JP2023043151A - プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマ処理における基板のエッジ領域でのチルト角度の制御性と、基板とエッジリングとの間の異常放電の少なくとも一方を改善する。【解決手段】基板にプラズマ処理を行う装置であって、チャンバと、前記チャンバ内に配置された基板支持体であり、基台と、前記基台上の静電チャックと、前記静電チャック上に載置された基板を囲むように配置されるエッジリングとを有する前記基板支持体と、前記チャンバの内部のガスからプラズマを生成するための高周波電力を供給する高周波電源と、前記エッジリングに負極性の直流電圧を印加する直流電源と、前記直流電圧の波形を制御する波形制御素子と、前記波形制御素子の定数を調整して、前記直流電圧が所望の値に到達するまでの時間を制御する制御部と、を備える。【選択図】図２

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には、チャンバ内に配されてウェハを載置する載置台と、載置台上においてウェハを囲むように配されるエッジリングとを備え、ウェハにプラズマ処理を施すプラズマ処理装置が開示されている。このプラズマ処理装置では、プラズマによって消耗したエッジリングに負の直流電圧を印加することで、シースの歪みを解消し、イオンをウェハの全面において垂直に入射させることを図っている。

特開２００８－２２７０６３号公報

本開示にかかる技術は、プラズマ処理における基板のエッジ領域でのチルト角度の制御性と、基板とエッジリングとの間の異常放電の少なくとも一方を改善する。

本開示の一態様は、基板にプラズマ処理を行う装置であって、チャンバと、前記チャンバ内に配置された基板支持体であり、基台と、前記基台上の静電チャックと、前記静電チャック上に載置された基板を囲むように配置されるエッジリングとを有する前記基板支持体と、前記チャンバの内部のガスからプラズマを生成するための高周波電力を供給する高周波電源と、前記エッジリングに負極性の直流電圧を印加する直流電源と、前記直流電圧の波形を制御する波形制御素子と、前記波形制御素子の定数を調整して、前記直流電圧が所望の値に到達するまでの時間を制御する制御部と、を備える。

本開示によれば、プラズマ処理における基板のエッジ領域でのチルト角度の制御性と、基板とエッジリングとの間の異常放電の少なくとも一方を改善できる。

本実施形態にかかるプラズマ処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。 本実施形態にかかるプラズマ処理装置の電源系の説明図である。 第２のＲＦフィルタの内部構成の一例を示す説明図である。 第２のＲＦフィルタの内部構成の一例を示す説明図である。 第２のＲＦフィルタの内部構成の一例を示す説明図である。 第２のＲＦフィルタの内部構成の一例を示す説明図である。 エッジリングの消耗によるシースの形状の変化及びイオンの入射方向の傾きの発生を示す説明図である。 シースの形状の変化及びイオンの入射方向の傾きの発生を示す説明図である。 直流電源からの直流電圧、第２のＲＦフィルタのインピーダンス、及びチルト補正角度の関係を示す説明図である。 本実施形態における高周波電力と直流電圧の経時変化を示す説明図である。 他の実施形態にかかるプラズマ処理装置の電源系の説明図である。 他の実施形態にかかるプラズマ処理装置の電源系の説明図である。 他の実施形態にかかるプラズマ処理装置の電源系の説明図である。 他の実施形態における高周波電力と直流電圧の経時変化を示す説明図である。 他の実施形態における高周波電力と直流電圧の経時変化を示す説明図である。

半導体デバイスの製造工程では、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）にプラズマ処理が行われる。プラズマ処理では、処理ガスを励起させることによりプラズマを生成し、当該プラズマによってウェハを処理する。

プラズマ処理は、プラズマ処理装置で行われる。プラズマ処理装置は、一般的に、チャンバ、ステージ、高周波（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＲＦ）電源を備える。一例では、高周波電源は、第１の高周波電源、及び第２の高周波電源を備える。第１の高周波電源は、チャンバ内のガスのプラズマを生成するために、第１の高周波電力を供給する。第２の高周波電源は、ウェハにイオンを引き込むために、バイアス用の第２の高周波電力を下部電極に供給する。チャンバの内部空間でプラズマが生成される。ステージは、チャンバ内に設けられている。ステージは、下部電極及び静電チャックを有する。一例では、静電チャック上には、当該静電チャック上に載置されたウェハを囲むようにエッジリングが配置される。エッジリングは、ウェハに対するプラズマ処理の均一性を向上させるために設けられる。

エッジリングは、プラズマ処理が実施される時間の経過に伴い、消耗し、エッジリングの厚みが減少する。エッジリングの厚みが減少すると、エッジリング及びウェハのエッジ領域の上方においてシースの形状が変化する。このようにシースの形状が変化すると、ウェハのエッジ領域におけるイオンの入射方向が鉛直方向に対して傾斜する。その結果、ウェハのエッジ領域に形成される凹部が、ウェハの厚み方向に対して傾斜する。

ウェハのエッジ領域においてウェハの厚み方向に延びる凹部を形成するためには、エッジリング及びウェハのエッジ領域の上方におけるシースの形状を制御して、ウェハのエッジ領域へのイオンの入射方向の傾きを調整する必要がある。そこで、エッジリング及びウェハのエッジ領域の上方におけるシースの形状を制御するために、例えば特許文献１では、直流電源からエッジリングに負の直流電圧を印加するように構成されたプラズマ処理装置が提案されている。

ところで、従来のプラズマ処理装置では、第１の高周波電力及び第２の高周波電力のうち一方又は双方の高周波電力をパルス状に供給する場合がある。このようなプラズマ処理では、ウェハとエッジリングとの間の電位差による放電が生じるおそれがある。このため、プラズマ処理装置は、パルス状に供給される高周波電力に同期して、エッジリングに直流電圧を印加する場合がある。

しかしながら、高周波電力をパルス状に供給する際には、高周波電力の反射（反射電力）の影響により、バイアスがすぐに立ち上がらない。このため、高周波電力に同期して、直流電圧をエッジリングに印加したとしても、ウェハとエッジリングとの間に電位差が生じて、放電が生じるリスクを十分に低減することができない場合がある。そしてその結果、ウェハがダメージを被る場合がある。

本開示にかかる技術は、基板とエッジリングとの間の放電を抑制する。以下、本実施形態にかかるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜プラズマ処理装置＞
先ず、本実施形態にかかるプラズマ処理装置について説明する。図１は、プラズマ処理装置１の構成の概略を示す縦断面図である。図２は、エッジリング１４に直流電圧を印加する電源系の説明図である。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。プラズマ処理装置１では、基板としてのウェハＷに対してプラズマ処理を行う。プラズマ処理は特に限定されるものではないが、例えばエッチング処理、成膜処理、拡散処理などが行われる。

図１に示すようにプラズマ処理装置１は、略円筒形状のチャンバ１０を有している。チャンバ１０は、その内部においてプラズマが生成される処理空間Ｓを画成する。チャンバ１０は、例えばアルミニウムから構成されている。チャンバ１０はグランド電位に接続されている。

チャンバ１０の内部には、ウェハＷを載置する基板支持体としてのステージ１１が収容されている。ステージ１１は、下部電極１２、静電チャック１３、及びエッジリング１４を有している。下部電極は、基台の一例である。なお、下部電極１２の下面側には、例えばアルミニウムから構成される電極プレート（図示せず）が設けられていてもよい。

下部電極１２は、導電性の材料、例えばアルミニウム等の金属で構成されており、略円板形状を有している。

なお、ステージ１１は、静電チャック１３、エッジリング１４、及びウェハＷのうち少なくとも１つを所望の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、流路、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路には、冷媒、伝熱ガスのような温調媒体が流れる。

一例では、下部電極１２の内部に、流路１５ａが形成される。流路１５ａには、チャンバ１０の外部に設けられたチラーユニット（図示せず）から入口配管１５ｂを介して温調媒体が供給される。流路１５ａに供給された温調媒体は、出口流路１５ｃを介してチラーユニットに戻るようになっている。流路１５ａの中に温調媒体、例えば冷却水等の冷媒を循環させることにより、静電チャック１３、エッジリング１４、及びウェハＷを所望の温度に冷却することができる。

静電チャック１３は、下部電極１２上に設けられている。一例では、静電チャック１３は、ウェハＷとエッジリング１４の両方を静電力により吸着保持可能に構成された部材である。静電チャック１３は、周縁部の上面に比べて中央部の上面が高く形成されている。静電チャック１３の中央部の上面は、ウェハＷが載置されるウェハ載置面となり、一例では、静電チャック１３の周縁部の上面は、エッジリング１４が載置されるエッジリング載置面となる。

一例では、静電チャック１３の内部において中央部には、ウェハＷを吸着保持するための第１の電極１６ａが設けられている。静電チャック１３の内部において周縁部には、エッジリング１４を吸着保持するための第２の電極１６ｂが設けられている。静電チャック１３は、絶縁材料からなる絶縁材の間に電極１６ａ、１６ｂを挟んだ構成を有する。

第１の電極１６ａには、直流電源（図示せず）からの直流電圧が印加される。これにより生じる静電力により、静電チャック１３の中央部の上面にウェハＷが吸着保持される。同様に、第２の電極１６ｂには、直流電源（図示せず）からの直流電圧が印加される。一例では、これにより生じる静電力により、静電チャック１３の周縁部の上面にエッジリング１４が吸着保持される。

なお、本実施形態において、第１の電極１６ａが設けられる静電チャック１３の中央部と、第２の電極１６ｂが設けられる周縁部とは一体となっているが、これら中央部と周縁部とは別体であってもよい。また、第１の電極１６ａ及び第２の電極１６ｂは、いずれも単極であってもよく、双極であってもよい。

また、本実施形態においてエッジリング１４は、第２の電極１６ｂに直流電圧を印加することで静電チャック１３に静電吸着されるが、エッジリング１４の保持方法はこれに限定されない。例えば、吸着シートを用いてエッジリング１４を吸着保持してもよいし、エッジリング１４をクランプして保持してもよい。或いは、エッジリング１４の自重によりエッジリング１４が保持されてもよい。

エッジリング１４は、静電チャック１３の中央部の上面に載置されたウェハＷを囲むように配置される、環状部材である。エッジリング１４は、プラズマ処理の均一性を向上させるために設けられる。このため、エッジリング１４は、プラズマ処理に応じて適宜選択される材料から構成されており、導電性を有し、例えばＳｉやＳｉＣから構成され得る。

以上のように構成されたステージ１１は、チャンバ１０の底部に設けられた略円筒形状の支持部材１７に締結される。支持部材１７は、例えばセラミックや石英等の絶縁体により構成される。

ステージ１１の上方には、ステージ１１と対向するように、シャワーヘッド２０が設けられている。シャワーヘッド２０は、処理空間Ｓに面して配置される電極板２１、及び電極板２１の上方に設けられる電極支持体２２を有している。電極板２１は、下部電極１２と一対の上部電極として機能する。後述するように第１の高周波電源５０が下部電極１２に電気的に結合されている場合には、シャワーヘッド２０は、グランド電位に接続される。なお、シャワーヘッド２０は、絶縁性遮蔽部材２３を介して、チャンバ１０の上部（天井面）に支持されている。

電極板２１には、後述のガス拡散室２２ａから送られる処理ガスを処理空間Ｓに供給するための複数のガス噴出口２１ａが形成されている。電極板２１は、例えば、発生するジュール熱の少ない低い電気抵抗率を有する導電体又は半導体から構成される。

電極支持体２２は、電極板２１を着脱自在に支持する。電極支持体２２は、例えばアルミニウム等の導電性材料の表面に耐プラズマ性を有する膜が形成された構成を有している。この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜、又は、酸化イットリウムなどのセラミック製の膜であり得る。電極支持体２２の内部には、ガス拡散室２２ａが形成されている。ガス拡散室２２ａからは、ガス噴出口２１ａに連通する複数のガス流通孔２２ｂが形成されている。また、ガス拡散室２２ａには、後述するガス供給管３３に接続されるガス導入孔２２ｃが形成されている。

また、電極支持体２２には、ガス拡散室２２ａに処理ガスを供給するガス供給源群３０が、流量制御機器群３１、バルブ群３２、ガス供給管３３、ガス導入孔２２ｃを介して接続されている。

ガス供給源群３０は、プラズマ処理に必要な複数種のガス供給源を有している。流量制御機器群３１は複数の流量制御器を含み、バルブ群３２は複数のバルブを含んでいる。流量制御機器群３１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。プラズマ処理装置１においては、ガス供給源群３０から選択された一以上のガス供給源からの処理ガスが、流量制御機器群３１、バルブ群３２、ガス供給管３３、ガス導入孔２２ｃを介してガス拡散室２２ａに供給される。そして、ガス拡散室２２ａに供給された処理ガスは、ガス流通孔２２ｂ、ガス噴出口２１ａを介して、処理空間Ｓ内にシャワー状に分散されて供給される。

チャンバ１０の底部であって、チャンバ１０の内壁と支持部材１７との間には、バッフルプレート４０が設けられている。バッフルプレート４０は、例えばアルミニウム材に酸化イットリウム等のセラミックスを被覆することにより構成される。バッフルプレート４０には、複数の貫通孔が形成されている。処理空間Ｓは当該バッフルプレート４０を介して排気口４１に連通されている。排気口４１には例えば真空ポンプ等の排気装置４２が接続され、当該排気装置４２により処理空間Ｓ内を減圧可能に構成されている。

また、チャンバ１０の側壁にはウェハＷの搬入出口４３が形成され、当該搬入出口４３はゲートバルブ４４により開閉可能となっている。

プラズマ処理装置１は、第１の高周波電源５０、第２の高周波電源５１、及び整合器５２を更に有している。第１の高周波電源５０と第２の高周波電源５１は、整合器５２を介して下部電極１２に結合されている。なお、第１の高周波電源５０と第２の高周波電源５１は、本開示における高周波電源を構成している。

第１の高周波電源５０は、プラズマ発生用の高周波電力ＨＦを発生して、当該高周波電力ＨＦを下部電極１２に供給する。高周波電力ＨＦは、２７ＭＨｚ～１００ＭＨｚの範囲内の周波数であってよく、一例においては４０ＭＨｚである。第１の高周波電源５０は、整合器５２の第１の整合回路５３を介して、下部電極１２に結合されている。第１の整合回路５３は、第１の高周波電源５０の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１２側）の入力インピーダンスを整合させるための回路である。なお、第１の高周波電源５０は、下部電極１２に電気的に結合されていなくてもよく、第１の整合回路５３を介して上部電極であるシャワーヘッド２０に結合されていてもよい。また、第１の高周波電源５０に代えて、高周波電力以外のパルス電圧を下部電極１２に印加するように構成されたパルス電源を用いてもよい。このパルス電源は、後述する第２の高周波電源５１に代えて用いられるパルス電源と同様である。

第２の高周波電源５１は、ウェハＷにイオンを引き込むための高周波電力（高周波バイアス電力）ＬＦを発生して、当該高周波電力ＬＦを下部電極１２に供給する。高周波電力ＬＦは、４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数であってよく、一例においては４００ｋＨｚである。第２の高周波電源５１は、整合器５２の第２の整合回路５４を介して、下部電極１２に結合されている。第２の整合回路５４は、第２の高周波電源５１の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１２側）の入力インピーダンスを整合させるための回路である。なお、第２の高周波電源５１に代えて、高周波電力以外のパルス電圧を下部電極１２に印加するように構成されたパルス電源を用いてもよい。ここで、パルス電圧とは、電圧の大きさが周期的に変化するパルス状の電圧である。パルス電源は、直流電源であってよい。パルス電源は、電源自体がパルス電圧を印加するように構成されてもよく、下流側に電圧をパルス化するデバイスを備えるように構成されてもよい。一例では、パルス電圧は、ウェハＷに負の電位が生じるように下部電極１２に印加される。パルス電圧は、矩形波であってもよく、三角波あってもよく、インパルスであってもよく、又はその他の波形を有していてもよい。パルス電圧の周波数（パルス周波数）は、１００ｋＨｚ～２ＭＨｚの範囲であってよい。上記高周波電力ＬＦ又はパルス電圧（以下、両者を総称して「バイアス電力」ともいう。）は、静電チャック１３の内部に設けられたバイアス電極に供給又は印加されてもよい。また、パルス電源は、電力制御の電源に限定されず、電圧一定制御の電源が用いられる場合がある。かかる場合、後述する高周波電力ＲＦと、電圧一定制御電源の高周波電圧は同義である。バイアス電極は、ウェハ載置面に対応する領域（第１領域）に設けられる第１バイアス電極と、エッジリング載置面に対応する領域（第２領域）に設けられる第２バイアス電極とを有してもよい。この場合、第１バイアス電極に印加又は供給されるバイアス電力（第１バイアス電力）と、第２バイアス電極に印加又は供給されるバイアス電力（第２バイアス電力）とは、独立に制御されてよい。

なお、以下の説明において、第１の高周波電源５０からの高周波電力ＨＦと第２の高周波電源５１からの高周波電力ＬＦのうち一方又は双方を、下部電極１２に供給する状態を「ＲＦオン」という場合がある。また、高周波電力ＨＦと高周波電力ＬＦのいずれも下部電極１２に供給しない状態を「ＲＦオフ」という場合がある。また、高周波電力ＨＦと高周波電力ＬＦをまとめて「高周波電力ＲＦ」という場合がある。

図１及び図２に示すように、プラズマ処理装置１は、直流（ＤＣ：Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源６０、切替ユニット６１、第１のＲＦフィルタ６２、及び第２のＲＦフィルタ６３を更に有している。直流電源６０は、経路６４を介して、エッジリング１４に電気的に接続されている。経路６４には、切替ユニット６１、第２のＲＦフィルタ６３、及び第１のＲＦフィルタ６２が、直流電源６０側からこの順で設けられている。なお、本実施形態では、直流電源６０に対して２つのＲＦフィルタ６２、６３を設けたが、ＲＦフィルタの数はこれに限定されず、例えば１つであってもよい。

また、本実施形態では、直流電源６０は、切替ユニット６１、第１のＲＦフィルタ６２、及び第２のＲＦフィルタ６３を介して、エッジリング１４に接続されていたが、エッジリング１４に直流電圧を印加する電源系はこれに限定されない。例えば、直流電源６０は、切替ユニット６１、第２のＲＦフィルタ６３、第１のＲＦフィルタ６２、及び下部電極１２を介して、エッジリング１４に電気的に直接接続されていてもよい。

直流電源６０は、エッジリング１４に印加される負極性の直流電圧ＤＣを発生する電源である。また、直流電源６０は、可変直流電源であり、直流電圧ＤＣの高低を調整可能である。直流電源６０の内部には、直流電圧ＤＣのパルスを生成するパルス生成部６５が設けられている。パルス生成部６５は、後述するパルス信号源８０からのパルス信号に基づいて、直流電圧ＤＣをパルス状に印加する。なお、パルス生成部６５は、直流電源６０と独立したデバイスとして、直流電源６０の下流側に配置されてもよい。

切替ユニット６１は、エッジリング１４に対する直流電源６０からの直流電圧ＤＣの印加を停止可能に構成されている。具体的に切替ユニット６１は、エッジリング１４と、直流電源回路６６又は除電回路６７との接続を切り替える。なお、例えば直流電源６０が２以上の直流電圧ＤＣの出力を有する電源である場合、除電回路が内蔵される場合がある。例えば第１の直流電圧ＤＣの出力が第２の直流電圧ＤＣの出力より大きい場合、第１の直流電圧ＤＣの出力から第２の直流電圧ＤＣの出力に変化させるには、第１の直流電圧ＤＣを出力後、除電して第２の直流電圧ＤＣと同等まで電荷を抜いた後、第２の直流電圧ＤＣを出力する。そのため、電源出力数によっては直流電源６０の内部又は外部に、２つの直流電圧ＤＣの出力の切り替わり時の電位差を解消する除電回路を内蔵してもよい。この除電回路は、除電回路６７と兼用させることも可能である。

直流電源回路６６は、直流電源６０に接続され、当該直流電源６０からエッジリング１４に直流電圧ＤＣを印加するための回路である。一例では、直流電源回路６６は、切替素子６６ａとダンピング素子６６ｂを有している。切替素子６６ａには、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）が用いられる。但し、切替素子６６ａには、ＦＥＴ以外にも絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）やリレーを用いてもよい。そして、切替素子６６ａをクローズした状態（オンした状態）で、エッジリング１４と直流電源６０が接続され、エッジリング１４に直流電圧ＤＣが印加される。一方、切替素子６６ａをオープンした状態（オフした状態）では、エッジリング１４に直流電圧ＤＣは印加されない。なお、以下の説明においては、切替素子６６ａをオンした状態を「ＤＣオン」といい、切替素子６６ａをオフした状態を「ＤＣオフ」という場合がある。また、ダンピング素子６６ｂは、例えば抵抗やコイルなどであり、その値や位置については設計者によって自由に決めることができる。

除電回路６７は、エッジリング１４を除電するための回路である。一例では、除電回路６７は、切替素子６７ａとダンピング素子６７ｂを有している。切替素子６７ａには、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）が用いられる。但し、切替素子６７ａには、ＦＥＴ以外にも絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）やリレーを用いてもよい。そして、切替素子６７ａをクローズした状態（オンした状態）で、エッジリング１４と除電回路６７が接続され、エッジリング１４の電荷が除電回路６７に流れ、エッジリング１４が除電される。一方、切替素子６７ａをオープンした状態（オフした状態）では、エッジリング１４は除電されない。なお、以下の説明においては、切替素子６７ａをオンした状態を「除電オン」といい、切替素子６７ａをオフした状態を「除電オフ」という場合がある。また、ダンピング素子６７ｂは、例えば抵抗やコイルなどであり、その値や位置については設計者によって自由に決めることができる。

第１のＲＦフィルタ６２と第２のＲＦフィルタ６３はそれぞれ、高周波電力ＲＦを減衰し、直流電源６０を保護するために設けられる。第１のＲＦフィルタ６２は、例えば第１の高周波電源５０からの４０ＭＨｚの高周波電力ＲＦを減衰する。第２のＲＦフィルタ６３は、例えば第２の高周波電源５１からの４００ｋＨｚの高周波電力ＲＦを減衰する。

第２のＲＦフィルタ６３は、波形制御素子７０と非波形制御素子７１を有している。波形制御素子７０は、直流電圧ＤＣの波形を制御する素子である。非波形制御素子７１は、直流電圧ＤＣの波形を制御する機能以外の他の機能を有する素子であって、例えば後述するように第２のＲＦフィルタ６３のインピーダンスを可変とするための可変素子等である。或いは非波形制御素子７１は、例えば容量性素子、誘導性素子、抵抗素子、それらと同等の機能を備えた素子全般、電磁エネルギー変換器、伝送線路のいずれか、或いは複数の組み合わせ、もしくは全てであってもよい。なお、図２の例では、波形制御素子７０と非波形制御素子７１は直流電源６０側からこの順で設けられているが、並び順は反対でもよい。これら波形制御素子７０と非波形制御素子７１の並び順は、当業者が適宜設計することができる。

図３Ａ～図３Ｄは、第２のＲＦフィルタ６３の内部構成の一例を示す説明図である。図３Ａに示すように第２のＲＦフィルタ６３の内部には、ホット側経路７２とリターン側経路７３が設けられている。ホット側経路７２は、例えば直流電源６０とエッジリング１４を接続する経路６４である。リターン側経路７３は、例えばグランドに接続される筐体やシールド線、アース線等である。

波形制御素子７０は、容量性素子（波形制御素子７０ｂ）、誘導性素子（波形制御素子７０ａ）、抵抗素子（波形制御素子７０ｂ）、それらと同等の機能を備えた素子全般、電磁エネルギー変換器、伝送線路のいずれかであってもよい。また、波形制御素子７０は、容量性素子、誘導性素子、抵抗素子、電磁エネルギー変換器、伝送線路の複数の組み合わせであってもよいし、或いはこれら全てから構成されていてもよい。更に波形制御素子７０は、図３Ｂに示すように例えばホット側経路７２において非波形制御素子７１と直列に設けられていてもよいし、図３Ｃに示すように例えばホット側経路７２において非波形制御素子７１と並列に設けられてもよい。このように波形制御素子７０の数や配置は、当業者が適宜設計することができる。

波形制御素子７０の定数は変更可能になっている。かかる場合、波形制御素子７０は、例えばコイル（インダクタ）又はコンデンサ（キャパシタ）のいずれかであってもよい。また、コイル、コンデンサに限らず、電圧や電流によって定数を可変できる素子（例えばダイオード等）であればどのようなものであっても同様の機能を達成できる。この波形制御素子７０の定数が可変であることにより、後述するように波形制御素子７０の定数を調整して、直流電圧ＤＣの波形を制御することができる。なお、波形制御素子７０自体の定数が可変である必要はなく、図３Ｄに示すように切替回路７４を用いて固定値の定数を備える波形制御素子７０の組み合わせを切り替えることで、波形制御素子７０の定数を調整してもよい。かかる場合、第２のＲＦフィルタ６３の内部には、定数の異なる波形制御素子７０が複数設けられる。

第２のＲＦフィルタ６３は、インピーダンスを変更可能に構成されてもよい。すなわち、第２のＲＦフィルタ６３の非波形制御素子７１を可変素子とすることで、インピーダンスが可変になっていてもよい。非波形制御素子７１は、例えばコイル（インダクタ）又はコンデンサ（キャパシタ）のいずれかであってもよい。また、コイル、コンデンサに限らず、電圧や電流によって定数を可変できる素子（例えばダイオード等）など可変インピーダンス素子であればどのようなものであっても同様の機能を達成できる。非波形制御素子７１の数や位置も、当業者が適宜設計することができる。更に、素子自体が可変である必要はなく、例えば、インピーダンスが固定値の素子を複数備え、切替回路を用いて固定値の素子の組み合わせを切り替えることでインピーダンスを可変してもよい。なお、この第２のＲＦフィルタ６３及び上記第１のＲＦフィルタ６２の回路構成はそれぞれ、当業者が適宜設計することができる。

なお、本実施形態では、第２のＲＦフィルタ６３の内部において、既存の第２のＲＦフィルタ６３の構成に対して、波形制御素子７０を新たに設ける。かかる場合、波形制御素子７０の設計の自由度は高い。一方、第２のＲＦフィルタ６３の内部に既存の非波形制御素子７１の定数を変更することで、波形制御素子７０として機能させてもよい。かかる場合、波形制御素子７０は、直流電圧ＤＣの波形を制御する機能以外の他の機能を有する。例えば波形制御素子７０は、高周波電力ＲＦを減衰する機能や、インピーダンス制御による後述のチルト角度を調整する機能を有する。なお、これら各々の機能は独立させることが望ましく、その場合は、回路定数を調整し、波形制御には効果あるが、インピーダンス調整には効果がないようにするなどの設計が必要となる。これら各々の機能に対する影響度や機能の分離、独立は、当業者が任意に設計することができる。そしてかかる場合、波形制御素子７０を新設しない分、設備コストを低廉化することができる。

また、本実施形態では、第２のＲＦフィルタ６３の内部に波形制御素子７０を設けたが、第１のＲＦフィルタ６２の内部に波形制御素子７０を設けてもよい。或いは、波形制御素子７０が複数設けられる場合、第２のＲＦフィルタ６３と第１のＲＦフィルタ６２のそれぞれに波形制御素子７０を設けてもよい。

図１に示すように、プラズマ処理装置１は、パルス信号源８０を更に有している。パルス信号源８０は、第１の高周波電源５０、第２の高周波電源５１、及び直流電源６０（パルス生成部６５）に、パルス信号、すなわちパルスタイミングを制御する信号を発信する。第１の高周波電源５０と第２の高周波電源５１のそれぞれでは、パルス信号に基づいて、高周波電力ＨＦと高周波電力ＬＦをパルス状に供給する。また、直流電源６０では、パルス信号に基づいて、直流電圧ＤＣをパルス状に印加する。そして、パルス信号源８０では、高周波電力ＨＦ及び高周波電力ＬＦと、直流電圧ＤＣとの同期タイミングを制御することができる。なお、このパルス信号源は、第１の高周波電源５０、第２の高周波電源５１、直流電源６０のそれぞれに内蔵されていてもよい。

プラズマ処理装置１は、エッジリング１４の自己バイアス電圧（又は、下部電極１２もしくはウェハＷの自己バイアス電圧）を測定する測定器（図示せず）を更に有している。なお、測定器の構成は、当業者が適宜設計することができる。

以上のプラズマ処理装置１には、制御部１００が設けられている。制御部１００は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、プラズマ処理装置１におけるプラズマ処理を制御するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から制御部１００にインストールされたものであってもよい。

＜プラズマ処理方法＞
次に、以上のように構成されたプラズマ処理装置１を用いて行われるプラズマ処理について説明する。

先ず、チャンバ１０の内部にウェハＷを搬入し、静電チャック１３上にウェハＷを載置する。その後、静電チャック１３の第１の電極１６ａに直流電圧を印加することにより、ウェハＷはクーロン力によって静電チャック１３に静電吸着され、保持される。また、ウェハＷの搬入後、排気装置４２によってチャンバ１０の内部を所望の真空度まで減圧する。

次に、ガス供給源群３０からシャワーヘッド２０を介して処理空間Ｓに処理ガスを供給する。また、第１の高周波電源５０によりプラズマ生成用の高周波電力ＨＦを下部電極１２に供給し、処理ガスを励起させて、プラズマを生成する。この際、第２の高周波電源５１によりイオン引き込み用の高周波電力ＬＦを供給してもよい。そして、生成されたプラズマの作用によって、ウェハＷにプラズマ処理が施される。

プラズマ処理を終了する際には、先ず、第１の高周波電源５０からの高周波電力ＨＦの供給及びガス供給源群３０による処理ガスの供給を停止する。また、プラズマ処理中に高周波電力ＬＦを供給していた場合には、当該高周波電力ＬＦの供給も停止する。次いで、ウェハＷの裏面への伝熱ガスの供給を停止し、静電チャック１３によるウェハＷの吸着保持を停止する。

その後、チャンバ１０からウェハＷを搬出して、ウェハＷに対する一連のプラズマ処理が終了する。

なお、プラズマ処理においては、第１の高周波電源５０からの高周波電力ＨＦを使用せず、第２の高周波電源５１からの高周波電力ＬＦのみを用いて、プラズマを生成する場合もある。

＜チルト角度制御方法＞
次に、上述したプラズマ処理において、チルト角度を制御する方法について説明する。チルト角度は、ウェハＷのエッジ領域において、プラズマ処理により形成される凹部のウェハＷの厚み方向に対する傾き（角度）である。チルト角度は、ウェハＷのエッジ領域へのイオンの入射方向の鉛直方向に対する傾きとほぼ同様の角度となる。なお、以下の説明では、ウェハＷの厚み方向に対して内側（中心側）の方向をインナー側といい、ウェハＷの厚み方向に対して外側の方向をアウター側という。

図４は、エッジリングの消耗によるシースの形状の変化及びイオンの入射方向の傾きの発生を示す説明図である。図４（ａ）において実線で示されるエッジリング１４は、その消耗がない状態のエッジリング１４を示している。点線で示されるエッジリング１４は、その消耗が生じて厚みが減少したエッジリング１４を示している。また、図４（ａ）において実線で示されるシースＳＨは、エッジリング１４が消耗していない状態にあるときの、シースＳＨの形状を表している。点線で示されるシースＳＨは、エッジリング１４が消耗した状態にあるときの、シースＳＨの形状を表している。更に、図４（ａ）において矢印は、エッジリング１４が消耗した状態にあるときの、イオンの入射方向を示している。

図４（ａ）に示すように一例においては、エッジリング１４が消耗していない状態にある場合、シースＳＨの形状は、ウェハＷ及びエッジリング１４の上方においてフラットに保たれている。したがって、ウェハＷの全面に略垂直な方向（鉛直方向）にイオンが入射する。したがって、チルト角度は０（ゼロ）度となる。

一方、エッジリング１４が消耗し、その厚みが減少すると、ウェハＷのエッジ領域及びエッジリング１４の上方において、シースＳＨの厚みが小さくなり、当該シースＳＨの形状が下方凸形状に変化する。その結果、ウェハＷのエッジ領域に対するイオンの入射方向が鉛直方向に対して傾斜する。以下の説明では、図４（ｂ）に示すようにイオンの入射方向が鉛直方向対して内側に角度θ１だけ傾斜した場合に、プラズマ処理により形成される凹部がインナー側に角度θ１だけ傾斜する現象を、インナーチルト（Ｉｎｎｅｒ Ｔｉｌｔ）という。インナーチルトが発生する原因は、上述したエッジリング１４の消耗に限定されない。例えば、エッジリング１４に発生する電圧がウェハＷ側の電圧に比べて低い場合には、初期状態でインナーチルトとなる。また例えば、エッジリング１４の初期状態において意図的にインナーチルトとなるように調整し、後述する直流電源６０の調整によりチルト角度を補正する場合もある。

なお、図５に示すように、ウェハＷの中央領域に対し、ウェハＷのエッジ領域及びエッジリング１４の上方において、シースＳＨの厚みが大きくなり、当該シースＳＨの形状が上方凸形状になる場合もあり得る。例えば、エッジリング１４に発生する電圧が高い場合、シースＳＨの形状が上方凸形状になり得る。図５（ａ）において矢印は、イオンの入射方向を示している。以下の説明においては、図５（ｂ）に示すようにイオンの入射方向が鉛直方向に対して外側に角度θ２だけ傾斜した場合に、プラズマ処理により形成される凹部がアウター側に角度θ２だけ傾斜する現象を、アウターチルト（Ｏｕｔｅｒ Ｔｉｌｔ）という。

本実施形態のプラズマ処理装置１では、チルト角度を制御する。具体的に、チルト角度の制御は、直流電源６０からの直流電圧ＤＣと、第２のＲＦフィルタ６３のインピーダンスとを調整して、イオンの入射角度を制御することにより行う。この場合、直流電圧ＤＣの波形を制御する波形制御素子７０と、インピーダンスを可変とするための非波形制御素子７１は独立している、或いは機能が分離されている。波形制御素子７０と非波形制御素子７１は別々の素子である必要はないが、これらの機能は分離されている必要があり、そのための回路構成は、当業者が任意に設計することができる。

［直流電圧の調整］
先ず、直流電源６０からの直流電圧ＤＣの調整について説明する。直流電源６０では、エッジリング１４に印加する直流電圧ＤＣが、自己バイアス電圧Ｖｄｃ（以下、「バイアス電圧Ｖｄｃ」という場合がある。）の絶対値と設定値ΔＶの和をその絶対値として有する負極性の電圧、すなわち、－（｜Ｖｄｃ｜＋ΔＶ）に設定される。バイアス電圧Ｖｄｃは、ウェハＷの自己バイアス電圧であり、一方又は双方の高周波電力ＲＦが供給されており、且つ、直流電源６０からの直流電圧ＤＣが下部電極１２に印加されていないときの下部電極１２の自己バイアス電圧である。設定値ΔＶは、制御部１００によって与えられる。

制御部１００は、予め定められた関数又はテーブルを用いて、エッジリング１４の消耗量（エッジリング１４の厚みの初期値からの減少量）とプラズマ処理のプロセス条件（例えば処理時間）から推定されるエッジリング１４の消耗量から、設定値ΔＶを特定する。すなわち、制御部１００は、エッジリング１４の消耗量とバイアス電圧を上記関数に入力するか、エッジリング１４の消耗量とバイアス電圧を用いて上記テーブルを参照することにより、設定値ΔＶを決定する。

制御部１００は、設定値ΔＶの決定において、エッジリング１４の初期の厚みと、例えばレーザ測定器やカメラなどの測定器を用いて実測されたエッジリング１４の厚みとの差を、エッジリング１４の消耗量として用いてもよい。また、例えば質量計などの測定器によって測定されたエッジリング１４の質量の変化から、エッジリング１４の消耗量を推定してもよい。或いは、制御部１００は、設定値ΔＶの決定のために、予め定められた別の関数又はテーブルを用いて、特定のパラメータから、エッジリング１４の消耗量を推定してもよい。この特定のパラメータは、バイアス電圧Ｖｄｃ、高周波電力ＨＦ又は高周波電力ＬＦの波高値Ｖｐｐ、負荷インピーダンス、エッジリング１４又はエッジリング１４の周辺の電気的特性等のうちのいずれかであり得る。エッジリング１４又はエッジリング１４の周辺の電気特性は、エッジリング１４又はエッジリング１４の周辺の任意の箇所の電圧、電流値、エッジリング１４を含む抵抗値等のうちいずれかであり得る。別の関数又はテーブルは、特定のパラメータとエッジリング１４の消耗量の関係を定めるように予め定められている。エッジリング１４の消耗量を推定するために、実際のプラズマ処理の実行前又はプラズマ処理装置１のメンテナンス時に、消耗量を推定するための測定条件、すなわち、高周波電力ＨＦ、高周波電力ＬＦ、処理空間Ｓ内の圧力、及び、処理空間Ｓに供給される処理ガスの流量等の設定の下で、プラズマ処理装置１が動作される。そして、上記特定のパラメータが取得され、この当該特定のパラメータを上記別の関数に入力することにより、或いは、当該特定のパラメータを用いて上記テーブルを参照することにより、エッジリング１４の消耗量が特定される。

プラズマ処理装置１では、プラズマ処理中、すなわち、高周波電力ＨＦ及び高周波電力ＬＦのうち一方又は双方の高周波電力ＲＦが供給される期間において、直流電源６０からエッジリング１４に直流電圧ＤＣが印加される。これにより、エッジリング１４及びウェハＷのエッジ領域の上方におけるシースの形状が制御されて、ウェハＷのエッジ領域へのイオンの入射方向の傾きが低減され、チルト角度が制御される。その結果、ウェハＷの全領域にわたって、当該ウェハＷの厚み方向に略平行な凹部が形成される。

より詳細には、プラズマ処理中、測定器（図示せず）によってバイアス電圧Ｖｄｃが測定される。また、直流電源６０からエッジリング１４に直流電圧ＤＣが印加される。エッジリング１４に印加される直流電圧ＤＣの値は、上述したように－（｜Ｖｄｃ｜＋ΔＶ）である。｜Ｖｄｃ｜は、直前に測定器によって取得されたバイアス電圧Ｖｄｃの測定値の絶対値であり、ΔＶは制御部１００によって決定された設定値である。このようにプラズマ処理中に測定されたバイアス電圧Ｖｄｃからエッジリング１４に印加される直流電圧ＤＣが決定される。そうすると、バイアス電圧Ｖｄｃに変化が生じても、直流電源６０によって発生される直流電圧ＤＣが補正され、チルト角度が適切に補正される。

［インピーダンスの調整］
次に、第２のＲＦフィルタ６３のインピーダンスの調整について説明する。

図６は、直流電源６０からの直流電圧ＤＣ、第２のＲＦフィルタ６３のインピーダンス、及びチルト角度の補正角度（以下、「チルト補正角度」という。）の関係を示す説明図である。図６の縦軸はチルト補正角度を示し、横軸は直流電源６０からの直流電圧ＤＣを示している。図６に示すように、直流電源６０からの直流電圧ＤＣの絶対値を高くすると、チルト補正角度は大きくなる。また、第２のＲＦフィルタ６３のインピーダンスを調整することでも、チルト補正角度は大きくなる。すなわち、このようにインピーダンスを調整することにより、直流電圧ＤＣとチルト補正角度との相関を、チルト補正角度が大きくなる側にオフセットすることができる。

図４に示したように、例えばエッジリング１４が消耗すると、イオンの入射角度が鉛直方向に対して内側に傾き、インナーチルトになる。そこで、図６に示したように直流電源６０からの直流電圧ＤＣの絶対値を高くすると、チルト補正角度が大きくなり、インナー側に傾斜したチルト角度をアウター側に変化させて、当該チルト角度を０（ゼロ）度に補正することができる。しかしながら、直流電圧ＤＣの絶対値を高くし過ぎると、ウェハＷとエッジリング１４との間で放電が生じる。したがって、エッジリング１４に印加できる直流電圧ＤＣには制限があり、直流電圧ＤＣの調整だけでチルト角度を制御しようとしても、その制御範囲には限界がある。

そこで、図６に示したように、第２のＲＦフィルタ６３のインピーダンスを調整して、直流電圧ＤＣとチルト補正角度との相関を、チルト補正角度が大きくなる側にオフセットする。かかる場合、再度、直流電源６０からの直流電圧ＤＣの絶対値を高くして、チルト補正角度を目標角度θ３に調整し、チルト角度を補正する（０に戻す）ことができる。したがって、本実施形態によれば、インピーダンスを調整することで、直流電圧ＤＣの調整範囲を変更することなく、チルト角度の制御範囲を大きくすることができる。

なお、本実施形態では、直流電源６０からの直流電圧ＤＣと第２のＲＦフィルタ６３のインピーダンスとを調整してチルト角度を制御したが、直流電圧ＤＣのみでチルト角度を制御してもよい。

＜直流電圧の波形制御方法＞
ここで、上述したようにチルト角度を制御するため、直流電源６０からエッジリング１４に印加する直流電圧ＤＣを調整し、ウェハＷとエッジリング１４との間に電位差である設定値ΔＶを設ける。この際、例えば直流電圧ＤＣを印加するタイミングがずれて意図しない電位差が生じると、ウェハＷとエッジリング１４との間で放電が生じるおそれがある。そしてその結果、ウェハＷがダメージを被る場合がある。

そこで、本実施形態では、波形制御素子７０の定数を調整して、直流電圧ＤＣの波形を制御し、直流電圧ＤＣが所望の値、すなわち、バイアス電圧Ｖｄｃの絶対値と設定値ΔＶの和をその絶対値として有する負極性の電圧（＝－（｜Ｖｄｃ｜＋ΔＶ））に到達するまでの時間を制御することで、エッジリング１４においてウェハＷの電位変化への追従性を持たせる。

図７は、高周波電力ＲＦと直流電圧ＤＣの経時変化を示す説明図である。図７中の上グラフの縦軸は高周波電力ＲＦであり、横軸は時間ｔである。図７中の下グラフの縦軸は直流電圧ＤＣであり、横軸は時間ｔである。図７中の下グラフにおいて、実線の「Ｂｉａｓ Ｖｏｌｔａｇｅ」は高周波電力ＲＦによって発生するバイアス電圧を示す。点線の「Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｗａｖｅｆｏｒｍ」は、本実施形態において波形制御素子７０の定数を調整し、波形制御を行った直流電圧ＤＣを示す。一点鎖線の「Ｎｏｎ－Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｗａｖｅｆｏｒｍ」は、本実施形態の比較例として、従来において波形制御を行っていない場合の直流電圧ＤＣを示す。

（ステップＳ１）
ステップＳ１は、エッジリング１４の除電を行うステップである。ステップＳ１では、直流電源回路６６の切替素子６６ａをオープンにし（ＤＣオフ）、除電回路６７の切替素子６７ａをクローズする（除電オン）。そうすると、エッジリング１４と除電回路６７が接続され、エッジリング１４の電荷が除電回路６７を介して除去される。このステップＳ１では、下部電極１２への高周波電力ＲＦの供給は停止されている（ＲＦオフ）。なお、ステップＳ１のエッジリング１４の除電処理は省略される場合もある。

（ステップＳ２）
ステップＳ２は、下部電極１２に高周波電力ＲＦを供給し（ＲＦオン）、エッジリング１４に直流電圧ＤＣを印加して（ＤＣオン）、当該直流電圧ＤＣを所望の値、すなわち－（｜Ｖｄｃ｜＋ΔＶ）まで上昇させるステップである。ステップＳ２では、直流電源回路６６の切替素子６６ａをクローズし（ＤＣオン）、除電回路６７の切替素子６７ａをオープンにする（除電オフ）。

ステップＳ２では、ＲＦオンすると、高周波電力ＲＦの反射が発生して下部電極１２に供給される高周波電力ＲＦは緩やかに上昇する。このため、実線の「Ｂｉａｓ Ｖｏｌｔａｇｅ」に示すように高周波電力ＲＦによって発生するバイアス電圧、すなわちウェハＷに発生する電位も、ＲＦオンのタイミングに対して緩やかにゆっくりと上昇する。これに対して、一点鎖線の「Ｎｏｎ－Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｗａｖｅｆｏｒｍ」に示すように直流電源６０は通常立ち上がりが速く、直流電圧ＤＣは急激に上昇する。そうすると、エッジリング１４の電位は直流電源６０の電位に追従して同じになり、急激に上昇する。このため、ウェハＷとエッジリング１４との間において、意図しているものより大きい電位差が生じて、ウェハＷとエッジリング１４との間で放電が生じるおそれがある。

そこで、本実施形態では、波形制御素子７０の定数を調整して、直流電圧ＤＣの波形を制御する。具体的には、直流電圧ＤＣの印加を開始した際（ＤＣオン）、点線の「Ｎｏｎ－Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｗａｖｅｆｏｒｍ」に示すように直流電圧ＤＣの上昇速度が、実線の「Ｂｉａｓ Ｖｏｌｔａｇｅ」の上昇速度と同じになるように、波形制御素子７０の定数を調整する。なお、上昇速度は図７中のグラフの傾きである。かかる場合、バイアス電圧（ウェハＷの電位）と直流電圧ＤＣ（エッジリング１４の電位）との間の電位差を抑制する。そして、この電位差を予め定められた閾値以内に収めることで、ウェハＷとエッジリング１４との間の放電を抑制することができる。

また本実施形態では、直流電圧ＤＣが－（｜Ｖｄｃ｜＋ΔＶ）の定常状態になって、当該直流電圧ＤＣがエッジリング１４に印加される印加時間が最大となるように、波形制御素子７０の定数を調整する。印加時間の最大値は、高周波電力ＲＦを供給する（ＲＦオン）の時間と同じである。かかる場合、後述のステップＳ３のプラズマ処理を行う時間を最大にでき、当該プラズマ処理を効率よく行うことができる。

（ステップＳ３）
ステップＳ３は、下部電極１２に高周波電力ＲＦを供給しつつ（ＲＦオン）、エッジリング１４に直流電圧ＤＣを印加して（ＤＣオン、除電オフ）、ウェハＷにプラズマ処理を行うステップである。この際、直流電圧ＤＣは、－（｜Ｖｄｃ｜＋ΔＶ）の定常状態に維持される。

（ステップＳ４）
ステップＳ４は、下部電極１２への高周波電力ＲＦの供給を停止し（ＲＦオフ）、エッジリング１４への直流電圧ＤＣの印加を停止し（ＤＣオフ）、当該直流電圧ＤＣを所望の値まで下降させるステップである。この際、エッジリング１４を除電する（除電オン）。ステップＳ４では、直流電源回路６６の切替素子６６ａをオープンにし、除電回路６７の切替素子６７ａをクローズする（除電オン）。

ステップＳ４では、ＲＦオフすると、ハード（装置）やプラズマの時定数で緩やかに除電されるため、実線の「Ｂｉａｓ Ｖｏｌｔａｇｅ」に示すようにバイアス電圧、すなわちウェハＷの電位は緩やかにゆっくりと下降する。これに対して、一点鎖線の「Ｎｏｎ－Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｗａｖｅｆｏｒｍ」に示すように直流電圧ＤＣは急激に下降し、エッジリング１４の電位も急激に下降する。このため、ウェハＷとエッジリング１４との間において、意図しているものより大きい電位差が生じて、ウェハＷとエッジリング１４との間で放電が生じるおそれがある。

そこで、本実施形態では、波形制御素子７０の定数を調整して、直流電圧ＤＣの波形を制御する。具体的には、除電回路６７の切替素子６７ａをクローズした際（除電オン）、バイアス電圧と直流電圧ＤＣの電位差が近づくように、波形制御素子７０の定数を調整する。なおこの際、事前にバイアス電圧を計測してもよいし、或いは計算された時定数等から決定してもよい。かかる場合、バイアス電圧（ウェハＷの電位）と直流電圧ＤＣ（エッジリング１４の電位）との間の電位差を抑制することができる。そして、この電位差を予め定められた閾値以内に収めることで、ウェハＷとエッジリング１４との間の放電を抑制することができる。

なお、切替ユニット６１に除電回路６７がない場合、切替ユニット６１をオープンするか、或いは直流電圧ＤＣの印加を停止した（ＤＣオフ）場合、プラズマ電位と追従し、バイアス電圧（ウェハＷの電位）と直流電圧ＤＣ（エッジリング１４の電位）との間の電位差を抑制することができる。また、別の例として、直流電源６０が２以上の直流電圧ＤＣの出力を有する電源である場合であって、ＤＣオンで印加した第１の直流電圧ＤＣと異なる第２の直流電圧ＤＣに切り替える場合、当該第２の直流電圧ＤＣに切り替える速度に対して制御が行われる。

本実施形態によれば、ＲＦオンとＲＦオフのいずれにおいても、波形制御素子７０の定数を調整して、直流電圧ＤＣの波形を制御することで、ウェハＷとエッジリング１４との間の電位差を抑制することができる。

ここで、波形制御素子７０の最適化を行う際の条件について説明する。波形制御素子７０の定数は、プロセス処理前に事前に定数を変動させて、最適な定数を決定しておいてもよい。

具体的には、以下の５つの条件をすべて満たすように波形制御素子７０を最適化してもよいし、仕様に応じて５つの条件のいずれか又は複数を満たすように波形制御素子７０を最適化してもよい。
（１）１つ目の条件は、上述したように直流電圧ＤＣの上昇速度をバイアス電圧の上昇速度と同じにしつつ、直流電圧ＤＣの印加時間を最大にすることである。この条件を達成するように、波形制御素子７０の定数や、使用する波形制御素子７０の構成等を最適化する。
（２）２つ目の条件は、新たに波形制御素子７０を追加することでウェハＷとエッジリング１４との電位差による放電（アーキング）が生じた際に、アーキング規模が大きくならないことである。この条件を達成するように、波形制御素子７０の定数の最適化や、特定の波形制御素子７０を採用すること、或いは特定の波形制御素子７０の組み合わせを採用すること等を行う。
（３）３つ目の条件は、直流電源６０の電力消費量が大きくならないことである。この条件を達成するように、波形制御素子７０の定数の最適化や、特定の波形制御素子７０のみで構成すること等を行う。
（４）４つ目の条件は、既存の素子との兼ね合いである。例えば、本実施形態において第２のＲＦフィルタ６３の内部に既存の非波形制御素子７１がある場合、この非波形制御素子７１の定数を考慮したうえで、波形制御素子７０の定数を最適化する。
（５）５つ目の条件は、高周波電力ＲＦの影響を抑制することである。例えば、本実施形態のように第２のＲＦフィルタ６３の内部に波形制御素子７０を設ける場合、第２のＲＦフィルタ６３による高周波電力ＲＦを減衰する機能を損なわない範囲で、波形制御素子７０の定数や、使用する波形制御素子７０の構成等を最適化する。

また、本実施形態のように波形制御素子７０の定数を可変とする場合、高周波電力ＲＦや直流電圧ＤＣのパルス周波数毎に波形制御素子７０の定数を最適化することができる。かかる場合、波形制御素子７０の定数を任意のタイミングで変更してもよい。

また、波形制御素子７０の定数をフィードバック制御してもよい。例えば、高周波電力ＲＦや直流電圧ＤＣのパルス周波数毎に波形制御素子７０の定数を変更する場合、高周波電力ＲＦや直流電圧ＤＣのパルス周波数を測定し、当該測定結果に基づいて波形制御素子７０の定数を調整してもよい。また例えば、波形制御素子７０と共に、直流電圧ＤＣの波形に関して電圧と電流をモニターする測定器（図示せず）を設けて、当該測定器の測定結果に基づいて、直流電圧ＤＣが任意の波形形状や値となるように波形制御素子７０の定数を調整してもよい。また例えば、直流電源６０のモニター機能を使用して直流電圧ＤＣの波形を測定し、当該結果に基づいて波形制御素子７０の定数を調整してもよい。更に例えば、第２のＲＦフィルタ６３に波形形状を測定するセンサを設け、当該センサの測定結果（波形形状）に基づいて波形制御素子７０の定数を調整してもよい。

＜波形制御素子の他の実施形態＞
以上の実施形態では、第２のＲＦフィルタ６３の内部に波形制御素子７０を設けたが、波形制御素子７０の設置位置はこれに限定されず、直流電源６０とエッジリング１４との間において当業者が適宜設計することができる。以下、波形制御素子７０の他の実施形態について説明する。

図８に示すように波形制御素子７０は、直流電源６０の内部に設けられていてもよい。波形制御素子７０は、パルス生成部６５よりエッジリング１４側に設けられる。また、例えば切替ユニット６１を省略し、当該切替ユニット６１に相当する切替回路（図示せず）が直流電源６０の内部に設けられている場合、波形制御素子７０は、切替回路よりエッジリング１４側に設けられる。かかる場合、図３Ａ～図３Ｄに示したように、波形制御素子７０の数や配置は当業者が適宜設計することができる。また、波形制御素子７０は直流電源６０の内部の既存の素子に対して新たに設けてもよいし、既存の素子の定数を変更して波形制御素子７０として機能させてもよい。

図９に示すように波形制御素子７０は、切替ユニット６１の内部に設けられていてもよい。かかる場合、図３Ａ～図３Ｄに示したように、波形制御素子７０の数や配置は当業者が適宜設計することができる。また、波形制御素子７０は切替ユニット６１の既存の素子、すなわちダンピング素子６６ｂ、６７ｂに対して新たに設けてもよい。或いは、既存のダンピング素子６６ｂ、６７ｂの定数を変更することで、波形制御素子７０として機能させてもよい。更には、切替ユニット６１にダンピング素子を新たに追加し、当該追加したダンピング素子の定数を変更することで、波形制御素子７０として機能させてもよい。

図１０に示すように波形制御素子７０は、直流電源６０とエッジリング１４を電気的に接続する経路６４に設けられていてもよい。但し、高周波電力ＲＦの影響を鑑みると、波形制御素子７０は、直流電源６０と第２のＲＦフィルタ６３を接続する経路６４、又は第２のＲＦフィルタ６３と第１のＲＦフィルタ６２を接続する経路６４に設けるのが好ましい。

＜直流電圧の波形制御方法の他の実施形態＞
以上の実施形態では、ＲＦオン時とＲＦオフ時において波形制御素子７０の定数を調整して、直流電圧ＤＣの波形を制御したが、この波形制御に加えて、直流電源６０側のパルスタイミングに対する遅延時間（Ｄｅａｄ Ｔｉｍｅ）機能を応用して利用してもよい。かかる場合、遅延時間を設けることで、直流電源６０の出力端において浮遊電位状態を形成し、エッジリング１４においてウェハＷの電位変化への追従性を持たせる。

なお、切替ユニット６１が通常備える遅延時間機能は、直流電源回路６６と除電回路６７が切り替わる際に、これら２つの回路が同時にオンにならないように、一方の回路への切り替わりに遅延を持たせる機能である。２つの回路が同時にオンすると、短絡が生じるため、このような遅延時間機能が設けられている。高周波電力ＲＦをパルス状に供給する際、パルス信号はパルス信号源８０から発信され、第１の高周波電源５０、第２の高周波電源５１、及び直流電源６０において同期信号として使用される。上記遅延時間機能は、このパルス信号に対して遅延時間を設ける。そしてこの遅延時間中、直流電源６０はオン状態でもオフ状態でもなく、不定状態となる。なお、以下の説明においては、通常の遅延時間を「遅延時間Ｄо」と称し、本実施形態の遅延時間を「遅延時間Ｄｔ」と称する場合がある。

図１１は、高周波電力ＲＦと直流電圧ＤＣの経時変化を示す説明図である。図１１は、図７と同様のグラフである。図１１中の下グラフにおいて、実線の「Ｂｉａｓ Ｖｏｌｔａｇｅ」は高周波電力ＲＦによって発生するバイアス電圧を示す。点線の「Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｗａｖｅｆｏｒｍ」は、本実施形態において波形制御素子７０の定数を調整し、波形制御を行った直流電圧ＤＣを示す。一点鎖線の「Ｎｏｎ－Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｗａｖｅｆｏｒｍ」は、本実施形態の比較例として、従来において波形制御を行っていない場合の直流電圧ＤＣを示す。

（ステップＴ１）
ステップＴ１は、エッジリング１４の除電を行うステップである。このステップＴ１の除電処理は、上記ステップＳ１と同様である。また、ステップＴ１のエッジリング１４の除電処理は省略される場合もある。

（ステップＴ２）
ステップＴ２は、下部電極１２に高周波電力ＲＦを供給した後（ＲＦオン）、エッジリング１４に直流電圧ＤＣを印加する（ＤＣオン）までの間、すなわち第１の遅延時間Ｄｔ１のステップである。ステップＴ２では、直流電源回路６６の切替素子６６ａをオープンに維持しつつ（ＤＣオフ）、除電回路６７の切替素子６７ａをオープンにする（除電オフ）。すなわち、エッジリング１４を直流電源回路６６と除電回路６７の両方に接続しない状態とする。

ここで、通常の切替ユニット６１が備える遅延時間Ｄоの場合、直流電源６０はオン状態でもオフ状態でもない不定状態であるため、遅延時間Ｄоはできるだけ短くするのが好ましい。これに対して、ステップＴ２の第１の遅延時間Ｄｔ１では、直流電源回路６６の切替素子６６ａをオープンしつつ、除電回路６７の切替素子６７ａをオープンの状態としておくことで、不定状態の際に直流電源６０の出力端を浮遊電位にする。すなわち、直流電源回路６６と除電回路６７を両方使用しないアイドル状態を設定しておくことで、第１の遅延時間Ｄｔ１の間、直流電源６０の出力端は浮遊電位となる。この浮遊電位状態では、エッジリング１４の電位は、ウェハＷの電位に追従して緩やかに上昇する。したがって、第１の遅延時間Ｄｔ１が経過した時点では、ウェハＷとエッジリング１４との間の電位差は小さくなる。

（ステップＴ３）
ステップＴ３は、下部電極１２に高周波電力ＲＦを供給した状態で（ＲＦオン）、エッジリング１４に直流電圧ＤＣを印加して（ＤＣオン）、当該直流電圧ＤＣを所望の値、すなわち－（｜Ｖｄｃ｜＋ΔＶ）まで上昇させるステップである。ステップＴ３では、直流電源回路６６の切替素子６６ａをクローズし（ＤＣオン）、除電回路６７の切替素子６７ａをオープンにする（除電オフ）。

ステップＴ３では、エッジリング１４の電位は、ウェハＷの電位（プラズマ及びシースの電位）と等しくなり、すなわち、高周波電力ＲＦ（発生してる反射を除いたもの）に準じたバイアス電圧Ｖｄｃとするとことができる。

また、ステップＴ３のＤＣオン時には、上記実施形態と同様に波形制御素子７０の定数を調整して、直流電圧ＤＣの波形を制御する。具体的には、直流電圧ＤＣの印加を開始した際（ＤＣオン）、点線の「Ｎｏｎ－Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｗａｖｅｆｏｒｍ」に示すように直流電圧ＤＣの上昇速度が、実線の「Ｂｉａｓ Ｖｏｌｔａｇｅ」の上昇速度と同じになるように、波形制御素子７０の定数を調整する。かかる場合、バイアス電圧（ウェハＷの電位）と直流電圧ＤＣ（エッジリング１４の電位）との間の電位差を抑制することができる。そして、この電位差を予め定められた閾値以内に収めることで、ウェハＷとエッジリング１４との間の放電を抑制することができる。

（ステップＴ４）
ステップＴ４は、下部電極１２に高周波電力ＲＦを供給しつつ（ＲＦオン）、エッジリング１４に直流電圧ＤＣを印加して（ＤＣオン、除電オフ）、ウェハＷにプラズマ処理を行うステップである。この際、直流電圧ＤＣは、－（｜Ｖｄｃ｜＋ΔＶ）の定常状態に維持される。

（ステップＴ５）
ステップＴ５は、下部電極１２への高周波電力ＲＦの供給を停止した後（ＲＦオフ）、エッジリング１４への直流電圧ＤＣの印加を停止する（ＤＣオフ）までの間、すなわち第２の遅延時間Ｄｔ２のステップである。ステップＴ５では、除電回路６７の切替素子６７ａをオープンに維持しつつ（除電オフ）、直流電源回路６６の切替素子６６ａをオープンにする（ＤＣオフ）。すなわち、エッジリング１４を直流電源回路６６と除電回路６７の両方に接続しない状態とする。

ステップＴ５の第２の遅延時間Ｄｔ２では、直流電源回路６６の切替素子６６ａをオープンしつつ、除電回路６７の切替素子６７ａをオープンの状態としておくことで、不定状態の際に直流電源６０の出力端を浮遊電位にする。すなわち、直流電源回路６６と除電回路６７を両方使用しないアイドル状態を設定しておくことで、第２の遅延時間Ｄｔ２の間、直流電源６０の出力端は浮遊電位となる。この直流電源６０が浮遊電位状態では、エッジリング１４の電位は、ウェハＷの電位に追従して緩やかに下降する。したがって、第２の遅延時間Ｄｔ２が経過した時点では、ウェハＷとエッジリング１４との間の電位差を小さくなる。

（ステップＴ６）
ステップＴ６は、下部電極１２への高周波電力ＲＦの供給を停止した状態で（ＲＦオフ）、エッジリング１４への直流電圧ＤＣの印加を停止して（ＤＣオフ）、当該直流電圧ＤＣを所望の値まで下降させるステップである。ステップＴ３では、直流電源回路６６の切替素子６６ａをオープンにし、除電回路６７の切替素子６７ａをオープンにする（除電オフ）。

ステップＴ６のＤＣオフ時には、上記実施形態と同様に波形制御素子７０の定数を調整して、直流電圧ＤＣの波形を制御する。具体的には、除電回路６７の切替素子６７ａをクローズした際（除電オン）、バイアス電圧と直流電圧ＤＣの電位差が近づくように、波形制御素子７０の定数を調整する。かかる場合、バイアス電圧（ウェハＷの電位）と直流電圧ＤＣ（エッジリング１４の電位）との間の電位差を抑制することができる。そして、この電位差を予め定められた閾値以内に収めることで、ウェハＷとエッジリング１４との間の放電を抑制することができる。

なお、本実施形態において、遅延時間Ｄｔ１、Ｄｔ２に共通する制約条件は、エッジリング１４に直流電圧ＤＣを印加する時間（ＤＣオン時間）に対する遅延時間Ｄｔ１、Ｄｔ２の割合である。遅延時間Ｄｔ１、Ｄｔ２は直流電圧ＤＣを印加しない時間であるため、遅延時間Ｄｔ１、Ｄｔ２が長くなると、高周波電力ＲＦと同期した直流電圧ＤＣの印加状態から乖離してしまう。そこで、ＤＣオン時間に基づいて、遅延時間Ｄｔ１、Ｄｔ２を決定する。なお、遅延時間Ｄｔ１、Ｄｔ２の必要最小限の割合は、プラズマ処理のプロセス評価結果から判断する。

ＲＦオン時の第１の遅延時間Ｄｔ１の具体的な決定方法は次のとおりである。すなわち、高周波電力ＲＦを供給してからの反射時間を事前に測定し、この反射時間以上を第１の遅延時間Ｄｔ１に決定する。或いは、エッジリング１４の電位を測定し、高周波電力ＲＦとエッジリング１４の電位に基づいて、第１の遅延時間Ｄｔ１を決定してもよい。

ＲＦオフ時の第２の遅延時間Ｄｔ２の具体的な決定方法は次のとおりである。すなわち、エッジリング１４の電位を測定し、当該エッジリング１４の電位が十分に下がりきってからエッジリング１４を除電するように、第２の遅延時間Ｄｔ２を決定する。或いは、高周波電力ＲＦを測定し、当該高周波電力ＲＦのみに基づいて第２の遅延時間Ｄｔ２を決定してもよい。

本実施形態によれば、ＲＦオン時において、波形制御素子７０による直流電圧ＤＣの波形を制御することに加え、ＲＦオンとＤＣオンとの間に第１の遅延時間Ｄｔ１を設けているので、ウェハＷとエッジリング１４との間の電位差を更に抑制することができる。また、ＲＦオフ時も同様に、波形制御素子７０による直流電圧ＤＣの波形を制御することに加え、ＲＦオフとＤＣオフの間に第２の遅延時間Ｄｔ２を設けているので、ウェハＷとエッジリング１４との間の電位差を更に抑制することができる。

ここで、本実施形態のステップＴ２、Ｔ５の機能を既存機能で設ける場合、通常はパルスのタイミング信号を２つ使う等して、ＤＣオンの状態、ＤＣオフの状態、浮遊電位状態を含む３状態が判断できるタイミング信号が必要となる。したがって、装置構成が非常に煩雑となる。

この点、本実施形態では遅延時間Ｄｔ１、Ｄｔ２を用いることで、どのような直流電源でも、ウェハＷの電位へのエッジリング１４の電位の追従タイミングを決めることができる。また、直流電源６０側で浮遊電位のタイミングを形成しているため、高周波電力ＲＦと同じパルスタイミング信号を用いることができる。換言すれば、既存のパルス信号源８０を用いることができ、パルス信号源８０を作り直す必要がない。

なお、ＲＦオン時とＲＦオフ時の直流電圧ＤＣの制御方法は、上記実施形態に限定されない。例えば、ＲＦオン時にはステップＴ２を省略してステップＴ３の直流電圧ＤＣの波形制御のみを行い、ＲＦオフ時にはステップＴ５の第２の遅延時間Ｄｔ２による直流電圧ＤＣの制御とステップＴ６の直流電圧ＤＣの波形制御を行ってもよい。また例えば、ＲＦオン時にはステップＴ２の第１の遅延時間Ｄｔ１による直流電圧ＤＣの制御とステップＴ３の直流電圧ＤＣの波形制御を行い、ＲＦオフ時にはステップＴ５を省略してステップＴ６の直流電圧ＤＣの波形制御のみを行ってもよい。

＜他の実施形態＞

以上の実施形態は、直流電源６０が２以上の直流電圧ＤＣの出力を有する電源である場合にも適用できる。図１２は、高周波電力ＲＦと直流電圧ＤＣの経時変化を示す説明図である。図１２は、図７及び図１１と同様のグラフであり、詳細説明を省略する。なお、図１２において、第１のバイアス電圧１は、第１の高周波電力ＲＦ１によって発生するバイアス電圧を示す。第１のバイアス電圧１と第１の直流電圧ＤＣ１との間には第１の電位差１がある。第２のバイアス電圧２は、第２の高周波電力ＲＦ２によって発生するバイアス電圧を示す。第２のバイアス電圧２と第２の直流電圧ＤＣ２との間には第２の電位差２がある。ウェハＷの電位との第１の電位差１と第２の電位差２は、同一の値であってもよいし、異なる値であってもよい。

かかる場合、第１の直流電圧ＤＣ１の出力が第２の直流電圧ＤＣ２の出力より大きい場合、第１の直流電圧ＤＣ１の出力から第２の直流電圧ＤＣ２の出力に変化させるには、第１の直流電圧ＤＣ１を出力後、除電して第２の直流電圧ＤＣ２と同等まで電荷を抜いた後、第２の直流電圧ＤＣ１を出力する。そのため、電源出力数によっては直流電源６０の内部又は外部に、２つの直流電圧ＤＣの出力の切り替わり時の電位差を解消する除電回路を内蔵してもよい。この除電回路は、除電回路６７と兼用させることも可能である。本実施形態であっても、第１の直流電圧ＤＣ１と第２の直流電圧ＤＣ２の切り替えに対して、上述した波形制御の効果を享受することができる。

以上の実施形態のプラズマ処理装置１は容量結合型のプラズマ処理装置であったが、本開示が適用されるプラズマ処理装置はこれに限定されない。例えばプラズマ処理装置は、誘導結合型のプラズマ処理装置であってもよい。

また例えば、本開示は、以下の実施形態を含む。

（付記１）
基板にプラズマ処理を行う装置であって、
チャンバと、
前記チャンバ内に配置された基板支持体であり、基台と、前記基台上の静電チャックと、前記静電チャック上に載置された基板を囲むように配置されるエッジリングとを有する前記基板支持体と、
前記チャンバの内部のガスからプラズマを生成するための高周波電力を供給する高周波電源と、
前記エッジリングに負極性の直流電圧を印加する直流電源と、
前記直流電圧の波形を制御する波形制御素子と、
前記波形制御素子の定数を調整して、前記直流電圧が所望の値に到達するまでの時間を制御する制御部と、
を備える、プラズマ処理装置。

（付記２）
前記エッジリングと電気的に接続するＲＦフィルタを備え、
前記波形制御素子は、前記ＲＦフィルタ内に配置される、付記１に記載のプラズマ処理装置。

（付記３）
前記波形制御素子は、前記直流電源内に配置される、付記１に記載のプラズマ処理装置。

（付記４）
前記直流電源は、前記直流電圧のパルスを生成するパルス生成部を含み、
前記波形制御素子は、前記パルス生成部より前記エッジリング側に配置される、付記３に記載のプラズマ処理装置。

（付記５）
前記エッジリングに前記直流電圧を印加するための直流電源回路と、
前記エッジリングを除電するための除電回路と、
前記エッジリングと、前記直流電源回路又は前記除電回路との接続を切り替える切替ユニットと、
を更に備え、
前記波形制御素子は、前記切替ユニット内に配置される、付記１に記載のプラズマ処理装置。

（付記６）
前記波形制御素子は、前記直流電源と前記ＲＦフィルタとの間の経路に配置される、付記１に記載のプラズマ処理装置。

（付記７）
前記直流電源と前記エッジリングとを接続するホット側経路と、前記エッジリングをグランドに接続するリターン側経路とを有し、
前記波形制御素子は、前記ホット側経路、又は前記ホット側経路と前記リターン側経路との間に配置される、容量性素子、誘導性素子、抵抗素子、電磁エネルギー変換器、伝送線路のいずれか又は複数を含む、付記１～６のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。

（付記８）
前記直流電圧の波形を制御する機能以外の他の機能を有する非波形制御素子を更に備え、
前記他の機能は、容量性素子、誘導性素子、抵抗素子、電磁エネルギー変換器及び伝送線路からなる群から選択される少なくとも１種の機能を含む、
付記１～７のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。

（付記９）
前記波形制御素子は、前記直流電圧の波形を制御する機能以外の他の機能を有し、
前記他の機能は、容量性素子、誘導性素子、抵抗素子、電磁エネルギー変換器及び伝送線路からなる群から選択される少なくとも１種の機能を含む、
付記１～８のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。

（付記１０）
前記非波形制御素子は、前記ＲＦフィルタのインピーダンスを可変とするための可変素子を含む、付記２に記載のプラズマ処理装置。

（付記１１）
前記波形制御素子の定数は変更可能である、付記１～９のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。

（付記１２）
前記波形制御素子の定数は固定値であって、
前記定数の異なる前記波形制御素子を複数備え、
前記複数の波形制御素子を切り替える切替回路を更に備える、請求項１～９のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。

（付記１３）
前記制御部は、直流電圧とバイアス電圧が近づくように前記波形制御素子の定数を調整して、前記直流電圧の波形を制御する、付記１～１２のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。

（付記１４）
前記制御部は、
（ａ）前記高周波電力の供給を開始し、予め定められた遅延時間が経過した後、前記直流電圧の印加を開始する工程と、
（ｂ）前記波形制御素子の定数を調整して、前記直流電圧の波形を制御し、前記直流電圧が所望の値に到達するまでの時間を制御する工程と、
を含む処理を実行するように前記装置を制御する、付記１～１２のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。

（付記１５）
前記制御部は、
（ｃ）前記高周波電力の供給を停止し、予め定められた遅延時間が経過した後、前記エッジリングを除電を開始する工程と、
（ｂ）前記波形制御素子の定数を調整して、前記直流電圧の波形を制御し、前記直流電圧が所望の値に到達するまでの時間を制御する工程と、
を含む処理を実行するように前記装置を制御する、付記１４に記載のプラズマ処理装置。

（付記１６）
前記制御部は、前記直流電圧の印加時間に対する前記遅延時間の割合に基づいて、当該遅延時間を決定する、付記１４又は１５に記載のプラズマ処理装置。

（付記１７）
前記制御部は、前記高周波電力を供給してからの反射時間を測定し、当該反射時間以上を前記遅延時間に決定する、付記１６に記載のプラズマ処理装置。

（付記１８）
前記制御部は、前記エッジリングの電位を測定し、当該エッジリングの電位に基づいて前記遅延時間を決定する、請求項１６又は１７に記載のプラズマ処理装置。

（付記１９）
プラズマ処理装置を用いて基板にプラズマ処理を行う方法であって、
前記プラズマ処理装置は、
チャンバと、
前記チャンバ内に配置された基板支持体であり、基台と、前記基台上の静電チャックと、前記静電チャック上に載置された基板を囲むように配置されるエッジリングとを有する前記基板支持体と、
前記チャンバの内部のガスからプラズマを生成するための高周波電力を供給する高周波電源と、
前記エッジリングに負極性の直流電圧を印加する直流電源と、
前記エッジリングと電気的に接続するＲＦフィルタと、
前記直流電圧の波形を制御する波形制御素子と、
備え、
前記方法において、前記波形制御素子の定数を調整して、前記直流電圧が所望の値に到達するまでの時間を制御する、プラズマ処理方法。

今回開示された実施形態はすべての点で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。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

１ プラズマ処理装置
１０ チャンバ
１１ ステージ
１２ 下部電極
１３ 静電チャック
１４ エッジリング
５０ 第１の高周波電源
５１ 第２の高周波電源
６０ 直流電源
６２ 第１のＲＦフィルタ
６３ 第２のＲＦフィルタ
７０ 波形制御素子
１００ 制御部
Ｗ ウェハ

Claims (19)

1. 基板にプラズマ処理を行う装置であって、
   チャンバと、
   前記チャンバ内に配置された基板支持体であり、基台と、前記基台上の静電チャックと、前記静電チャック上に載置された基板を囲むように配置されるエッジリングとを有する前記基板支持体と、
   前記チャンバの内部のガスからプラズマを生成するための高周波電力を供給する高周波電源と、
   前記エッジリングに負極性の直流電圧を印加する直流電源と、
   前記直流電圧の波形を制御する波形制御素子と、
   前記波形制御素子の定数を調整して、前記直流電圧が所望の値に到達するまでの時間を制御する制御部と、
   を備える、プラズマ処理装置。
2. 前記エッジリングと電気的に接続するＲＦフィルタを備え、
   前記波形制御素子は、前記ＲＦフィルタ内に配置される、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記波形制御素子は、前記直流電源内に配置される、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記直流電源は、前記直流電圧のパルスを生成するパルス生成部を含み、
   前記波形制御素子は、前記パルス生成部より前記エッジリング側に配置される、請求項３に記載のプラズマ処理装置。
5. 前記エッジリングに前記直流電圧を印加するための直流電源回路と、
   前記エッジリングを除電するための除電回路と、
   前記エッジリングと、前記直流電源回路又は前記除電回路との接続を切り替える切替ユニットと、
   を更に備え、
   前記波形制御素子は、前記切替ユニット内に配置される、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
6. 前記波形制御素子は、前記直流電源と前記ＲＦフィルタとの間の経路に配置される、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
7. 前記直流電源と前記エッジリングとを接続するホット側経路と、前記エッジリングをグランドに接続するリターン側経路とを有し、
   前記波形制御素子は、前記ホット側経路、又は前記ホット側経路と前記リターン側経路との間に配置される、容量性素子、誘導性素子、抵抗素子、電磁エネルギー変換器、伝送線路のいずれか又は複数を含む、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
8. 前記直流電圧の波形を制御する機能以外の他の機能を有する非波形制御素子を更に備え、
   前記他の機能は、容量性素子、誘導性素子、抵抗素子、電磁エネルギー変換器及び伝送線路からなる群から選択される少なくとも１種の機能を含む、
   請求項１に記載のプラズマ処理装置。
9. 前記波形制御素子は、前記直流電圧の波形を制御する機能以外の他の機能を有し、
   前記他の機能は、容量性素子、誘導性素子、抵抗素子、電磁エネルギー変換器及び伝送線路からなる群から選択される少なくとも１種の機能を含む、
   請求項１に記載のプラズマ処理装置。
10. 前記非波形制御素子は、前記ＲＦフィルタのインピーダンスを可変とするための可変素子を含む、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
11. 前記波形制御素子の定数は変更可能である、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
12. 前記波形制御素子の定数は固定値であって、
    前記定数の異なる前記波形制御素子を複数備え、
    前記複数の波形制御素子を切り替える切替回路を更に備える、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
13. 前記制御部は、直流電圧とバイアス電圧が近づくように前記波形制御素子の定数を調整して、前記直流電圧の波形を制御する、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
14. 前記制御部は、
    （ａ）前記高周波電力の供給を開始し、予め定められた遅延時間が経過した後、前記直流電圧の印加を開始する工程と、
    （ｂ）前記波形制御素子の定数を調整して、前記直流電圧の波形を制御し、前記直流電圧が所望の値に到達するまでの時間を制御する工程と、
    を含む処理を実行するように前記装置を制御する、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
15. 前記制御部は、
    （ｃ）前記高周波電力の供給を停止し、予め定められた遅延時間が経過した後、前記エッジリングを除電を開始する工程と、
    （ｂ）前記波形制御素子の定数を調整して、前記直流電圧の波形を制御し、前記直流電圧が所望の値に到達するまでの時間を制御する工程と、
    を含む処理を実行するように前記装置を制御する、請求項１４に記載のプラズマ処理装置。
16. 前記制御部は、前記直流電圧の印加時間に対する前記遅延時間の割合に基づいて、当該遅延時間を決定する、請求項１４又は１５に記載のプラズマ処理装置。
17. 前記制御部は、前記高周波電力を供給してからの反射時間を測定し、当該反射時間以上を前記遅延時間に決定する、請求項１６に記載のプラズマ処理装置。
18. 前記制御部は、前記エッジリングの電位を測定し、当該エッジリングの電位に基づいて前記遅延時間を決定する、請求項１６又は１７に記載のプラズマ処理装置。
19. プラズマ処理装置を用いて基板にプラズマ処理を行う方法であって、
    前記プラズマ処理装置は、
    チャンバと、
    前記チャンバ内に配置された基板支持体であり、基台と、前記基台上の静電チャックと、前記静電チャック上に載置された基板を囲むように配置されるエッジリングとを有する前記基板支持体と、
    前記チャンバの内部のガスからプラズマを生成するための高周波電力を供給する高周波電源と、
    前記エッジリングに負極性の直流電圧を印加する直流電源と、
    前記エッジリングと電気的に接続するＲＦフィルタと、
    前記直流電圧の波形を制御する波形制御素子と、
    備え、
    前記方法において、前記波形制御素子の定数を調整して、前記直流電圧が所望の値に到達するまでの時間を制御する、プラズマ処理方法。

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