０Ｂのうち少なくとも一方を備えていればよい。
【００５２】
また、方法ＭＴは、チャンバの一部を構成するか又は内部空間の中に設けられた電極に直流電源から負極性の直流電圧を印加することができれば、任意のプラズマ処理装置を用いて実行することができる。そのようなプラズマ処理装置としては、誘導結合型のプラズマ処理装置、プラズマの生成にマイクロ波といった表面波を用いるプラズマ処理装置等が例示される。
【符号の説明】
【００５３】
１…プラズマ処理装置、１０…チャンバ、１０ｓ…内部空間、１６…支持台、１８…下部電極、３０…上部電極、６１…第１の高周波電源、６２…第２の高周波電源、７０，７０Ａ，７０Ｂ…直流電源、７１，７１Ａ，７１Ｂ…測定器、７２，７２Ａ，７２Ｂ…測定器、Ｅ…電極、ＦＲ…フォーカスリング、ＭＣ…制御部。
【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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