JP7632967B2 - プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 - Google Patents

Description

本開示は、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関する。

特許文献１は、載置台にプラズマ生成用の高周波電力のパルス波と、プラズマ生成用の高周波電力の周波数よりも低い周波数のバイアス用の高周波電力のパルス波と、を印加するプラズマ処理方法を提案する。このプラズマ処理方法は、プラズマ生成用の高周波電力のパルス波とバイアス用の高周波電力のパルス波とが位相差を有し、プラズマ生成用の高周波電力のデューティ比はバイアス用の高周波電力のデューティ比以上になるように制御する。これにより、プラズマ生成用の高周波電力のパルス波とバイアス用の高周波電力のパルス波との間にオフセットを設ける。

特開２０１６－１５７７３５号公報

エッチングされた凹部のボーイング、ＣＤサイズのバラツキ、マスクの歪みや閉塞等を抑制又は改善するために、ラジカル、イオン密度、イオンの入射角、側壁保護等を細かく制御することが重要である。

本開示は、プラズマ処理装置において実行されるプロセスの性能を向上させることができる技術を提供する。

本開示の一の態様によれば、真空排気可能な処理容器と、前記処理容器内に配置され、被処理基板を支持する第１電極と、前記第１電極に対向して設けられた第２電極又はアンテナと、前記第１電極、前記第２電極又は前記アンテナに接続され、前記第１電極、前記第２電極又は前記アンテナにプラズマ生成用の第１の高周波電力を供給する第１の高周波電力供給部と、前記第１電極に接続され、前記第１電極にバイアス用の第２の高周波電力を供給する第２の高周波電力供給部と、前記第１の高周波電力供給部および前記第２の高周波電力供給部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第１の高周波電力供給部から第１のレベルの前記第１の高周波電力及び第２のレベルの前記第１の高周波電力を順に繰り返し出力し、前記第１の高周波電力供給部が前記第２のレベルの前記第１の高周波電力の出力後、前記第１のレベルの前記第１の高周波電力が出力される前の第１の期間に前記第２の高周波電力供給部から第３のレベルの前記第２の高周波電力を出力し、前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の出力に応じて、前記処理容器内に供給された処理ガスから生成されるプラズマにより被処理基板を処理するように制御する、プラズマ処理装置が提供される。

一の側面によれば、プラズマ処理装置において実行されるプロセスの性能を向上させることができる。

実施形態に係るプラズマ処理システムの一例を示す断面模式図。 従来のプラズマ処理方法の一例を示す図。 第１実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図。 第１実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図。 ラジカル等の減衰を説明するための図。 第２実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図。 第３実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図。 第４実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図。 第５実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図。 第６実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図。

以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

［プラズマ処理システム］
以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。プラズマ処理システムは、容量結合型のプラズマ処理装置１及び制御部２を含む。プラズマ処理装置１は、真空排気可能なプラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源３０及び排気システム４０を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ１０内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド１３を含む。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。シャワーヘッド１３は、基板支持部１１の上方に配置される。実施形態において、シャワーヘッド１３は、プラズマ処理チャンバ１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ１０の内部は、シャワーヘッド１３、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａ及び基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。プラズマ処理チャンバ１０は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓに供給するための少なくとも１つのガス供給口１３ａと、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも１つのガス排出口１０ｅとを有する。側壁１０ａは接地される。シャワーヘッド１３及び基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０の筐体とは電気的に絶縁される。

基板支持部１１は、本体部１１１及びリングアセンブリ１１２を含む。本体部１１１は、ウェハを一例とする基板Ｗを支持するための中央領域（基板支持面）１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域（リング支持面）１１１ｂとを有する。本体部１１１の環状領域１１１ｂは、平面視で本体部１１１の中央領域１１１ａを囲んでいる。基板Ｗは、本体部１１１の中央領域１１１ａ上に配置され、リングアセンブリ１１２は、本体部１１１の中央領域１１１ａ上の基板Ｗを囲むように本体部１１１の環状領域１１１ｂ上に配置される。実施形態において、本体部１１１は、基台及び静電チャックを含む。基台は、導電性部材を含む。基台の導電性部材は下部電極として機能する。静電チャックは、基台の上に配置される。静電チャックの上面は、基板支持面１１１ａを有する。リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。１又は複数の環状部材のうち少なくとも１つはエッジリングである。また、図示は省略するが、基板支持部１１は、静電チャック、リングアセンブリ１１２及び基板Ｗ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、伝熱媒体、流路、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路には、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と基板支持面１１１ａとの間に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。

シャワーヘッド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内に導入するように構成される。シャワーヘッド１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス拡散室１３ｂ、及び複数のガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス拡散室１３ｂを通過して複数のガス導入口１３ｃからプラズマ処理空間１０ｓ内に導入される。また、シャワーヘッド１３は、導電性部材を含む。シャワーヘッド１３の導電性部材は上部電極として機能する。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド１３に加えて、側壁１０ａに形成された１又は複数の開口部に取り付けられる１又は複数のサイドガス注入部（ＳＧＩ：Ｓｉｄｅ Ｇａｓ Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を含んでもよい。

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。実施形態において、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスを、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を介してシャワーヘッド１３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、少なくとも１つ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。

電源３０は、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ１０に結合されるＲＦ電源３１を含む。ＲＦ電源３１は、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のような少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を、基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材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形成される。従って、ＲＦ電源３１は、プラズマ処理チャンバ１０において１又はそれ以上の処理ガスからプラズマを生成するように構成されるプラズマ生成部の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスＲＦ信号を基板支持部１１の導電性部材に供給することにより、基板Ｗにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Ｗに引き込むことができる。

実施形態において、ＲＦ電源３１は、第１のＲＦ生成部３１ａ及び第２のＲＦ生成部３１ｂを含む。第１のＲＦ生成部３１ａは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部１１の導電性部材又はシャワーヘッド１３の導電性部材に結合され、プラズマ生成用のソースＲＦ信号（ソースＲＦ電力）を生成するように構成される。実施形態において、ソースＲＦ信号は、１３ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。実施形態において、第１のＲＦ生成部３１ａは、異なる周波数を有する複数のソースＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のソースＲＦ信号は、基板支持部１１の導電性部材又はシャワーヘッド１３の導電性部材に供給される。第２のＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部１１の導電性部材に結合され、バイアスＲＦ信号（バイアスＲＦ電力）を生成するように構成される。実施形態において、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。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。実施形態において、第２のＲＦ生成部３１ｂは、異なる周波数を有する複数のバイアスＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のバイアスＲＦ信号は、基板支持部１１の導電性部材に供給される。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つがパルス化されてもよい。

なお、プラズマ処理チャンバ１０内に設けられた基板支持部１１の基台の導電性部材は、処理容器内に配置され、被処理基板を支持する第１電極の一例である。シャワーヘッド１３の導電性部材は、第１電極に対向して設けられた第２電極又はアンテナの一例である。プラズマ処理システムは、容量結合型のプラズマ処理装置１に替えて誘導結合型のプラズマ処理装置を含んでもよい。誘導結合型のプラズマ処理装置では、被処理基板を支持する第１電極に対向してプラズマ処理チャンバ１０の上部にアンテナが設けられ、アンテナに第１のＲＦ生成部３１ａが接続されてもよい。

第１のＲＦ生成部３１ａは、第１電極、第２電極又はアンテナに接続されてもよい。第１のＲＦ生成部３１ａは、第１電極、第２電極又はアンテナにプラズマ生成用の第１の高周波電力のパルス波である第１の高周波電力パルス（以下、「ＨＦパルス」ともいう。）を供給する第１の高周波電力供給部の一例である。第２のＲＦ生成部３１ｂは、第１電極に接続され、第１電極にバイアス用の第２の高周波電力のパルス波である第２の高周波電力パルス（以下、「ＬＦパルス」ともいう。）を供給する第２の高周波電力供給部の一例である。

また、電源３０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＤＣ電源３２を含んでもよい。ＤＣ電源３２は、第１のＤＣ生成部３２ａ及び第２のＤＣ生成部３２ｂを含む。実施形態において、第１のＤＣ生成部３２ａは、基板支持部１１の導電性部材に接続され、第１のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第１のバイアスＤＣ信号は、基板支持部１１の導電性部材に印加される。実施形態において、第１のＤＣ信号が、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。実施形態において、第２のＤＣ生成部３２ｂは、シャワーヘッド１３の導電性部材に接続され、第２のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第２のＤＣ信号は、シャワーヘッド１３の導電性部材に印加される。種々の実施形態において、第１及び第２のＤＣ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。第１のＤＣ生成部３２ａ及び第２のＤＣ生成部３２ｂはＲＦ電源３１に加えて設けられている。

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ガス排出口１０ｅに接続され得る。排気システム４０は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間１０ｓ内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。

制御部２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２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。例えば、制御部２は、第１のＲＦ生成部３１ａ、及び第２のＲＦ生成部３１ｂを制御する。実施形態において、制御部２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２は、例えばコンピュータ２ａを含んでもよい。コンピュータ２ａは、例えば、処理部（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２ａ１、記憶部２ａ２、及び通信インターフェース２ａ３を含んでもよい。処理部２ａ１は、記憶部２ａ２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２ａ２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２ａ３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。

次に、従来のプラズマ処理方法の一例について、図２を参照しながら説明し、その後、第１実施形態～第６実施形態に係るプラズマ処理方法について説明する。なお、実施形態に係るプラズマ処理方法は、制御部２により制御される。第１のＲＦ生成部３１ａから供給されるソースＲＦ信号は、第１の高周波電力、ＨＦ又はＨＦ電力とも表記する。第１の高周波電力のパルス波は、ＨＦパルスとも表記する。第２のＲＦ生成部３１ｂから供給されるバイアスＲＦ信号は、第２の高周波電力、ＬＦ又はＬＦ電力とも表記する。第２の高周波電力のパルス波は、ＬＦパルスとも表記する。

［従来のプラズマ処理方法］
図２（ａ）及び（ｂ）は、従来のプラズマ処理方法の一例を示す図である。従来のプラズマ処理方法では、図２（ａ）の例では、ＨＦは連続波であり、ＬＦはパルス波（ＬＦパルス）である。図２（ｂ）の例では、ＨＦ及びＬＦはパルス波（ＨＦパルス、ＬＦパルス）である。

図２（ａ）の例では、ＨＦをオン（供給）する間に間欠的にＬＦパルスをオンすることを繰り返す。図２（ｂ）の例では、ＨＦパルスをオンした後の所定期間後にＬＦパルスをオンし、ＬＦパルスをオフするタイミングでＨＦパルスをオンすることを繰り返す。

ＨＦをオンしている間、プラズマ及びラジカルが生成される。ＬＦをオンしている間、プラズマ中のイオンが基板へ引き込まれ、エッチングが促進される。ＨＦ及びＬＦをオフしている間、エッチング時に生成された副生成物（反応生成物）が、エッチング対象膜に形成された凹部から排気される。

高いエッチングレートを維持しつつ、高い異方性のエッチング、すなわち、エッチング形状の垂直性を実現するためには、高出力のＬＦのパワーが必要となる。しかしながら、図２の例では、ＬＦをオンしている間、高出力のＬＦのパワーを印加することで高エネルギーのイオンにより基板上のエッチング対象膜へエッチングが行わる一方で、高エネルギーのイオンのエッチングによりマスクも削れる。また、高エネルギーのイオンによりエッチングが促進されることによって多量の副生成物がマスクに付着する。これにより、エッチング対象膜の上のマスクのクロッギングが引き起こされる。マスクのクロッギングは、副生成物がマスクの側壁に付着することでマスクの間口が狭まったり、又はマスクの間口が完全に閉塞したりすることをいう。マスクのクロッギングを回避する方法として、ＨＦを印加する前にＨＦとＬＦの両方をオフし、排気を促進する時間（Ｏｆｆ Ｔｉｍｅ）を設ける方法がある。

そこで、以下に説明する第１実施形態～第６実施形態に係るプラズマ処理方法では、ＨＦを印加する前にＨＦとＬＦの両方をオフし、排気を促進する時間（Ｏｆｆ Ｔｉｍｅ）を設ける。これにより、マスクのクロッギングを回避しつつ、エッチングレートを維持できる。

＜第１実施形態＞
［プラズマ処理方法］
まず、第１実施形態に係るプラズマ処理方法について、図３～図５を参照しながら説明する。図３及び図４は、第１実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図である。図５は、ラジカル等の減衰を説明するための図である。

第１実施形態～第６実施形態に係るプラズマ処理方法では、図３等に示すように、ＨＦ及びＬＦはパルス波、つまり、ＨＦパルス及びＬＦパルスを出力する。

図３に示すように、例えば、ＨＦは、例えば１００ＭＨｚの周波数を有し、オン及びオフを繰り返すパルス波（ＨＦパルス）である。ＬＦは、例えば１３．５６ＭＨｚの周波数を有し、オン及びオフすることを繰り返すパルス波（ＬＦパルス）である。

図３の例では、ＨＦパルスのＤｕｔｙ比は２０％である。ＬＦパルスのＤｕｔｙ比は２５％である。図３の例では、ＨＦとＬＦの位相はずれるように制御され、ＨＦとＬＦのオン時間（供給時間、印加時間）は重ならない。ＨＦをオフ（供給停止）した直後にＨＦとＬＦとがオフされる期間（ＯＦＦ時間：１サイクルの２５％）があり、その後ＬＦがオンされる。

ＬＦパルスのＤｕｔｙ比は２５％である。ＬＦをオンした後に再びＨＦとＬＦとがオフされる期間（ＯＦＦ時間：１サイクルの３０％）があり、その後、次サイクルにてＨＦがオンされる。

１サイクルのうち、最初の２０％はＨＦをオン及びＬＦをオフする（第１のステップ）。次の２５％はＨＦ及びＬＦをオフする（第２のステップ）。次の２５％はＨＦをオフ及びＬＦをオンする（第３のステップ）。次の３０％はＨＦ及びＬＦをオフする（第４のステップ）。これにより、１サイクルの各ステップの合計は１００％となる。図３の例では、ＨＦパルスとＬＦパルスの位相はずらすように制御される。第４のステップのＯＦＦ時間は、排気の促進のために必要である。第２のステップＯＦＦ時間は、プラズマ中のラジカル及びイオンの割合を制御するために設けることが好ましい。１サイクル目の後、同じ動作が２サイクル目、３サイクル目・・・と繰り返される。

具体的には、図４に示すように、第１のステップを実行するＡ期間では、ＨＦがオンされ、ＬＦはオフされている。よって、Ａ期間では、図４（ａ）に示すように、ＨＦがプラズマ及びラジカルの生成に寄与し、イオン、電子、ラジカルが生成される。

なお、Ａ期間、Ｂ期間、Ｄ１期間においてＬＦをオフする替わりにＬｏｗに制御してもよい。ＬＦをＬｏｗに制御するとは、ＬＦを０Ｗよりも高いパワーであって、オン時間に出力するＬＦの出力レベルよりも低いパワーのＬＦを出力する制御をいう。

ＬＦをＬｏｗに制御する場合、ＬＦをオフに制御する場合と比べてイオンの制御を行うことができる。イオンはＨＦには追従できない。一方、ＬＦはＨＦよりも周波数が低いためイオンはＬＦの周波数の変化に追従することができる。このため、ＬＦをＬｏｗに制御することで、主にイオンを制御できる。

続く第２のステップを実行するＢ期間では、ＨＦがオフされ、ＬＦもオフされている。Ｂ期間では、ラジカル及びイオンの量を制御できる。図４（ｂ）に示すグラフの拡大図である図５は、ラジカル、イオン及び電子の減衰を示す。図５の横軸は時間であり、縦軸は規格化された減衰量である。ＨＦパワーをオン（Ｐｏｗｅｒ ＯＮ）からオフ（Ｐｏｗｅｒ ＯＦＦ）に切り替えると、最初に電子（Ｐｌａｓｍａ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）が急激に減衰する。次に、陽イオン（Ｐｌａｓｍａ Ｄｅｎｓｉｔｙ）が減衰する。これに対して、ラジカルの減衰は緩やかである。

このように電子及びイオンは比較的急速に減衰する一方、ラジカルの減衰は比較的緩やかなため、Ｂ期間では、陽イオンに対するラジカルの比率が高まり、イオンエネルギーが低くなる結果、ラジカル及びイオンの量を制御できる。

図４に戻り、Ｂ期間及びこれに続くＣ、Ｄ１期間においてＨＦをオフする替わりにＬｏｗに制御してもよい。ＨＦをＬｏｗに制御するとは、ＨＦを０Ｗよりも高いパワーであって、オン時間に出力するＨＦの出力レベルよりも低いパワーのＨＦを出力する制御をいう。

ＨＦをＬｏｗに制御する場合、ＨＦをオフに制御する場合と比べてラジカルを生成できるため、ラジカルの制御を行うことができる。よって、ラジカル制御を行いたい場合には、ＨＦをオンした後にＨＦをオフするよりもＬｏｗに制御した方がよい。ＬＦよりも周波数が高いＨＦの変化にイオンは追従することができない。このため、ＨＦをＬｏｗに制御することで、主にラジカルを制御できる。

続く第３のステップを実行するＣ期間では、ＨＦがオフされ、ＬＦはオンされている。この間、図４（ｃ）に示すように、ＬＦにより高エネルギーのイオンをエッチング対象膜１０１の凹部に引き込む。これにより、プラズマ中のイオンが基板へ引き込まれ高いエネルギーを持ったイオンにより、主にエッチングが促進される。また、Ｂ期間に主に電子、イオン、ラジカルの減衰によりプラズマ密度が下がるので、Ｃ期間でＬＦをオンしたとき、スムーズに高いエネルギーを持ったイオンを引き込み、エッチングを促進できる。

Ｃ期間では、イオンエネルギーが高く、エッチングレートが早くなるため、イオンの入射角は比較的狭く、エッチングは垂直に進みやすいが、マスク１０２へのダメージが大きくなりやすい。

続く第４のステップを実行するＤ１期間では、ＨＦがオフされ、ＬＦもオフされている。この間、Ｃ期間でエッチング時に生成された副生成物が、図４（ｄ）に示すようにエッチング対象膜１０１に形成された凹部から排気される。これにより、凹部の底部に溜まったイオン等が排出され、チャージキャンセルされる。また、図４（ｅ）に示すように、弱いエネルギーを持ったイオンがマスク１０２の上部及び側部をエッチングすることで、マスク１０２の側部に付着した副生成物を除去する。これにより、クロッギングが抑制される。

第１実施形態に係るプラズマ処理方法によれば、第１のＲＦ生成部３１ａからＡ期間に第１のレベルのＨＦ電力を出力し、Ｂ～Ｄ１期間に第２のレベルのＨＦ電力を順に繰り返し出力する。第１のＲＦ生成部３１ａが第２のレベルのＨＦ電力を出力後、次のＡ期間に第１のレベルのＨＦ電力が出力される前の第１の期間に第２のＤＣ生成部３２ｂから第３のレベルのＬＦ電力が出力されている。係る制御により、ＨＦ及びＬＦ電力の出力に応じて、プラズマ処理チャンバ１０内に供給された処理ガスから生成されるプラズマにより基板Ｗを処理する。図４に示すＤ１期間は、第１の期間の一例である。

また、第１実施形態に係るプラズマ処理方法では、第２のレベルのＨＦ電力を出力してから第３のレベルのＬＦ電力を出力するまでに第２の期間を有する。図４に示すＢ期間は、第２の期間の一例である。ＨＦ及びＬＦの両方をオフ又はＬｏｗに制御する期間をＢ期間及びＤ１期間に設けることで、ラジカル及びイオンの制御と、排気の促進を図ることができる。後述する各実施形態のＢ期間は、第２の期間の一例である。

なお、図４では第１のレベルのＨＦをオンに制御するＡ期間が１サイクルの最初の制御として示されているが、これに限られず、第３のレベルのＬＦをオンに制御するＣ期間が１サイクルの最初の制御であってもよい。他のＢ，Ｄ１期間が１サイクルの最初の制御であってもよい。以下の各実施形態についても同様に、ＨＦ及びＬＦはＡ期間から順に制御されることに限らない。例えば、プラズマ着火後、プロセスの条件次第では、Ｃ期間のＬＦオンの制御から開始して、Ｃ→Ｄ１→Ａ→Ｂ→Ｃ・・・のように周期的にＨＦ及びＬＦの制御を行ってもよい。

＜第２実施形態＞
［プラズマ処理方法］
次に、第２実施形態に係るプラズマ処理方法について、図６を参照しながら説明する。図６は、第２実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図である。

第２実施形態に係るプラズマ処理方法は、Ａ期間～Ｄ２期間に加えて、Ｅ期間及びＦ期間を有する点で、第１実施形態に係るプラズマ処理方法と異なる。言い換えれば、第２実施形態に係るプラズマ処理方法のＡ期間～Ｄ２期間のＨＦ及びＬＦの制御及び図６（ａ）～（ｅ）に示す効果は、第１実施形態に係るプラズマ処理方法のＡ期間～Ｄ１期間のＨＦ及びＬＦの制御及び図４（ａ）～（ｅ）に示す効果と同一である。

図６のＡ期間では、ＨＦがオンされ、ＬＦはオフされている。よって、Ａ期間では、図６（ａ）に示すように、ＨＦがプラズマ及びラジカルの生成に寄与し、イオン、電子、ラジカルが生成される。

続くＢ期間では、ＨＦがオフされ、ＬＦはオフされている。Ｂ期間では、図５及び図６（ｂ）に示すように、電子及びイオンは比較的急速に減衰する一方、ラジカルの減衰は比較的緩やかに減衰するため、Ｂ期間では、減衰スピードの差によりイオンに対するラジカルの比率が高まり、ラジカル及びイオンの量を制御できる。

続くＣ期間では、ＨＦがオフされ、ＬＦはオンされている。この間、図６（ｃ）に示すように、ＬＦにより高エネルギーのイオンをエッチング対象膜１０１の凹部に引き込む。これにより、プラズマ中のイオンが基板へ引き込まれ、高いエネルギーを持ったイオンにより、主にエッチングが促進される。また、Ｂ期間に主に電子、イオン、ラジカルの減衰によりプラズマ密度が下がるので、Ｃ期間でＬＦをオンしたとき、スムーズに高いエネルギーを持ったイオンを引き込み、エッチングを促進できる。

続くＦ期間では、ＨＦがＡ期間の出力レベルよりも小さくＣ期間の出力レベルよりも大きいミドル（Ｍｉｄｄｌｅ）レベルにオンされ、ＬＦはオンされている。この間、図６（ａ）に示すプラズマ密度よりは低い密度のプラズマ及びラジカルが生成され、その中の高エネルギーのイオンが、図６（ｆ）に示すように、ＬＦによりエッチング対象膜１０１の凹部に引き込まれる。これにより、プラズマ中のイオンが基板へ引き込まれ、高いエネルギーを持ったイオンにより、主にエッチングが促進される。また、エッチング時に生成された副生成物がエッチング対象膜１０１に形成された凹部の側壁及びマスク１０２の側部及び上部に付着する。加えて、側壁保護ガスとして供給されたＯ_２ガスがＨＦによって解離し、Ｏ_２ラジカルが凹部の側壁及びマスク１０２の側部及び上部に付着する。これにより、Ｆ期間ではエッチング対象膜１０１に形成された凹部の側壁に保護膜１０５が形成される。なお、Ｃ期間ではＨＦはオフしているため、側壁保護ガスとして供給されたＯ_２ガスの解離が進まず、エッチング対象膜１０１に形成された凹部の側壁に保護膜１０５は形成され難い。

続くＥ期間では、ＨＦはＦ期間と同様にミドルレベルにオンされ、ＬＦはオフされている。この間、ＨＦはミドルレベルのパワーによりハイパワーのときのプラズマ密度よりも低い密度のプラズマ及びラジカルを生成する。これにより、図６（ｅ）に示すように、弱いエネルギーを持ったイオンがマスク１０２の上部及び側部をエッチングすることで、マスクの側部に付着した副生成物を除去する。これにより、マスクのクロッギングを回避する。

続くＤ２期間では、ＨＦがオフされ、ＬＦもオフされている。この間、図６（ｄ）に示すように、エッチング時に生成された副生成物がエッチング対象膜１０１に形成された凹部から排気される。Ｄ２期間は、第４のレベルのＨＦ電力を出力してから第１のレベルのＨＦ電力を出力する前に第２のレベルのＨＦ電力を出力する第３の期間の一例である。

第２実施形態に係るプラズマ処理方法では、Ａ期間に第１のレベルのＨＦ電力を出力し、Ｂ、Ｃ、Ｄ２期間に第２のレベルのＨＦ電力を出力し、Ｆ、Ｅ期間に第４のレベルのＨＦ電力を出力することを順に繰り返す。第２のレベルのＨＦ電力を出力後、次のＡ期間に第１のレベルのＨＦ電力が出力される前の第３の期間（Ｄ２期間）に第３のレベルのＬＦ電力が出力されている。第２実施形態に係るプラズマ処理方法によれば、Ｃ期間に第３のレベルよりも高いレベルのＬＦ電力を出力してからさらにＦ期間及びＥ期間に第４のレベルのＨＦ電力を出力するように制御される。

第２実施形態に係るプラズマ処理方法では、第１実施形態に係るプラズマ処理方法と同様にＨＦ及びＬＦの両方をオフ又はＬｏｗに制御する期間を第１のレベルのＨＦがオンされているＡ期間の前とＡ期間の後に設ける。これにより、ラジカル、イオンの制御と、排気の促進を図ることができる。本実施形態では、Ｂ期間及びＤ２期間は、ＨＦ及びＬＦをオフしている。Ｄ２期間は、Ａ期間の前の第３の期間の一例であり、Ｂ期間は、Ａ期間の後の第２の期間の一例である。

更に、第２実施形態に係るプラズマ処理方法では、Ｆ期間及びＥ期間においてＨＦがＡ期間の出力レベルよりも小さくＢ期間等の出力レベルよりも大きいミドルレベルに制御されている。ＬＦはＦ期間ではオンされ、Ｅ期間ではオフされている。

これにより、Ｃ期間においてエッチング時に生成された副生成物が、Ｆ期間にてエッチング対象膜１０１の凹部の側壁及びマスク１０２の側部及び上部に付着し、ボーイングやマスクのダメージを抑制できる。Ｅ期間では、弱いエネルギーを持ったイオンがマスク１０２の上部及び側部をエッチングすることで、マスクの側部に付着した副生成物を除去でき、クロッギングを抑制できる。

＜第３実施形態＞
［プラズマ処理方法］
次に、第３実施形態に係るプラズマ処理方法について、図７を参照しながら説明する。図７は、第３実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図である。

第３実施形態に係るプラズマ処理方法は、Ｃ期間とＤ３期間との間にＧ期間を有する点で、図４に示すようにＧ期間を有さない第１実施形態に係るプラズマ処理方法と異なる。つまり、第３実施形態に係るプラズマ処理方法のＡ期間～Ｄ３期間のＨＦ及びＬＦの制御及び図７（ａ）～（ｄ）に示す効果は、第１実施形態に係るプラズマ処理方法のＡ期間～Ｄ１期間のＨＦ及びＬＦの制御及び図４（ａ）～（ｅ）に示す効果と同一である。

図７のＡ期間では、ＨＦがオンされ、ＬＦはオフされている。この間、図４（ａ）に示すＡ期間の効果と同様にＨＦがプラズマ及びラジカルの生成に寄与し、イオン、電子、ラジカルが生成される。

続くＢ期間では、ＨＦがオフされ、ＬＦはオフされている。Ｂ期間では、図４（ｂ）に示すＢ期間の効果と同様に電子、イオン、ラジカルの減衰スピードの差からイオンに対するラジカルの比率が高まり、この結果、ラジカル及びイオンの量を制御できる。

続くＣ期間では、ＨＦがオフされ、ＬＦはオンされている。この間、図４（ｃ）に示すＣ期間の効果と同様にＬＦにより高エネルギーのイオンをエッチング対象膜１０１の凹部に引き込み、主にエッチングが促進される。

続くＧ期間では、ＬＦがＣ期間の出力レベルよりも小さくＤ３期間の出力レベルよりも大きいミドルレベルにオンされ、ＨＦはオフされている。この間、図７（ｇ）の効果としては、図示していないがＬＦのパワーレベルの違いによりエッチング対象膜１０１の凹部に引き込まれるイオンが持つエネルギーを制御できる。これにより、イオンが基板へ引き込まれるときのエネルギーが変わり、エッチングレートが制御される。例えば、Ｇ期間では、Ｃ期間よりもＬＦのパワーが小さいため、凹部に引き込まれるイオンが持つエネルギーも小さくなり、エッチングレートが下がるが、マスク１０２へのダメージは軽減される。また、エッチング時に生成された副生成物がエッチング対象膜１０１に形成された凹部の側壁及びマスク１０２の側部及び上部に付着する副生成物の量が制御される。Ｇ期間で出力されるミドルレベルのＬＦは、第５のレベルのＬＦ電力の一例である。

続くＤ３期間では、ＬＦがオフされ、ＨＦもオフされている。この間、図４（ｄ）に示すように、エッチング時に生成された副生成物がエッチング対象膜１０１に形成された凹部から排気される。また、図４（ｅ）に示すように、弱いエネルギーを持ったイオンがマスク１０２の上部及び側部をエッチングすることで、マスク１０２の側部に付着した副生成物を除去する。これにより、クロッギングが抑制される。

Ｄ３期間は、Ｇ期間において第５のレベルのＬＦ電力を出力してから第１のレベルのＨＦ電力を出力する前に第２のレベルのＨＦ電力を出力する第４の期間の一例である。

第３実施形態に係るプラズマ処理方法では、Ａ期間に第１のレベルのＨＦ電力を出力し、Ｂ、Ｃ、Ｇ、Ｄ３期間に第２のレベルのＨＦ電力を出力することを順に繰り返す。第２のレベルのＨＦ電力を出力後、次のＡ期間に第１のレベルのＨＦ電力が出力される前の第４の期間（Ｄ３期間）に第３のレベルのＬＦ電力が出力されている。第４の期間の直前のＧ期間に第５のレベルのＬＦ電力が出力されている。本実施形態では、Ｇ期間において第５のレベルのＬＦ電力を出力してから第１のレベルのＨＦ電力を出力するまでの間にさらに第３のレベルのＬＦ電力を出力するように制御する。

第３実施形態に係るプラズマ処理方法によれば、第１実施形態に係るプラズマ処理方法と同様にＨＦ及びＬＦの両方をオフ又はＬｏｗに制御する期間を第１のレベルのＨＦがオンされているＡ期間の前の第１の期間とＡ期間の後の第２の期間とに設ける。これにより、ラジカル、イオンの制御と、排気の促進を図ることができる。

また、第３実施形態に係るプラズマ処理方法では、第１実施形態に係るプラズマ処理方法のＨＦ及びＬＦのオン・オフの制御に加えて、Ｇ期間においてＣ期間のＬＦ電力よりも低い第５のレベルのＬＦ電力を出力するように制御される。これにより、Ｇ期間にてイオンの引き込む強さを制御し、エッチングレートやエッチング対象膜に形成された凹部の側壁に付着する副生成物の量を制御できる。

なお、Ｇ期間に示すＬＦのミドルレベルは第５のレベルのＬＦ電力の一例である。本実施形態では、第５のレベルのＬＦ電力を出力してから第５のレベルよりも低い第３のレベルのＬＦ電力が出力される。

＜第４実施形態＞
［プラズマ処理方法］
次に、第４実施形態に係るプラズマ処理方法について、図８を参照しながら説明する。図８は、第４実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図である。

第４実施形態に係るプラズマ処理方法は、図６に示す第２実施形態に係るプラズマ処理方法のＨＦの制御と、図７に示す第３実施形態に係るプラズマ処理方法のＬＦの制御とを組み合わせた制御である。つまり、第４実施形態に係るプラズマ処理方法にて制御するＨＦパルスは、第２実施形態に係るプラズマ処理方法にて制御するＨＦパルスと同一パルスである。また、第４実施形態に係るプラズマ処理方法にて制御するＬＦパルスは、第３実施形態に係るプラズマ処理方法にて制御するＬＦパルスと同一パルスである。第４実施形態に係るプラズマ処理方法のＡ期間～Ｄ３期間のＨＦ及びＬＦの制御及び図８（ａ）～（ｄ）に示す効果は、第１実施形態に係るプラズマ処理方法のＡ期間～Ｄ１期間のＨＦ及びＬＦの制御及び図４（ａ）～（ｅ）に示す効果と同一である。第４実施形態に係るプラズマ処理方法のＦ期間のＨＦ及びＬＦの制御及び図８（ｆ）に示す効果は、第２実施形態に係るプラズマ処理方法のＦ期間のＨＦ及びＬＦの制御及び図６（ｆ）に示す効果と同一である。

本実施形態では、Ｈ期間において第５のレベルのＬＦ電力を出力してから次のＡ期間において第１のレベルのＨＦ電力を出力する前に第２のレベルのＨＦ電力を出力する第４の期間を有する。Ｄ３期間は、第４の期間の一例である。

第４実施形態に係るプラズマ処理方法では、Ａ期間に第１のレベルのＨＦ電力を出力し、Ｂ、Ｃ、Ｄ３期間に第２のレベルのＨＦ電力を出力し、Ｆ、Ｈ期間に第４のレベルのＨＦ電力を出力することを順に繰り返す。第２のレベルのＨＦ電力を出力後、次のＡ期間に第１のレベルのＨＦ電力が出力される前の第４の期間（Ｄ３期間）に第３のレベルのＬＦ電力が出力されている。第４の期間の直前のＨ期間に第５のレベルのＬＦ電力が出力されている。

これにより、Ｈ期間では、ＨＦがＦ期間と同様の出力レベルのミドルレベルにオンされ、ＬＦがＣ期間及びＦ期間の出力レベルよりも小さくＤ３期間の出力レベルよりも大きいミドルレベルにオンされる。

これにより、第４実施形態に係るプラズマ処理方法では、Ｈ期間はＨＦ及びＬＦともにミドルレベルに制御される。図８（ｈ）の効果として、ミドルレベルのＨＦにより、Ａ期間のハイ（Ｈｉｇｈ）レベルのＨＦにより生成されるプラズマ密度よりは低い密度のプラズマ及びラジカルを生成できる。また、ミドルレベルのＬＦにより、イオンを引き込む強さをＣ期間よりも弱くし、エッチングレートの制御やエッチング対象膜１０１に形成された凹部の側壁やマスク１０２に付着する副生成物の量を制御できる。

＜第５実施形態＞
［プラズマ処理方法］
次に、第５実施形態に係るプラズマ処理方法について、図９を参照しながら説明する。図９は、第５実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図である。

第５実施形態に係るプラズマ処理方法は、第４実施形態に係るプラズマ処理方法のＨ期間に替えてＧ期間に示すようにＨＦをオフに制御し、ＬＦをミドルレベルに制御する点で異なる。つまり、第５実施形態に係るプラズマ処理方法のＡ期間～Ｄ３期間及びＦ期間のＨＦ及びＬＦの制御及び効果は第４実施形態に係るプラズマ処理方法と同一である。言い換えれば、第５実施形態に係るプラズマ処理方法のＡ期間～Ｄ３期間のＨＦ及びＬＦの制御及び図９（ａ）～（ｄ）に示す効果は、第１実施形態に係るプラズマ処理方法のＡ期間～Ｄ１期間のＨＦ及びＬＦの制御及び図４（ａ）～（ｅ）に示す効果と同一である。第５実施形態に係るプラズマ処理方法のＦ期間のＨＦ及びＬＦの制御及び図９（ｆ）に示す効果は、第２実施形態に係るプラズマ処理方法のＦ期間のＨＦ及びＬＦの制御及び図６（ｆ）に示す効果と同一である。

第５実施形態に係るプラズマ処理方法では、Ｇ期間においてミドルレベルにＬＦを制御している間、ＨＦはオフしている。Ｇ期間においてミドルレベルに制御されたＬＦは、第５のレベルのＬＦ電力の一例である。Ｇ期間のＨＦ及びＬＦの制御及び図９（ｇ）に示す効果は、第３実施形態に係るプラズマ処理方法のＧ期間のＨＦ及びＬＦの制御及び効果と同一である。

第５実施形態に係るプラズマ処理方法では、Ａ期間に第１のレベルのＨＦ電力を出力し、Ｂ、Ｃ、Ｇ、Ｄ３期間に第２のレベルのＨＦ電力を出力し、Ｆ期間に第４のレベルのＨＦ電力を出力することを順に繰り返す。第２のレベルのＨＦ電力を出力後、次のＡ期間に第１のレベルのＨＦ電力が出力される前の第４の期間（Ｄ３期間）に第３のレベルのＬＦ電力が出力されている。第４の期間の直前のＧ期間に第５のレベルのＬＦ電力が出力されている。

第５実施形態に係るプラズマ処理方法によれば、Ｆ期間に第４のレベルのＨＦ電力を出力してから第５のレベルのＬＦ電力を出力するように制御する。このとき、第４実施形態に係るプラズマ処理方法では、第４のレベル、すなわちミドルレベルのＨＦ電力を出力している間、第５のレベル、すなわちミドルレベルのＬＦ電力を出力するように制御する。一方、第５実施形態に係るプラズマ処理方法では、第４のレベルのＨＦ電力の出力を停止してから（つまり、停止したときに）第５のレベルのＬＦ電力を出力するように制御する。

＜第６実施形態＞
［プラズマ処理方法］
次に、第６実施形態に係るプラズマ処理方法について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、第６実施形態に係るプラズマ処理方法の一例を示す図である。第６実施形態に係るプラズマ処理方法では、ＨＦはハイレベル（８００Ｗ）、ミドルレベル（５００Ｗ）及びローレベル（２５０Ｗ）の３レベルに制御される。ハイレベル、ミドルレベル、ローレベル及びオフ（０Ｗ）の４レベルに制御されているとしてもよい。ＬＦはオン及びオフの２レベルに制御される。

図６に示す第２実施形態に係るプラズマ処理方法では、Ｆ期間及びＥ期間において第４レベル、すなわちミドルレベルのＨＦ電力を出力するように制御する。これに対して、第６実施形態に係るプラズマ処理方法では、Ｆ期間においてミドルレベルのＨＦ電力を出力した後、Ｅ期間において第６レベル、すなわちローレベルのＨＦ電力を出力するように制御する。

つまり、本実施形態では、第４のレベルのＨＦ電力を出力してから第１のレベルのＨＦ電力を出力する前に、第６のレベルのＨＦ電力を出力するように制御する。なお、Ｂ期間、Ｃ期間、Ｄ２期間においてＨＦをオフに制御してもよいし、第６レベルよりも低いパワーのレベルに制御してもよい。なお、ＬＦ電力は、Ｉ期間（Ｃ期間及びＦ期間の前半）以外、第３レベルのＬＦ電力を出力する。

第６実施形態に係るプラズマ処理方法では、Ａ期間に第１のレベルのＨＦ電力を出力し、Ｂ、Ｃ、Ｄ２期間に第２のレベルのＨＦ電力を出力し、Ｆ期間に第４のレベルのＨＦ電力を出力し、Ｅ期間に第６のレベルのＨＦ電力を出力することを順に繰り返す。第２のレベルのＨＦ電力を出力後、次のＡ期間に第１のレベルのＨＦ電力が出力される前の第３の期間（Ｄ２期間）に第３のレベルのＬＦ電力が出力されている。

［Ｄｕｔｙ比］
Ｄｕｔｙ比等、第６実施形態に係るプラズマ処理方法にて取り得る数値について、図１０を参照しながら説明する。第１実施形態～第５実施形態に係るプラズマ処理方法にも適用できる。図１０に一例を示すように、例えば、サイクル周期はｘＦｅｑ（周波数）で示され、ｘＦｅｑは、０．１～２ｋＨｚの範囲である。

１サイクル中のＬＦがオンしている比率（割合）を示すＬＦ Ｄｕｔｙは、１～９０％の範囲で設定される。オフセット（ｏｆｆｓｅｔ）は、０～９９％である。ＬＦ Ｄｕｔｙとオフセットの合計値が１００％よりも小さい値に設定される。

図１０に示すＨＦ Ｄｕｔｙ１～Ｄｕｔｙ５は、例えば１％の分解能である。Ａ期間のＨＦ電力は、例えば８００Ｗに制御される。Ａ期間のＨＦ電力は、５０～２０００Ｗの範囲であってもよい。Ａ期間のＨＦ電力は、１００～１０００Ｗの範囲であってもよい。

Ｂ、Ｃ期間のＨＦ電力は、例えば０Ｗ、すなわちオフに制御される。Ｂ、Ｃ期間のＨＦ電力は、５０～２０００Ｗの範囲であってもよい。Ｂ、Ｃ期間のＨＦ電力は、１００～１０００Ｗの範囲であってもよい。

Ｆ期間のＨＦ電力は、例えば５００Ｗに制御される。Ｆ期間のＨＦ電力は、５０～２０００Ｗの範囲であってもよい。Ｆ期間のＨＦ電力は、１００～１０００Ｗの範囲であってもよい。

Ｅ期間のＨＦ電力は、例えば２５０Ｗに制御される。Ｅ期間のＨＦ電力は、５０～２０００Ｗの範囲であってもよい。Ｅ期間のＨＦ電力は、例えば０Ｗ、すなわちオフに制御される。Ｅ期間のＨＦ電力は、１００～１０００Ｗの範囲であってもよい。

Ｄ２期間のＨＦ電力は、例えば０Ｗ、すなわちオフに制御される。Ｄ２期間のＨＦ電力は、５０～２０００Ｗの範囲であってもよい。Ｄ２期間のＨＦ電力は、１００～１０００Ｗの範囲であってもよい。

Ａ期間のＨＦ Ｄｕｔｙ１と、Ｂ＋Ｃ期間のＨＦ Ｄｕｔｙ２と、Ｆ期間のＨＦ Ｄｕｔｙ３と、Ｅ期間のＨＦ Ｄｕｔｙ４と、Ｄ２期間のＨＦ Ｄｕｔｙ５とのそれぞれが１～９０％の範囲で設定され得る。かつ、ＨＦ Ｄｕｔｙ１～Ｄｕｔｙ５の５つのＤｕｔｙ比の合計値が１００％になるように、ＨＦ Ｄｕｔｙ１～Ｄｕｔｙ５が定められる。ＨＦ Ｄｕｔｙ１～Ｄｕｔｙ５の５つのＤｕｔｙ比の合計値が１００％よりも小さい値に設定される。

以上に説明したように、第１実施形態～第６実施形態に係るプラズマ処理方法は、プロセスの種類、特性によって使い分けることができる。例えば、ＬＦのミドルレベルを設けることで、ＬＦのパワーレベルの違いによりイオンを引き込む引き込み度合いを制御できる。第１実施形態～第６実施形態に係るプラズマ処理方法を使い分けることによって、プロセスの性能を向上させることができる。

ＨＦ及びＬＦの、ハイレベル、ミドルレベル、ローレベル等の適正値は、エッチング対象膜１０１の種類により変わる。よって、エッチング対象膜１０１に応じて最適なＨＦ及びＬＦのレベルを上記の許容される電力範囲から予め算出し、記憶部に記憶しておく。制御部２は、記憶部を参照して、プロセスパラメータ及びエッチング対象膜１０１の種類に応じてＨＦ及びＬＦのレベルを最適値に制御する。これにより、プロセスの性能を更に向上させることができる。

更に各種のパラメータを調整することにより、エッチング対象膜１０１に対するマスクの高選択比等を達成することができる。例えば、各種パラメータとは、各サイクルの各ステップ（オン、オフ等）の時間、プラズマ処理に使用する処理ガスのガス比、ＨＦ及びＬＦの設定出力（Ｈｉｇｈパワー、Ｌｏｗパワー）、ＨＦ及びＬＦのパルス周期、ＨＦ及びＬＦのＤｕｔｙ比が挙げられる。

第１実施形態～第６実施形態に係るプラズマ処理方法の使い分けと、パラメータの調整により、プロセスの性能を向上させることができる。プロセスの性能向上の一例として、エッチングレートの向上、ボーイングの抑制、マスクの保護、マスクのクロッギングの抑制、エッチング対象膜１０１に形成された凹部からの副生成物の排気の促進を図ることができる。また、プロセスの性能向上の他の例として、プロセス毎にホールの高い垂直性が得られ、異方性の高いエッチングが可能になる。さらに、プロセスの性能向上の他の例として、エッチング対象膜１０１に形成された凹部のＣＤ（Critical Dimension）値のバラツキを抑制することができる。

今回開示された実施形態に係るプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法は、すべての点において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。実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で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、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。

本開示のプラズマ処理装置は、Atomic Layer Deposition(ALD)装置、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のいずれのタイプの装置でも適用可能である。

１ プラズマ処理装置
２ 制御部
２ａ コンピュータ
２ａ１ 処理部
２ａ２ 記憶部
２ａ３ 通信インターフェース
１０ プラズマ処理チャンバ
１１ 基板支持部
１３ シャワーヘッド
２１ ガスソース
２０ ガス供給部
３０ 電源
３１ ＲＦ電源
３１ａ 第１のＲＦ生成部
３１ｂ 第２のＲＦ生成部
３２ａ 第１のＤＣ生成部
３２ｂ 第２のＤＣ生成部
４０ 排気システム
１００ シリコン基板
１０１ エッチング対象膜
１０２ マスク
１１１ 本体部
１１２ リングアセンブリ

Claims (9)

1. 真空排気可能な処理容器と、
   前記処理容器内に配置され、被処理基板を支持する第１電極と、
   前記第１電極に対向して設けられた第２電極又はアンテナと、
   前記第１電極、前記第２電極又は前記アンテナに接続され、前記第１電極、前記第２電極又は前記アンテナにプラズマ生成用の第１の高周波電力を供給する第１の高周波電力供給部と、
   前記第１電極に接続され、前記第１電極にバイアス用の第２の高周波電力を供給する第２の高周波電力供給部と、
   前記第１の高周波電力供給部および前記第２の高周波電力供給部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記第１の高周波電力供給部から第１のレベルの前記第１の高周波電力及び前記第１のレベルより低い第２のレベルの前記第１の高周波電力を順に繰り返し出力し、
   前記第１の高周波電力供給部が前記第２のレベルの前記第１の高周波電力の出力後、前記第１のレベルの前記第１の高周波電力が出力される前の第１の期間に前記第２の高周波電力供給部から第３のレベルの前記第２の高周波電力を出力し、
   前記第２のレベルの前記第１の高周波電力を出力してから前記第３のレベルの前記第２の高周波電力を出力するまでに第２の期間を有し、
   前記第１の期間に前記第３のレベルの前記第２の高周波電力を出力してからさらに前記第１のレベルより低く、かつ前記第２のレベルより高い第４のレベルの前記第１の高周波電力を出力し、
   前記第４のレベルの前記第１の高周波電力を出力してから前記第１のレベルの前記第１の高周波電力を出力する前に前記第２のレベルの前記第１の高周波電力及び前記第３のレベルより低いローレベルの前記第２の高周波電力を出力する第３の期間を有し、
   前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の出力に応じて、前記処理容器内に供給された処理ガスから生成されるプラズマにより被処理基板を処理するように制御する、プラズマ処理装置。
2. 前記制御部は、
   前記第３のレベルの前記第２の高周波電力を出力してから前記第１のレベルの前記第１の高周波電力を出力するまでにさらに前記第３のレベルより低く、前記ローレベルより高い第５のレベルの前記第２の高周波電力を出力するように制御する、
   請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記制御部は、
   前記第５のレベルの前記第２の高周波電力を出力してから前記第１のレベルの前記第１の高周波電力を出力する前に前記第２のレベルの前記第１の高周波電力を出力する第４の期間を有するように制御する、
   請求項２に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記制御部は、
   前記第４のレベルの前記第１の高周波電力を出力してから前記第５のレベルの前記第２の高周波電力を出力するように制御する、
   請求項３に記載のプラズマ処理装置。
5. 前記制御部は、
   前記第４のレベルの前記第１の高周波電力を出力している間前記第５のレベルの前記第２の高周波電力を出力するように制御する、
   請求項４に記載のプラズマ処理装置。
6. 前記制御部は、
   前記第４のレベルの前記第１の高周波電力の出力を停止してから前記第５のレベルの前記第２の高周波電力を出力するように制御する、
   請求項４に記載のプラズマ処理装置。
7. 前記制御部は、
   前記第４のレベルの前記第１の高周波電力を出力してから前記第１のレベルの前記第１の高周波電力を出力する前に、前記第４のレベルより低く、かつ前記第２のレベルより高い第６のレベルの前記第１の高周波電力を出力するように制御する、
   請求項１に記載のプラズマ処理装置。
8. １サイクル中でＬＦがオンしている時間の割合を示すＬＦ Ｄｕｔｙは、１～９０％の範囲で設定されている、
   請求項１～７のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
9. 真空排気可能な処理容器と、
   前記処理容器内に配置され、被処理基板を支持する第１電極と、
   前記第１電極に対向して設けられた第２電極又はアンテナと、
   前記第１電極、前記第２電極又は前記アンテナに接続され、前記第１電極、前記第２電極又は前記アンテナにプラズマ生成用の第１の高周波電力を供給する第１の高周波電力供給部と、
   前記第１電極に接続され、前記第１電極にバイアス用の第２の高周波電力を供給する第２の高周波電力供給部と、
   を備えるプラズマ処理装置において実行するプラズマ処理方法であって、
   前記第１の高周波電力供給部から第１のレベルの前記第１の高周波電力及び前記第１のレベルより低い第２のレベルの前記第１の高周波電力を順に繰り返し出力し、
   前記第１の高周波電力供給部が前記第２のレベルの前記第１の高周波電力の出力後、前記第１のレベルの前記第１の高周波電力が出力されるよりも前の第１の期間に前記第２の高周波電力供給部から第３のレベルの前記第２の高周波電力を出力し、
   前記第２のレベルの前記第１の高周波電力を出力してから前記第３のレベルの前記第２の高周波電力を出力するまでに第２の期間を有し、
   前記第１の期間に前記第３のレベルの前記第２の高周波電力を出力してからさらに前記第１のレベルより低く、かつ前記第２のレベルより高い第４のレベルの前記第１の高周波電力を出力し、
   前記第４のレベルの前記第１の高周波電力を出力してから前記第１のレベルの前記第１の高周波電力を出力する前に前記第２のレベルの前記第１の高周波電力及び前記第３のレベルより低いローレベルの前記第２の高周波電力を出力する第３の期間を有し、
   前記第１の高周波電力及び前記第２の高周波電力の出力に応じて、前記処理容器内に供給された処理ガスから生成されるプラズマにより被処理基板を処理する、
   プラズマ処理方法。
   
   

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