CN112951698A - 等离子体处理方法及等离子体处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明中公开的等离子体处理方法包括在第1期间，通过从高频电源供应高频电力而在等离子体处理装置的腔室内生成等离子体的工序。等离子体处理方法进一步包括在接续第1期间的第2期间，停止供应源自高频电源的高频电力的工序。等离子体处理方法进一步包括在接续第2期间的第3期间，将负极性的直流电压从偏置电源施加到基板支承器的工序。在第3期间，未供应高频电力。在第3期间，将负极性的直流电压设定为利用二次电子在腔室内生成离子，该二次电子通过使腔室内的离子碰撞基板而释放。

Description

等离子体处理方法及等离子体处理装置

技术领域

本发明的例示性实施方式涉及一种等离子体处理方法及等离子体处理装置。

背景技术

在对基板的等离子体处理中，使用等离子体处理装置。等离子体处理装置具备腔室、基板支承器及高频电源。基板支承器构成为具有下部电极且在腔室内支承基板。高频电源供应高频电力，以在腔室内由气体生成等离子体。在专利文献1(即，日本特开2009-187975号公报)中公开有这种等离子体处理装置。

专利文献1中公开的等离子体处理装置进一步具备DC负脉冲产生装置。DC负脉冲产生装置在从高频电源供应高频电力以生成等离子体时，将负极性的直流电压的脉冲间歇性地施加到下部电极。

发明内容

本发明提供一种相对于使用电力提高基板的处理效率的技术。

在一例示性实施方式中，提供一种等离子体处理方法。等离子体处理方法包括在第1期间，通过从高频电源供应高频电力而在等离子体处理装置的腔室内生成等离子体的工序。在第1期间，未将负极性的直流电压从偏置电源施加到设置于腔室内的基板支承器。等离子体处理方法进一步包括在接续第1期间的第2期间，停止供应源自高频电源的高频电力的工序。在第2期间，未将负极性的直流电压从偏置电源施加到基板支撑器。等离子体处理方法进一步包括在接续第2期间的第3期间，将负极性的直流电压从偏置电源施加到基板支承器的工序。在第3期间，未供应高频电力。在第3期间，将负极性的直流电压设定为利用二次电子在腔室内生成离子，该二次电子通过使腔室内的离子碰撞基板支承器上的基板而释放。

根据一例示性实施方式，能够相对于使用电力提高基板的处理效率。

附图说明

图1是一例示性实施方式所涉及的等离子体处理方法的流程图。

图2是概略表示一例示性实施方式所涉及的等离子体处理装置的图。

图3是高频电力、直流电压、电子密度及离子密度的一例的时序图。

图4是高频电力及直流电压的一例的时序图。

图5是表示一例示性实施方式所涉及的等离子体处理装置的高频电源及偏置电源的结构的图。

图6(a)是表示第1期间内的等离子体的状态及自由基的行为的一例的图，图6(b)是表示第3期间内的离子的行为的一例的图，图6(c)是表示第3期间之后的排气中的副产物的行为的一例的图。

图7是高频电力及直流电压的另一例的时序图。

具体实施方式

以下，对各种例示性实施方式进行说明。

在一例示性实施方式中，提供一种等离子体处理方法。等离子体处理方法包括在第1期间，通过从高频电源供应高频电力而在等离子体处理装置的腔室内生成等离子体的工序。在第1期间，未将负极性的直流电压从偏置电源施加到设置于腔室内的基板支承器。等离子体处理方法进一步包括在接续第1期间的第2期间，停止供应源自高频电源的高频电力的工序。在第2期间，未将负极性的直流电压从偏置电源施加到基板支承器。等离子体处理方法进一步包括在接续第2期间的第3期间，将负极性的直流电压从偏置电源施加到基板支承器的工序。在第3期间，未供应高频电力。在第3期间，将负极性的直流电压设定为利用二次电子在腔室内生成离子，该二次电子通过使腔室内的离子碰撞基板支承器上的基板而释放。

在上述实施方式中，在第1期间生成的等离子体中的电子密度在第2期间迅速减少。在第3期间，通过等离子体中的离子碰撞基板的表面而释放二次电子。在第3期间，通过由所释放的二次电子生成的离子来处理基板。在第3期间，未供应高频电力，因此未发生高频电力的反射。因此，根据上述实施方式，相对于使用电力，基板的处理效率(例如，蚀刻效率)变高。

在一例示性实施方式中，可以重复进行包括生成等离子体的工序、停止供应高频电力的工序及施加负极性的直流电压的工序的一系列工序。

在一例示性实施方式中，等离子体处理方法可以进一步包括在未供应源自高频电源的高频电力且未将直流电压从偏置电源施加到下部电极的状态下排出腔室内的气体的工序。排气工序在执行一次以上包括生成等离子体的工序、停止供应高频电力的工序及施加负极性的直流电压的工序的一系列工序之后执行。根据该实施方式，通过排气工序有效排出执行一系列工序时生成的副产物。

在一例示性实施方式中，可以使一次以上一系列工序与排出气体的工序交替地重复执行。

在一例示性实施方式中，等离子体处理方法可以进一步包括在第2期间，将正极性的直流电压施加到基板支承器的工序。在该实施方式中，在第2期间能够进一步迅速减少等离子体中的电子。因此，能够缩短第2期间。

在一例示性实施方式中，在第3期间施加到基板支承器的负极性的直流电压的绝对值可以为500V以上。

在一例示性实施方式中，在第1期间，来自等离子体的自由基能够附着在基板支承器上的基板。在第3期间，通过由二次电子生成的离子碰撞基板，自由基及离子能够对基板进行蚀刻。

在另一例示性实施方式中，提供一种等离子体处理装置。等离子体处理装置包含腔室、基板支承器、高频电源、偏置电源及控制部。基板支承器包含基台。基板支承器构成为在腔室内支承基板。高频电源构成为供应高频电力，以在腔室内由气体生成等离子体。偏置电源构成为将负极性的直流电压施加到基板支承器。控制部构成为控制高频电源及偏置电源。控制部构成为在第1期间执行第1控制。第1控制包括控制高频电源供应高频电力，以在未将源自偏置电源的负极性的直流电压施加到基板支承器的状态下在腔室内生成等离子体。控制部构成为在接续第1期间的第2期间执行第2控制。第2控制包括控制高频电源，以在未将源自偏置电源的负极性的直流电压施加到基板支承器的状态下停止供应高频电力。控制部构成为在接续第2期间的第3期间执行第3控制。第3控制包括控制偏置电源，以在未供应源自高频电源的高频电力的状态下将负极性的直流电压施加到基板支承器。在第3期间，将施加到基板支承器的负极性的直流电压设定为利用二次电子在腔室内生成离子，该二次电子通过使腔室内的离子碰撞基板支承器上的基板而释放。

在一例示性实施方式中，控制部构成为重复执行包括第1控制、第2控制及第3控制的一系列控制。

在一例示性实施方式中，等离子体处理装置可以进一步具备排气装置。控制部可以构成为在执行一次以上包括第1控制、第2控制及第3控制的一系列控制之后执行第4控制。第4控制包括控制排气装置，以在未供应源自高频电源的高频电力且未将直流电压从偏置电源施加到基板支承器的状态下排出腔室内的气体。

在一例示性实施方式中，控制部可以构成为，使一次以上的一系列控制与第4控制交替地重复执行。

在一例示性实施方式中，第2控制可以进一步包括控制偏置电源或另一偏置电源，以在第2期间将正极性的直流电压施加到基板支承器。

在一例示性实施方式中，在第3期间施加到基板支承器的负极性的直流电压的绝对值可以为500V以上。

以下，参考附图对各种例示性实施方式进行详细说明。另外，在各附图中，对于相同或相应的部分标注相同的符号。

图1是一例示性实施方式所涉及的等离子体处理方法的流程图。执行图1所示的等离子体处理方法(以下，称为“方法MT”)，以在等离子体处理装置中进行对基板的等离子体处理。方法MT中的等离子体处理例如为等离子体蚀刻。

图2是概略表示一例示性实施方式所涉及的等离子体处理装置的图。可利用图2所示的等离子体处理装置1执行方法MT。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具备腔室10。腔室10在其内部设置有内部空间10s。

腔室10包含腔室主体12。腔室主体12具有大致圆筒形状。内部空间10s设置于腔室主体12的内侧。腔室主体12例如由铝形成。腔室主体12的内壁面上设置有具有耐蚀性的膜。具有耐蚀性的膜可以是由氧化铝、氧化钇等陶瓷形成的膜。

在腔室主体12的侧壁形成有通路12p。基板W在内部空间10s与腔室10的外部之间被搬送时，通过通路12p。通路12p能够通过闸阀12g进行开闭。闸阀12g沿腔室主体12的侧壁设置。

在腔室主体12的底部上设置有支承部13。支承部13由绝缘材料形成。支承部13具有大致圆筒形状。在内部空间10s中，支承部13从腔室主体12的底部向上方延伸。支承部13支承基板支承器14。基板支承器14构成为在内部空间10s中支承基板W。

基板支承器14具有基台18及静电卡盘20。基板支承器14可以进一步具有电极板16。电极板16、基台18及静电卡盘20设置于腔室10内。电极板16例如由铝等导体形成，具有大致圆盘形状。基台18设置于电极板16上。基台18例如由铝等导体形成，具有大致圆盘形状。基台18与电极板16电结合。

静电卡盘20设置于基台18上。在静电卡盘20的上表面上载置有基板W。静电卡盘20具有主体及电极。静电卡盘20的主体具有大致圆盘形状，由介电质形成。静电卡盘20的电极为膜状的电极，并设置于静电卡盘20的主体内。静电卡盘20的电极经由开关20s与直流电源20p结合。若对静电卡盘20的电极施加源自直流电源20p的电压，则在静电卡盘20与基板W之间产生静电引力。通过所产生的静电引力，基板W被吸附在静电卡盘20而被静电卡盘20保持。

在基板支承器14的周缘部上搭载有边缘环ER。设置边缘环ER，以提高对基板W的等离子体处理的面内均匀性。边缘环ER呈大致板状且环状。边缘环ER并不受限定，可由硅、碳化硅或石英形成。基板W配置于静电卡盘20上且被边缘环ER包围的区域内。

在基台18的内部设置有流路18f。经由配管22a从设置于腔室10的外部的冷却单元22对流路18f供应热交换介质(例如制冷剂)。供应到流路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，通过热交换介质与基台18的热交换来调节载置于静电卡盘20上的基板W的温度。

等离子体处理装置1中设置有气体供应管路24。气体供应管路24对静电卡盘20的上表面与基板W的背面之间的间隙供应来自传热气体供应机构的传热气体(例如He气体)。

等离子体处理装置1进一步具备上部电极30。上部电极30设置于基板支承器14的上方。上部电极30经由部件32被支承于腔室主体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可包含顶板34及支承体36。顶板34的下表面是内部空间10s侧的下表面，并界定内部空间10s。顶板34可由焦耳热少的低电阻的导电体或半导体形成。顶板34上形成有多个气体吐出孔34a。多个气体吐出孔34a将顶板34沿其板厚方向贯穿。

支承体36装卸自如地支承顶板34。支承体36由铝等导电性材料形成。支承体36的内部设置有气体扩散室36a。支承体36上形成有多个气体孔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分别与多个气体吐出孔34a连通。支承体36上形成有气体导入口36c。气体导入口36c与气体扩散室36a连接。气体供应管38连接于气体导入口36c。

经由阀组41、流量控制器组42及阀组43，气源组40连接于气体供应管38。气源组40包含多个气源。阀组41及阀组43中的每一个包含多个开闭阀。流量控制器组42包含多个流量控制器。流量控制器组42的多个流量控制器中的每一个为质量流量控制器或压力控制式的流量控制器。气源组40的多个气源中的每一个经由阀组41的对应开闭阀、流量控制器组42的对应流量控制器及阀组43的对应开闭阀，与气体供应管38连接。

等离子体处理装置1中，沿腔室主体12的内壁面，装卸自如地设置有屏蔽件46。屏蔽件46还设置于支承部13的外周。屏蔽件46防止蚀刻副产物附着在腔室主体12。屏蔽件46例如通过在由铝形成的部件的表面形成具有耐蚀性的膜来构成。具有耐蚀性的膜可以是由氧化钇等陶瓷形成的膜。

在支承部13与腔室主体12的侧壁之间设置有隔板48。隔板48例如通过在由铝形成的部件的表面形成具有耐蚀性的膜来构成。具有耐蚀性的膜可以是由氧化钇等陶瓷形成的膜。隔板48上形成有多个贯穿孔。在隔板48的下方且腔室主体12的底部设置有排气口12e。排气装置50经由排气管52与排气口12e连接。排气装置50具有压力调节阀及涡轮分子泵等真空泵。

等离子体处理装置1进一步具备高频电源61。高频电源61构成为产生高频电力HF。高频电力HF的频率例如是在13MHz以上、200MHz以下的范围内的频率。高频电源61供应高频电力HF，以由腔室10内的气体生成等离子体。

在一实施方式中，高频电源61经由匹配器61m与基台18电结合，基台18作为下部电极发挥作用。匹配器61m具有匹配电路。匹配器61m的匹配电路构成为使高频电源61的负载侧(基台侧)的阻抗与高频电源61的输出阻抗匹配。在另一实施方式中，高频电源61可以经由匹配器61m与上部电极30电结合。

在高频电源61与匹配器61m之间，可以结合有环行器61c及定向耦合器61d。环行器61c具有第1～第3端口。环行器61c在第1端口接收源自高频电源61的高频电力HF，并从第2端口朝向高频电源61的负载(即，基台18或上部电极30)输出高频电力HF。环行器61c从第3端口输出在第2端口接收的反射波，以防止该反射波返回高频电源61。定向耦合器61d输出高频电力HF的进行波的一部分及源自高频电源61的负载的反射波的一部分。进行波的一部分功率及反射波的一部分功率在后述控制部80中用于负载功率控制。

等离子体处理装置1进一步具备偏置电源62。偏置电源62与基板支承器电结合。在一实施方式中，偏置电源62与基台18电结合。在一实施方式中，偏置电源62经由滤波器62f与基台18结合。滤波器62f是构成为抑制高频流入偏置电源62的低通滤波器。偏置电源62构成为产生负极性的直流电压V_B，以将离子引入基板支承器14。将负极性的直流电压V_B施加到基台18。

等离子体处理装置1进一步具备控制部80。控制部80可以是具备处理器、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。在控制部80中，操作者能够用输入装置进行指令的输入操作等，以管理等离子体处理装置1。并且，在控制部80中，通过显示装置，能够显示等离子体处理装置1的可视化的工作状况。而且，在控制部80的存储部储存控制程序及配方数据。通过控制部80的处理器执行控制程序，以在等离子体处理装置1中执行各种处理。控制部80的处理器执行控制程序，按照配方数据控制等离子体处理装置1的各部，由此能够在等离子体处理装置1中执行方法MT。

以下，与图2一同参考图3及图4。图3是高频电力、直流电压、电子密度及离子密度的一例的时序图。图4是高频电力及直流电压的一例的时序图。在图3及图4中，V_OUT表示偏置电源62的输出电压。在图3中，Ne表示腔室10内的电子密度，Ni表示在腔室10内的离子密度。

如图3所示，高频电源61在第1期间P₁供应高频电力HF。高频电源61在接续第1期间P₁的第2期间P₂及接续第2期间P₂的第3期间P₃停止供应高频电力HF。即，高频电源61供应高频电力HF的脉冲。在第1～第3期间中，在第1期间P₁维持高频电力HF的脉冲。

在第1～第3期间中，偏置电源62在第3期间P₃，将负极性的直流电压V_B施加到基台18。偏置电源62在第1期间P₁及第2期间P₂，停止对基台18施加负极性的直流电压V_B。

高频电源61及偏置电源62受到控制部80的控制。控制部80在第1期间P₁执行第1控制。第1控制包括控制高频电源61供应高频电力HF，以在未将源自偏置电源62的负极性的直流电压V_B施加到基台18的状态下在腔室10内生成等离子体。第1控制可以进一步包括控制偏置电源62，以停止负极性的直流电压V_B向基台18的施加。第1控制可以进一步包括控制气体供应部，以将所选择的气体供应至腔室10内，且控制排气装置50，以将腔室10内的气体压力设定为指定压力。在第1期间P₁，通过基于高频电力HF的高频电场，在腔室10内由气体生成等离子体。

控制部80在第2期间P₂执行第2控制。第2控制包括控制高频电源61，以在未将源自偏置电源62的负极性的直流电压V_B施加到基台18的状态下停止供应高频电力HF。第2控制可以进一步包括控制偏置电源62，以维持负极性的直流电压V_B向基台18的施加被停止的状态。第2控制可以进一步包括控制气体供应部，以将所选择的气体供应至腔室10内，且控制排气装置50，以将腔室10内的气体压力设定为指定压力。另外，第2期间P₂的时长，预先设定为虽然在第1期间P₁生成的等离子体中的离子残留在腔室10内，但等离子体中的电子实质上消失。

控制部80在第3期间P₃执行第3控制。第3控制包括控制偏置电源62，以在未供应源自高频电源61的高频电力HF的状态下将负极性的直流电压V_B施加到基台18。即，偏置电源62将负极性的直流电压V_B的脉冲施加到基台18。在第1～第3期间中，在第3期间P₃维持负极性的直流电压V_B的脉冲。第3控制可以进一步包括控制高频电源61，以维持高频电力HF的供应被停止的状态。第3控制可以进一步包括控制气体供应部，以将所选择的气体供应至腔室10内，且进一步包括控制排气装置50，以将腔室10内的气体压力设定为指定压力。在第3控制中，即在第3期间P₃，预先设定负极性的直流电压V_B，以利用通过使腔室10内的离子碰撞基板支承器14上的基板W而释放的二次电子在腔室10内生成离子。负极性的直流电压V_B的绝对值例如为500V以上。在第3期间P₃，由二次电子生成的离子通过利用负极性的直流电压V_B生成的偏置而朝向基板W加速。

在一实施方式中，控制部80可以重复执行包括第1控制、第2控制及第3控制的一系列控制。即，如图3及图4所示，高频电源61可以以第1周期T₁重复(即周期性地)供应高频电力HF的脉冲。在该实施方式中，偏置电源62也能够将负极性的直流电压V_B以第1周期T₁重复(即周期性地)施加到基台18。第1周期T₁可以是以100kHz以上、800kHz以下的频率规定的周期。

在一实施方式中，控制部80可以在执行一次以上上述一系列控制之后执行第4控制。第4控制包括控制排气装置50，以在未供应源自高频电源61的高频电力HF且未将直流电压从偏置电源62施加到基台18的状态下排出腔室10内的气体。即，如图4所示，控制部80在期间T_ON，执行一次以上上述一系列控制，在接续期间T_ON的期间T_OFF执行第4控制。在期间T_ON，可以以第1周期T₁周期性地执行上述一系列控制。并且，控制部80可以使一次以上的上述一系列控制与第4控制交替地重复执行。即，控制部80可以以第2周期T₂周期性地执行包括执行一次以上上述一系列控制及执行第4控制的另一系列控制。第2周期T₂可以是以1kHz以上、40kHz以下的频率规定的周期。

以下，参考图5。图5是表示一例示性实施方式所涉及的等离子体处理装置的高频电源及偏置电源的结构的图。在一实施方式中，高频电源61可以具有高频信号发生器61g及放大器61a。高频信号发生器61g产生高频信号。高频信号的频率与高频电力HF的频率相同。高频信号发生器61g的输出与放大器61a结合。放大器61a放大源自高频信号发生器61g的高频信号，并输出高频电力HF。

等离子体处理装置1可以进一步具备同步信号发生器64。控制部80控制同步信号发生器64，以产生与第1期间P₁的开始时点及结束时点同步的第1同步信号。高频信号发生器61g根据第1同步信号，在第1期间P₁的开始时点开始生成高频信号，在第1期间P₁的结束时点停止生成高频信号。通过这种基于控制部80的高频电源61的控制，在第1期间P₁供应高频电力HF。

在一实施方式中，偏置电源62可以具有直流电源62p、开关元件62s1、开关元件62s2及虚拟负载62d。直流电源62p是产生负极性的直流电压V_B的直流电源。直流电源62p可以是可变直流电源。

直流电源62p经由开关元件62s1与基台18电结合。在开关元件62s1处于导通状态时，将源自直流电源62p的电压施加到基台18。另一方面，开关元件62s1处于非导通状态时，未将源自直流电源62p的电压施加到基台18。

开关元件62s2在(直流电源62p与基台18之间的)电路径上的节点与虚拟负载62d之间结合。在开关元件62s2处于导通状态时，将基台18的电位迅速设定成接地电位。

控制部80控制同步信号发生器64，以产生与第3期间P₃的开始时点及结束时点同步的第2同步信号。将第2同步信号提供至开关元件62s1及开关元件62s2。开关元件62s1根据第2同步信号，在第3期间P₃的开始时点成为导通状态，在第3期间P₃的结束时点成为非导通状态。开关元件62s2根据第2同步信号，在第3期间P₃的开始时点成为非导通状态，在第3期间P₃的结束时点成为导通状态。

再次参考图1。并且，除了图1以外，还参考图6(a)、图6(b)及图6(c)。图6(a)是表示第1期间内的等离子体的状态及自由基的行动的一例的图，图6(b)是表示第3期间内的离子的行动的一例的图，图6(c)是表示第3期间之后的排气中的副产物的行动的一例的图。在图6(a)、图6(b)及图6(c)中，还示出基板W的一部分。基板W具有底面区域UR、膜EF及掩模MK。膜EF设置于底面区域UR上。掩模MK设置于膜EF上，且具有露出一部分膜EF的表面的图案。以下，以使用等离子体处理装置1的情况为例，对方法MT进行详细说明。

方法MT在工序ST1中开始。在第1期间P₁执行工序ST1。通过执行工序ST1，在第1期间P₁，从高频电源61供应高频电力HF。在第1期间P₁，未将负极性的直流电压V_B从偏置电源62施加到基台18。如图6(a)所示，通过执行工序ST1，在第1期间P₁，在腔室10内生成等离子体PL。通过由高频电力HF的供应而产生的高频电场解离气体，所产生的电子碰撞气体中的分子和/或原子，由此生成等离子体PL。即，在第1期间P₁，等离子体PL以α模式生成。在第1期间P₁，源自等离子体PL的自由基CR附着在膜EF的表面。另外，控制部80执行上述第1控制，以执行工序ST1。

在第2期间P₂执行接下来的工序ST2。通过执行工序ST2，在第2期间P₂，停止供应源自高频电源61的高频电力HF。在第2期间P₂，未将负极性的直流电压V_B从偏置电源62施加到基台18。如图3所示，在第1期间P₁生成的等离子体PL中的离子即使第2期间P₂结束也会残留在腔室10内，但等离子体PL中的电子在第2期间P₂迅速减少，实质上消失。另外，控制部80执行上述第2控制，以执行工序ST2。

在第3期间P₃执行接下来的工序ST3。通过执行工序ST3，在第3期间P₃，将负极性的直流电压V_B从偏置电源62施加到基台18。在第3期间P₃未供应高频电力HF。在第3期间P₃，若将负极性的直流电压V_B施加到基台18，则离子CI朝向基板W加速并碰撞基板W的表面。其结果，从基板W的表面释放二次电子。第3期间P₃，通过被释放的二次电子与气体中的分子和/或原子碰撞，在腔室10内生成离子。其结果，如图3所示，在第3期间P3，腔室10内的离子密度增加。即，在第3期间P₃，等离子体以γ模式生成。另外，产生γ模式的负极性的直流电压V_B的绝对值例如为500V以上。

如图6(b)所示，在第3期间P₃，通过二次电子碰撞气体中的分子和/或原子而生成的离子CI通过基于负极性的直流电压V_B的偏置，朝向基板W加速。其结果，基板W被处理。在一例中，基板W的膜EF被蚀刻。在该例中，离子CI碰撞基板W而发生离子CI和/或自由基CR与膜EF的材料之间的反应，由此膜EF被蚀刻。通过该反应，生成副产物CB(参考图6(c))。另外，控制部80执行上述第3控制，以执行工序ST3。

在第3期间P₃，未供应高频电力HF，因此未发生高频电力HF的反射。因此，根据方法MT及等离子体处理装置1，相对于使用电力，基板W的处理效率(例如，蚀刻效率)变高。

相较于以α模式生成的等离子体，以γ模式生成的等离子体具有离子电流大的特征。离子电流越大，蚀刻速率变得越高。因此，根据使用在第3期间P₃以γ模式生成的等离子体的膜EF的蚀刻，可获得高蚀刻速率。并且，以γ模式生成的等离子体的电子温度低于以α模式生成的等离子体的电子温度。电子温度低时，气体中的分子和/或原子的解离被抑制而生成重离子。可以大致垂直地将重离子引入到形成于膜EF上的开口的底部。因此，通过使用在第3期间P₃以γ模式生成的等离子体，能够将膜EF蚀刻成大致垂直地形成高纵横比的开口。并且，能够抑制形成于膜EF的开口沿横向扩展。

在一实施方式中，可以重复进行包括工序ST1～工序ST3的一系列工序SQ1。一系列工序SQ1的重复周期是上述第1周期T₁。在该实施方式中，方法MT包括工序STa。在工序STa中，判定是否满足停止条件。一系列工序SQ1的执行次数达到规定次数时满足停止条件。若判定在工序STa中未满足停止条件，则再次执行一系列工序SQ1。若判定在工序STa中满足停止条件，则结束一系列工序SQ1的重复。另外，控制部80重复上述一系列控制，以重复一系列工序SQ1。

在一实施方式中，方法MT可以进一步包括工序ST4。在执行一次以上一系列工序SQ1之后执行工序ST4。在工序ST4中，通过排气装置50排出腔室10内的气体。在未供应源自高频电源61的高频电力HF且未将负极性的直流电压V_B从偏置电源62施加到基台18的状态下执行工序ST4。如图6(c)所示，在工序ST4中，从腔室10排出副产物CB。即，通过执行工序ST4，从腔室10有效排出在一系列工序SQ1中生成的副产物CB。

在一实施方式中，一次以上的一系列工序SQ1与工序ST4被交替地重复执行。即，可以重复一系列工序SQ1的一次以上的执行与包括工序ST4的一系列工序SQ2。一系列工序SQ2的重复周期是上述第2周期T₂。在该实施方式中，方法MT进一步包括工序STb。在工序STb中，判定是否满足停止条件。一系列工序SQ2的执行次数达到规定次数时满足停止条件。若判定在工序STb中未满足停止条件，则再次执行一系列工序SQ2。若判定在工序STb中满足停止条件，则结束一系列工序SQ2的重复。

以下，参考图7。图7是高频电力及直流电压的另一例的时序图。在另一实施方式中，如图7所示，在第2期间P₂，可以通过偏置电源62将正极性的直流电压施加到基台18。在第2期间P₂，可以通过另一偏置电源将正极性的直流电压施加到基台18。根据该实施方式，能够进一步迅速减少等离子体PL中的电子。因此，能够缩短第2期间P₂。

另外，在图3、图4及图7所示的例子中，负极性的直流电压V_B作为在第3期间P₃期间具有一定的电压值的电压而示出，但并不限定于这些例子。负极性的直流电压V_B也可以包含几个电压值。另外，图7所示的正极性的直流电压也可以包含几个电压值。

以上，对各种例示性实施方式进行了说明，但并不限定于上述例示性实施方式，可以进行各种追加、省略、置换及变更。并且，能够组合不同实施方式的要件来形成另一实施方式。

在另一实施方式中，等离子体处理装置可以是感应耦合型等离子体处理装置等其他类型等离子体处理装置。在感应耦合型等离子体处理装置中，高频电力HF供应至用于生成感应耦合等离子体的天线。

在另一实施方式中，一个以上的偏置电极可以设置在静电卡盘20的主体内，也可以为了负极性的直流电压而与偏置电源62结合(另外，为了正极性的直流电压，也可以与其他的偏置电源结合)。偏置电极也可以是静电卡盘的上述电极。

从以上说明可知，本发明的各种实施方式在本说明书中以说明的目的进行说明，在不脱离本发明的范围及主旨的情况下能够进行各种变更。因此，本说明书中公开的各种实施方式并不旨在限定，通过附加的技术方案的范围示出真正的范围和主旨。

Claims (13)

1.一种等离子体处理方法，其包括：

在第1期间，通过从高频电源供应高频电力而在等离子体处理装置的腔室内生成等离子体的工序，在该工序的该第1期间，未将负极性的直流电压从偏置电源施加到设置于该腔室内的基板支承器；

在接续所述第1期间的第2期间，停止供应源自所述高频电源的所述高频电力的工序，在该工序的该第2期间，未将所述负极性的直流电压从所述偏置电源施加到所述基板支承器；及

在接续所述第2期间的第3期间，将所述负极性的直流电压从所述偏置电源施加到所述基板支承器的工序，在该工序的该第3期间，未供应所述高频电力，在该第3期间，将所述负极性的直流电压设定为利用二次电子在所述腔室内生成离子，所述二次电子通过使所述腔室内的离子碰撞所述基板支承器上的基板而释放。

2.根据权利要求1所述的等离子体处理方法，其中，

重复进行包括生成等离子体的所述工序、停止供应所述高频电力的所述工序及施加所述负极性的直流电压的所述工序的一系列工序。

3.根据权利要求1所述的等离子体处理方法，其进一步包括：

在执行一次以上包括生成等离子体的所述工序、停止供应所述高频电力的所述工序及施加所述负极性的直流电压的所述工序的一系列工序之后，在未供应源自所述高频电源的所述高频电力且在未将直流电压从所述偏置电源施加到所述基板支承器的状态下排出所述腔室内的气体的工序。

4.根据权利要求3所述的等离子体处理方法，其中，

一次以上所述一系列工序与排出气体的所述工序被交替地重复执行。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的等离子体处理方法，其进一步包括：

在所述第2期间，将正极性的直流电压施加到所述基板支承器的工序。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的等离子体处理方法，其中，

在所述第3期间施加到所述基板支承器的所述负极性的直流电压的绝对值为500V以上。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的等离子体处理方法，其中，

在所述第1期间，来自所述等离子体的自由基附着在所述基板支承器上的所述基板上，

在所述第3期间，通过由所述二次电子生成的所述离子碰撞所述基板，所述自由基及所述离子对所述基板进行蚀刻。

8.一种等离子体处理装置，其具备：

腔室；

基板支承器，构成为包含基台且在所述腔室内支承基板；

高频电源，构成为供应高频电力以在所述腔室内由气体生成等离子体；

偏置电源，构成为将负极性的直流电压施加到所述基板支承器；及

控制部，构成为控制所述高频电源及所述偏置电源，

所述控制部构成为在第1期间执行第1控制，该第1控制包括控制所述高频电源供应所述高频电力，以在未将源自所述偏置电源的所述负极性的直流电压施加到所述基板支承器的状态下在所述腔室内生成等离子体，

所述控制部构成为在接续所述第1期间的第2期间执行第2控制，该第2控制包括控制所述高频电源，以在未将源自所述偏置电源的所述负极性的直流电压施加到所述基板支承器的状态下停止供应所述高频电力，

所述控制部构成为在接续所述第2期间的第3期间执行第3控制，该第3控制包括控制所述偏置电源，以在未供应源自所述高频电源的所述高频电力的状态下将所述负极性的直流电压施加到所述基板支承器，所述负极性的直流电压设定为利用通过使所述腔室内的离子碰撞所述基板支承器上的基板而释放的二次电子在所述腔室内生成离子。

9.根据权利要求8所述的等离子体处理装置，其中，

所述控制部构成为重复执行包括所述第1控制、所述第2控制及所述第3控制的一系列控制。

10.根据权利要求8所述的等离子体处理装置，其进一步具备排气装置，

所述控制部构成为在执行一次以上包括所述第1控制、所述第2控制及所述第3控制的一系列控制之后执行第4控制，该第4控制包括控制所述排气装置，以在未供应源自所述高频电源的所述高频电力且未将直流电压从所述偏置电源施加到所述基板支承器的状态下排出所述腔室内的气体。

11.根据权利要求10所述的等离子体处理装置，其中，

所述控制部构成为使一次以上所述一系列控制与所述第4控制交替地重复执行。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的等离子体处理装置，其中，

所述第2控制进一步包括控制所述偏置电源或另一偏置电源，以在所述第2期间将正极性的直流电压施加到所述基板支承器。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的等离子体处理装置，其中，

在所述第3期间施加到所述基板支承器的所述负极性的直流电压的绝对值为500V以上。

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