CN111564355A - 等离子体处理装置和等离子体处理方法 - Google Patents

等离子体处理装置和等离子体处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供等离子体处理装置和等离子体处理方法。例示的实施方式的等离子体处理装置，在对基片的等离子体处理和等离子体清洁中，在腔室内生成等离子体，从直流电源装置将脉冲状的负极性的直流电压周期性地施加到上部电极。对基片的等离子体处理时的脉冲状的负极性的直流电压的占空比小于等离子体清洁时的该占空比。对基片的等离子体处理时的直流电源装置的输出电压的平均值的绝对值，小于等离子体清洁时的直流电源装置的输出电压的平均值的绝对值。本发明能够在对基片的等离子体处理中抑制腔室内的内壁面的损伤，并且通过等离子体清洁有效地除去形成于内壁面上的沉积物。

Description

等离子体处理装置和等离子体处理方法
技术领域
本发明的例示的实施方式涉及等离子体处理装置和等离子体处理方法。
背景技术
在电子器件的制造中，能够使用等离子体处理装置。作为等离子体处理装置的一种，已知有电容耦合型的等离子体处理装置。电容耦合型的等离子体处理装置包括腔室、上部电极和下部电极。下部电极构成载置台的一部分，设置于腔室内。上部电极设置于下部电极的上方。在电容耦合型的等离子体处理装置中，通过对上部电极或者下部电极供给高频电功率，腔室内的气体被激励而生成等离子体。载置台上的基片被来自所生成的等离子体的化学种处理。
电容耦合型的等离子体处理装置可以包括直流电源，构成为能够在腔室内生成等离子体时对上部电极施加来自直流电源的负极性的直流电压。这样的包括直流电源的等离子体处理装置记载在专利文献1中。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-270019号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
要求在对基片的等离子体处理中能够抑制腔室内的内壁面的损伤，并且通过等离子体清洁有效地除去形成于内壁面上的沉积物。
用于解决技术问题的技术方案
在一个例示的实施方式中，提供一种等离子体处理装置。等离子体处理装置包括腔室、基片支承器、上部电极、高频电源、直流电源装置和控制部。基片支承器包含设置于腔室内的下部电极。上部电极设置于基片支承器的上方。高频电源用于在腔室内生成等离子体。直流电源装置与上部电极电连接。控制部控制高频电源和直流电源装置。腔室接地。直流电源装置用于周期性地产生脉冲状的负极性的直流电压。直流电源装置的输出电压在周期中的第1期间为负极性的直流电压，在周期中的剩余的第2期间为零伏，以使得周期性地输出脉冲状的负极性的直流电压。控制部用于执行第1控制和第2控制。第1控制是为了在腔室内生成等离子体来执行对载置于基片支承器上的基片的等离子体处理而执行的。在第1控制中，控制部使高频电源供给高频电功率，并且使直流电源装置将脉冲状的负极性的直流电压周期性地施加到上部电极。第2控制是为了在腔室内生成等离子体来执行对腔室内的内壁面的等离子体清洁而执行的。在第2控制中，控制部使高频电源供给高频电功率，并且使直流电源装置将脉冲状的负极性的直流电压周期性地施加到上部电极。控制部能够将在第1控制中使用的占空比(即，第1占空比)设定成比在第2控制中使用的占空比(即，第2占空比)小的值。占空比是在周期中第1期间所占的比例。控制部将第1控制中的周期内的直流电源装置的输出电压的平均值设定为比第2控制中的周期内的直流电源装置的输出电压的平均值小的值。
发明效果
依照一个例示的实施方式，在对基片的等离子体处理中能够抑制腔室内的内壁面的损伤，并且通过等离子体清洁有效地除去形成于内壁面上的沉积物。
附图说明
图1是概略地表示一个例示的实施方式的等离子体处理装置的图。
图2是表示图1所示的等离子体处理装置的直流电源装置的构成的一例的图。
图3是使用一个例示的实施方式的等离子体处理装置执行的等离子体处理方法的时序图。
图4是表示一个例示的实施方式的等离子体处理方法的流程图。
图5的(a)和图5的(b)是表示在第1实验中求出的溅射率比的图表，图5的(c)和图5的(d)是表示在比较实验中求出的溅射率比的图表。
图6的(a)和图6的(b)是表示在第1实验中求出的溅射率比的图表。
图7的(a)和图7的(b)是表示在第1实验中求出的溅射率比的图表。
图8的(a)和图8的(b)是表示在第2实验中求出的含硅沉积物量比的图表。
附图标记说明
1……等离子体处理装置
10……腔室
14……基片支承器
30……上部电极
70……直流电源装置
80……控制部。
具体实施方式
以下，说明各种例示的实施方式。
在一个例示的实施方式中，提供一种等离子体处理装置。等离子体处理装置包括腔室、基片支承器、上部电极、高频电源、直流电源装置和控制部。基片支承器包含设置于腔室内的下部电极。上部电极设置于基片支承器的上方。高频电源用于在腔室内生成等离子体。直流电源装置与上部电极电连接。控制部控制高频电源和直流电源装置。腔室接地。直流电源装置用于周期性地产生脉冲状的负极性的直流电压。直流电源装置的输出电压在周期中的第1期间为负极性的直流电压，在周期中的剩余的第2期间为零伏，以使得周期性地输出脉冲状的负极性的直流电压。控制部用于执行第1控制和第2控制。第1控制是为了在腔室内生成等离子体来执行对载置于基片支承器上的基片的等离子体处理而执行的。在第1控制中，控制部使高频电源供给高频电功率，并且使直流电源装置将脉冲状的负极性的直流电压周期性地施加到上部电极。第2控制是为了在腔室内生成等离子体来执行对腔室内的内壁面的等离子体清洁而执行的。在第2控制中，控制部使高频电源供给高频电功率，并且使直流电源装置将脉冲状的负极性的直流电压周期性地施加到上部电极。控制部能够将在第1控制中使用的占空比(即，第1占空比)设定成比在第2控制中使用的占空比(即，第2占空比)小的值。占空比是在周期中第1期间所占的比例。控制部将第1控制中的周期内的直流电源装置的输出电压的平均值设定为比第2控制中的周期内的直流电源装置的输出电压的平均值小的值。
腔室内的内壁面的偏压(电位)随着脉冲状的负极性的直流电压的占空比、脉冲状的负极性的直流电压的绝对值、和周期内的直流电源装置的输出电压的平均值(即，平均电压)的绝对值各自增加而增加。利用上述实施方式的等离子体处理装置，将第1控制中占空比和平均电压的绝对值设定为比较小的值，因此腔室内的内壁面的偏压变得比较小。所以，能够抑制对基片的等离子体处理中的腔室内的内壁面的损伤。另外，将第2控制中占空比和平均电压的绝对值设定为比较大的值，因此腔室内的内壁面中的偏压变得比较大。所以，能够通过等离子体清洁有效地除去形成于腔室内的内壁面上的沉积物。
在一个例示的实施方式中，可以为作为周期的倒数的频率为400kHz以上。在一个例示的实施方式中，可以为上述频率为1MHz以下。
在一个例示的实施方式中，可以为第1占空比和第2占空比各自为20％以上、50％以下。
在另一例示的实施方式中，提供使用等离子体处理装置的等离子体处理方法。等离子体处理装置包括腔室、基片支承器、上部电极、高频电源和直流电源装置。基片支承器包含设置于腔室内的下部电极。上部电极设置于基片支承器的上方。高频电源用于在腔室内生成等离子体。直流电源装置与上部电极电连接。腔室接地。直流电源装置用于周期性地产生脉冲状的负极性的直流电压。直流电源装置的输出电压在周期中的第1期间为负极性的直流电压，在周期中的剩余的第2期间为零伏，以使得周期性地输出脉冲状的负极性的直流电压。等离子体处理方法包括对载置于基片支承器上的基片执行等离子体处理的步骤。等离子体处理方法还包括对腔室内的内壁面执行等离子体清洁的步骤。在执行等离子体处理的步骤中，高频电源供给高频电功率，并且直流电源装置将脉冲状的负极性的直流电压周期性地施加到上部电极，以使得在腔室内生成等离子体。在执行等离子体清洁的步骤中，高频电源供给高频电功率，并且直流电源装置将脉冲状的负极性的直流电压周期性地施加到上部电极，以使得在腔室内生成等离子体。在执行等离子体处理的步骤中使用的第1占空比小于在执行等离子体清洁的步骤中使用的第2占空比。占空比是在周期中第1期间所占的比例。执行等离子体处理的步骤中的周期内的直流电源装置的输出电压的平均值的绝对值，小于执行等离子体清洁的步骤中的周期内的直流电源装置的输出电压的平均值的绝对值。
在一个例示的实施方式中，可以为作为周期的倒数的频率为400kHz以上。在一个例示的实施方式中，可以为上述频率为1MHz以下。
在一个例示的实施方式中，可以为第1占空比和第2占空比各自为20％以上、50％以下。
以下，参照附图，详细说明各种例示的实施方式。此外，在各附图中对相同或相应的部分标注相同的附图标记。
图1是概略地表示一个例示的实施方式的等离子体处理装置的图。图1所示的等离子体处理装置1是电容耦合型等离子体处理装置。等离子体处理装置1包括腔室10。腔室10在其中提供内部空间10s。
腔室10包括腔室主体12。腔室主体12具有大致圆筒形状。内部空间10s被提供在腔室主体12的内侧。腔室主体12例如由铝等导体形成。腔室主体12接地。在腔室主体12的内壁面实施了具有耐腐蚀性的膜。具有耐腐蚀性的膜可以为由氧化铝、氧化钇之类的陶瓷形成的膜。
在腔室主体12的侧壁形成有通路12p。在内部空间10s与腔室10的外部之间输送基片W时，基片W通过通路12p。通路12p能够由闸阀12g开闭。闸阀12g沿腔室主体12的侧壁设置。
在腔室主体12的底部上设有支承部13。支承部13由绝缘材料形成。支承部13具有大致圆筒形状。支承部13在内部空间10s中从腔室主体12的底部向上方延伸。支承部13支承基片支承器14。基片支承器14设置于内部空间10s中。基片支承器14构成为能够在腔室10内即内部空间10s中支承基片W。
基片支承器14具有下部电极18和静电吸盘20。下部电极18和静电吸盘20设置于腔室10内。基片支承器14还可以具有电极板16。电极板16由例如铝之类的导体形成，具有大致圆盘形状。下部电极18设置于电极板16上。下部电极18由例如铝之类的导体形成，具有大致圆盘形状。下部电极18与电极板16电连接。
静电吸盘20设置于下部电极18上。在静电吸盘20的上表面上载置基片W。静电吸盘20具有主体和电极。静电吸盘20的主体由电介质形成。静电吸盘20的电极是膜状的电极，设置于静电吸盘20的主体内。静电吸盘20的电极经由开关20s与直流电源20p连接。当对静电吸盘20的电极施加来自直流电源20p的电压时，在静电吸盘20与基片W之间产生静电引力。利用产生的静电引力将基片W吸附到静电吸盘20并由静电吸盘20保持。
在基片支承器14上配置边缘环ER。边缘环ER没有限制，可以由硅、碳化硅或者石英形成。在腔室10内进行基片W的处理时，基片W配置在静电吸盘20上且配置在由边缘环ER包围的区域内。
在下部电极18的内部设置有流路18f。从冷却单元22经由配管22a将热交换介质(例如冷媒)供给到流路18f。冷却单元22设置于腔室10的外部。供给到流路18f的热交换介质经由配管22b返回到冷却单元22。在等离子体处理装置1中，利用热交换介质与下部电极18的热交换来调节载置于静电吸盘20上的基片W的温度。
等离子体处理装置1还具有气体供给通路24。气体供给通路24将导热气体(例如He气体)供给到静电吸盘20的上表面与基片W的背面之间。导热气体从导热气体供给机构被供给到供给通路24。
等离子体处理装置1还具有上部电极30。上部电极30设置于基片支承器14的上方。上部电极30经由部件32支承于腔室主体12的上部。部件32由具有绝缘性的材料形成。上部电极30和部件32封闭腔室主体12的上部开口。
上部电极30可以包括顶板34和支承体36。顶板34的下表面是内部空间10s侧的下表面，划分出内部空间10s。顶板34由含硅材料形成。顶板34例如由硅或碳化硅形成。在顶板34形成有多个气体排出孔34a。多个气体排出孔34a在顶板34的板厚方向贯通该顶板34。
支承体36可拆装地支承顶板34。支承体36由铝之类的导电性材料形成。在支承体36的内部设置有气体扩散室36a。在支承体36形成有多个气体孔36b。多个气体孔36b从气体扩散室36a向下方延伸。多个气体孔36b分别与多个气体排出孔34a连通。在支承体36形成有气体导入口36c。气体导入口36c与气体扩散室36a连接。气体导入口36c与气体供给管38连接。
气体供给管38经由阀组41、流量控制器组42和阀组43与气体源组40连接。气体源组40、阀组41、流量控制器组42和阀组43构成气体供给部GS。气体源组40包括多个气体源。阀组41和阀组43各自包括多个开闭阀。流量控制器组42包括多个流量控制器。流量控制器组42的多个流量控制器各自为质量流量控制器或者压力控制式的流量控制器。气体源组40的多个气体源各自经由阀组41的对应的开闭阀、流量控制器组42的对应的流量控制器和阀组43的对应的开闭阀，与气体供给管38连接。
在等离子体处理装置1中，沿腔室主体12的内壁面可拆装地设有遮挡件46。遮挡件46也设置于支承部13的外周。遮挡件46用于防止等离子体处理的副生物附着在腔室主体12。遮挡件46例如通过在由铝形成的部件的表面形成具有耐腐蚀性的膜而构成。具有耐腐蚀性的膜可以为由氧化钇之类的陶瓷形成的膜。此外，在一实施方式中，遮挡件46提供腔室10内的内壁面之中的侧壁面10a和上壁面10b。包括侧壁面10a和上壁面10b的腔室10内的内壁面划成内部空间10s。侧壁面10a和上壁面10b也可以不由遮挡件46而由其他的一个以上的部件例如腔室主体12提供。
在支承部13与腔室主体12的侧壁之间，设置有挡板48。挡板48例如通过在由铝形成的部件的表面形成具有耐腐蚀性的膜而构成。具有耐腐蚀性的膜可以为由氧化钇之类的陶瓷形成的膜。在挡板48形成有多个贯通孔。在挡板48的下方且腔室主体12的底部，设置有排气口12e。排气口12e经由排气管52与排气装置50连接。排气装置50具有压力调节阀和涡轮分子泵之类的真空泵。
等离子体处理装置1还包括第一高频电源62和第二高频电源64。第一高频电源62是用于产生第一高频电功率的电源。在一例中，第一高频电功率具有适用于生成的等离子体的频率。第一高频电功率的频率是在例如27MHz～100MHz的范围内的频率。第一高频电源62经由匹配器66与上部电极30连接。匹配器66具有用于使第一高频电源62的输出阻抗与负载侧(上部电极30侧)的阻抗匹配的电路。此外，也可以为第一高频电源62经由匹配器66和电极板16与下部电极18连接。
第二高频电源64是用于产生第二高频电功率的电源。第二高频电功率具有比第一高频电功率的频率低的频率。第二高频电功率能够用作用于将离子引入基片W的偏置用的高频电功率。第二高频电功率的频率是例如400kHz～40MHz的范围内的频率。第二高频电源64经由匹配器68和电极板16与下部电极18连接。匹配器68具有用于使第二高频电源64的输出阻抗与负载侧(下部电极18侧)的阻抗匹配的电路。
等离子体处理装置1还具有直流电源装置70。直流电源装置70与上部电极30电连接。直流电源装置70构成为能够周期性地产生脉冲状的负极性的直流电压。图2是表示图1所示的等离子体处理装置的直流电源装置的构成的一例的图。图3是使用一个例示的实施方式的等离子体处理装置执行的等离子体处理方法的时序图。在图3中，横轴表示时间。在图3中，纵轴表示高频电功率(第1高频电功率或者第2高频电功率)的供给和作为直流电源装置70的输出电压的直流电压。在图3中，高频电功率为高水平(high level)，表示供给高频电功率。在图3中，高频电功率为低水平(low level)，表示不供给高频电功率。以下，参照图1、图2和图3。
在一实施方式中，直流电源装置70包括可变直流电源70a和开关元件70b。可变直流电源70a构成为能够产生负极性的直流电压。可变直流电源70a输出的负极性的直流电压的水平(level)能够由后述的控制部80控制。开关元件70b通过切换导通状态，能够切换可变直流电源70a和上部电极30之间的连接和断开。开关元件70b的导通状态的切换也可以由控制部80控制。
在一实施方式中，作为周期PT的倒数的频率f可以为400kHz以上。在一实施方式中，频率f可以为1MHz以下。在频率f为1MHz以下的情况下，离子的对生成腔室10内的自由基的行为的独立控制性变高。在一实施方式中，在周期PT中第1期间P1所占的比例(即，脉冲状的负极性的直流电压的占空比)为20％以上、50％以下。
等离子体处理装置1还包括控制部80。控制部80可以为具有处理器、存储器等存储部、输入装置、显示装置、信号的输入输出接口等的计算机。控制部80控制等离子体处理装置1的各部。关于控制部80，操作者为管理等离子体处理装置1而能够使用输入装置来进行指令的输入操作等。另外，控制部80能够用显示装置来可视化显示等离子体处理装置1的工作状况。另外，在控制部80的存储部中保存控制程序和方案数据。为了在等离子体处理装置1中执行各种处理，由控制部80的处理器执行控制程序。控制部80的处理器执行控制程序，按照方案数据控制离子体处理装置1的各部，由此在等离子体处理装置1中执行后述的实施方式的等离子体处理方法。
以下，参照图3和图4，说明一个例示的实施方式的等离子体处理方法。图4是一个例示的实施方式的等离子体处理方法的流程图。以下，对图4所示等离子体处理方法(以下称为“方法MT”)，以其由等离子体处理装置1执行的情况为例进行说明。另外，也说明由控制部80进行的等离子体处理装置1的各部的控制。
方法MT包括步骤ST1和步骤ST2。在步骤ST1中，执行对基片的等离子体处理。在执行步骤ST1的期间，基片W在腔室10内被静电吸盘20保持。在步骤ST1中，处理气体被供给到腔室10内。处理气体包括为了处理基片W而选择的化学种。在步骤ST1中，为了在腔室10内从处理气体形成等离子体，供给第1高频电功率和/或第2高频电功率。在步骤ST1中，脉冲状的负极性的直流电压被周期性地施加到上部电极30。在步骤ST1中，作为在周期PT中第1期间P1所占的比例即占空比，使用第1占空比。在步骤ST1中，作为直流电源装置70的输出电压的平均值(即，平均电压)，使用第1平均电压。平均电压是周期PT内的直流电源装置70的输出电压的平均值，由脉冲状的负极性的直流电压和占空比的小数表现的积表示。
为了执行步骤ST1，控制部80执行第1控制。控制部80在第1控制中，如以下的方式控制等离子体处理装置1的各部。即，控制部80控制气体供给部GS，以将处理气体供给到腔室10内。控制部80控制排气装置50，以将腔室10内的压力设定为指定的压力。控制部80控制第1高频电源62和/或第2高频电源64，以供给第1高频电功率和/或第2高频电功率。控制部80控制直流电源装置70，以将脉冲状的负极性的直流电压周期性地施加到上部电极30。控制部80将执行步骤ST1的期间的脉冲状的负极性的直流电压的占空比设定为第1占空比，将执行步骤ST1的期间的周期PT内的直流电源装置70的输出电压的平均值设定为第1平均电压。
在步骤ST2中，执行腔室10内的内壁面的等离子体清洁。在执行步骤ST2的期间，也可以在静电吸盘20上不载置物体。或者，在执行步骤ST2的期间，也可以在静电吸盘20上载置仿真基片。在步骤ST2中，将清洁气体供给到腔室10内。清洁气体包括用于除去形成于腔室10内的内壁面上的沉积物的化学种。应被除去的沉积物可能在步骤ST1或其他的步骤中产生。清洁气体可以为与步骤ST1中使用的处理气体不同的气体，也可以为相同的气体。在步骤ST2中，为了在腔室10内从处理气体形成等离子体，供给第1高频电功率和/或第2高频电功率。在步骤ST2中，将脉冲状的负极性的直流电压周期性地施加到上部电极30。在步骤ST2中，作为在周期PT中第1期间P1所占的比例即占空比，使用第2占空比。在步骤ST2中，作为直流电源装置70的输出电压的平均值(即，平均电压)，使用第2平均电压。
为了执行步骤ST2，控制部80执行第2控制。控制部80在第2控制中，如以下的方式控制等离子体处理装置1的各部。即，控制部80控制气体供给部GS，以将清洁气体供给到腔室10内。控制部80控制排气装置50，以将腔室10内的压力设定为指定的压力。控制部80控制第1高频电源62和/或第2高频电源64，以供给第1高频电功率和/或第2高频电功率。控制部80控制直流电源装置70，以将脉冲状的负极性的直流电压周期性地施加到上部电极30。控制部80将执行步骤ST2的期间的脉冲状的负极性的直流电压的占空比设定为第2占空比，将执行步骤ST1的期间的周期PT内的直流电源装置70的输出电压的平均值设定为第2平均电压。
步骤ST1中使用的第1占空比被设定成比步骤ST2中使用的第2占空比小的值。第1占空比例如可以为30％以下。步骤ST1中使用的脉冲状的负极性的直流电压的水平是根据对基片W的等离子体处理来设定的。不过，步骤ST1中使用的第1平均电压的绝对值被设定成比步骤ST2中使用的第2平均电压的绝对值小的值。
在第1期间P1中，因施加到上部电极30(阴极)的脉冲状的负极性的直流电压，导致在等离子体内的阴极侧(上部电极30侧)和阳极侧(腔室10)等离子体的电中性局部地消失。在第2期间P2中，为了确保等离子体的电中性，在腔室10产生偏压(电位)。利用该偏压，将离子引入到腔室10内的内壁面。
腔室10内的内壁面的偏压根据脉冲状的负极性的直流电压的占空比、脉冲状的负极性的直流电压的绝对值、和周期PT内的直流电源装置的输出电压的平均值(即，平均电压)的绝对值各自增加而增加。利用等离子体处理装置1和方法MT，在对基片W的等离子体处理中，能够将第1占空比和第1平均电压的绝对值设定为比较小的值，因此腔室10内的内壁面中的偏压变得比较小。所以，能够抑制对基片W的等离子体处理中的腔室10内的内壁面的损伤。另外，在执行等离子体清洁的期间，第2占空比和第2平均电压的绝对值被设定成比较大的值，因此腔室10内的内壁面的偏压变得比较大。所以，能够通过等离子体清洁有效地除去形成于腔室10内的内壁面上的沉积物。
以上，说明了各种例示的实施方式，但是不限于上述的例示的实施方式，可以进行各种各样的省略、置换和改变。另外，能够将不同的实施方式中的要素组合来形成其他实施方式。
例如，在方法MT中，也可以在步骤ST1之前执行步骤ST2。另外，在方法MT中，也可以交替地反复进行步骤ST1和步骤ST2。或者，也可以在包含步骤ST1的方法MT中，在需要腔室10内的内壁面的清洁的适当的时刻执行步骤ST2。
以下，说明用于等离子体处理装置1和方法MT的评价而进行的实验。此外，本发明不限于以下说明的实验。
(第1实验)
在第1实验中，使用在上壁面10b、侧壁面10a分别粘贴有由氧化硅形成的第1芯片、第2芯片的状态的等离子体处理装置1，在以下所示的条件下生成了等离子体。在第1实验中，作为脉冲状的负极性的直流电压的水平使用多个水平，作为脉冲状的负极性的直流电压的占空比使用多个占空比。
<第1实验的条件>
·腔室10内的压力：100mTorr(1.333Pa)
·CF4气体：10sccm
·Ar气体：990sccm
·第1高频电功率：60MHz、200W
·第2高频电功率：40MHz、200W
·脉冲状的负极性的直流电压的频率f：400kHz
另外，在比较实验中，不对上部电极30施加脉冲状的负极性的直流电压而连续地施加负极性的直流电压。比较实验中的其他条件设定为与第1条件相同的条件。
在第1实验和比较实验中，求出各芯片的蚀刻速度，即溅射率。图5的(a)和图5的(b)是表示在第1实验中求出的溅射率比的图表。图5的(c)和图5的(d)是表示在比较实验中求出的溅射率比的图表。在图5的(a)和图5的(b)中，横轴表示对上部电极的施加电压(脉冲状的负极性的直流电压)的水平，纵轴表示溅射率比。在图5的(c)和图5的(d)中，横轴表示对上部电极的施加电压(连续的直流电压)的水平，纵轴表示溅射率比。图5的(a)、图5的(b)、图5的(c)和图5的(d)中的溅射率比是按施加电压为0V时的溅射率标准化后的溅射率。图6的(a)和图6的(b)是表示第1实验中求出的溅射率比的图表。在图6的(a)和图6的(b)中，横轴表示占空比，纵轴表示溅射率比。图7的(a)和图7的(b)是表示第1实验中求出的溅射率比的图表。在图7的(a)和图7的(b)中，横轴表示对上部电极30施加的直流电压的平均电压，纵轴表示溅射率比。图5的(a)、图5的(c)、图6的(a)和图7的(a)的溅射率比是根据第1芯片的溅射率求出的溅射率比。图5的(b)、图5的(d)、图6的(b)和图7的(b)的溅射率比是根据第2芯片的溅射率求出的溅射率比。
如图5的(c)和图5的(d)所示，即使增加对上部电极30连续地施加的负极性的直流电压的绝对值，溅射率比也几乎不变化。即，即使增加对上部电极30连续地施加的负极性的直流电压的绝对值，腔室10内的内壁面的偏压也几乎不变化。另一方面，第1实验的结果如图5的(a)和图5的(b)所示，确认了随着对上部电极30施加的脉冲状的负极性的直流电压的绝对值增加而溅射率比增加。即，第1实验的结果，确认了随着对上部电极30施加的脉冲状的负极性的直流电压的绝对值增加，而腔室10内的内壁面的偏压增加。
另外，第1实验的结果如图6的(a)和图6的(b)所示，确认了随着对上部电极30施加的脉冲状的负极性的直流电压的占空比增加，而溅射率比增加。即，第1实验的结果，确认了随着对上部电极30施加的脉冲状的负极性的直流电压的占空比增加，而腔室10内的内壁面的偏压增加。另外，另外，第1实验的结果，确认了如图7的(a)和图7的(b)所示，随着对上部电极30施加的脉冲状的负极性的直流电压的平均电压的绝对值增加，而溅射率比增加。即，第1实验的结果，确认了随着对上部电极30施加的脉冲状的负极性的直流电压的平均电压的绝对值增加，而腔室10内的内壁面的偏压增加。
(第2实验)
在第2实验中，使用等离子体处理装置1在与第1实验相同的条件下生成了等离子体。在第2实验中，测量了形成于静电吸盘20上的样品上的含硅沉积物的量(即，厚度)。此外，含硅沉积物由因正离子的碰撞而从顶板34是否的硅形成。
图8的(a)和图8的(b)是表示第2实验中求出的含硅沉积物量比的图表。在图8的(a)中，横轴表示脉冲状的负极性的直流电压的占空比。图8的(b)中，横轴表示对上部电极的施加电压(脉冲状的负极性的直流电压)的水平。在图8的(a)和图8的(b)中，纵轴表示含硅沉积物量比。图8的(a)的含硅沉积物量比是按占空比为30％时的含硅沉积物的量标准化后的含硅沉积物的量。图8的(b)的含硅沉积物量比是按脉冲状的负极性的直流电压为﹣500V时的含硅沉积物的量标准化后的含硅沉积物的量。
第2实验的结果如图8的(a)所示，确认了形成于静电吸盘20上的样品上的含硅沉积物的量与占空比的相关性小。另一方面，如图8的(b)所示，确认了形成于静电吸盘20上的样品上的含硅沉积物的量随着脉冲状的负极性的直流电压的绝对值增加而增加。因此，确认了通过将步骤ST1中的第1占空比设定为小的值，能够抑制对基片W的等离子体处理的影响，并且减小腔室10内的内壁面的偏压。另外，在步骤ST1中，确认了通过将第1占空比设定为小的值并且调节脉冲状的负极性的直流电压的水平，能够调整对基片W的等离子体处理。
根据以上的说明，本发明的各种实施方式以说明为目的在本说明书中进行说明，应当理解在不脱离本发明的范围和主旨的情况下能够进行各种改变。因此，本说明书公开的各种实施方式并不用于限定，而真正的范围和主旨由所附的权利要求的范围给出。

Claims (8)

1.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：
腔室；
包含设置于所述腔室内的下部电极的基片支承器；
设置于所述基片支承器的上方的上部电极；
用于在所述腔室内生成等离子体的高频电源；
与所述上部电极电连接的直流电源装置；和
控制所述高频电源和所述直流电源装置的控制部，
所述腔室接地，
所述直流电源装置构成为能够周期性地产生脉冲状的负极性的直流电压，
所述直流电源装置的输出电压在周期中的第1期间为负极性的直流电压，在所述周期中的剩余的第2期间的为零伏，以使得周期性地输出所述脉冲状的负极性的直流电压，
所述控制部，
执行第1控制，所述第1控制使所述高频电源供给高频电功率并且使所述直流电源装置将所述脉冲状的负极性的直流电压周期性地施加到所述上部电极，以使得在所述腔室内生成等离子体来执行对载置于所述基片支承器上的基片的等离子体处理，
执行第2控制，所述第2控制使所述高频电源供给高频电功率并且使所述直流电源装置将所述脉冲状的负极性的直流电压周期性地施加到所述上部电极，以使得在所述腔室内生成等离子体来执行对所述腔室内的内壁面的等离子体清洁，
将作为在所述周期中所述第1期间所占的比例即占空比的、在所述第1控制中使用的第1占空比，设定为比在所述第2控制中使用的所述占空比即第2占空比小的值，
将所述第1控制中的所述周期内的所述直流电源装置的所述输出电压的平均值的绝对值，设定为比所述第2控制中的所述周期内的所述直流电源装置的所述输出电压的平均值的绝对值小的值。
2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：
作为所述周期的倒数的频率为400kHz以上。
3.如权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述频率为1MHz以下。
4.如权利要求1～3中任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述第1占空比和所述第2占空比各自为20％以上、50％以下。
5.一种使用等离子体处理装置的等离子体处理方法，其特征在于：
所述等离子体处理装置包括：
腔室；
包含设置于所述腔室内的下部电极的基片支承器；
设置于所述基片支承器的上方的上部电极；
用于在所述腔室内生成等离子体的高频电源；和
与所述上部电极电连接的直流电源装置，
所述腔室接地，
所述直流电源装置构成为能够周期性地产生脉冲状的负极性的直流电压，
所述直流电源装置的输出电压在周期中的第1期间为负极性的直流电压，在所述周期中的剩余的第2期间为零伏，以使得周期性地输出所述脉冲状的负极性的直流电压，
所述等离子体处理方法包括：
对载置于所述基片支承器上的基片执行等离子体处理的步骤；和
对所述腔室的内壁面执行等离子体清洁的步骤，
在所述执行等离子体处理的步骤中，所述高频电源供给高频电功率，并且所述直流电源装置将所述脉冲状的负极性的直流电压周期性地施加到所述上部电极，以使得在所述腔室内生成等离子体，
在所述执行等离子体清洁的步骤中，所述高频电源供给高频电功率，并且所述直流电源装置将所述脉冲状的负极性的直流电压周期性地施加到所述上部电极，以使得在所述腔室内生成等离子体，
将作为在所述周期中所述第1期间所占的比例即占空比的、在所述执行等离子体处理的步骤中使用的第1占空比，设定为比在执行等离子体清洁的步骤中使用的所述占空比即第2占空比小的值，
所述执行等离子体清洁的步骤中的所述周期内的所述直流电源装置的所述输出电压的平均值的绝对值，比所述执行等离子体清洁的步骤中的所述周期内的所述直流电源装置的所述输出电压的平均值的绝对值小。
6.如权利要求5所述的等离子体处理方法，其特征在于：
作为所述周期的倒数的频率为400kHz以上。
7.如权利要求6所述的等离子体处理方法，其特征在于：
所述频率为1MHz以下。
8.如权利要求5～7中任一项所述的等离子体处理方法，其特征在于：
所述第1占空比和所述第2占空比各自为20％以上、50％以下。
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