KR20210110192A - Plasma processing apparatus and plasma processing method - Google Patents

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치시오 고시미즈
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

A disclosed plasma processing apparatus includes a plasma processing chamber, a substrate support, a bias power supply, and a high frequency power supply. The substrate support is disposed within the plasma processing chamber and includes an electrode. The bias power supply is coupled to the electrode and is configured to generate a bias power having a first frequency. The high frequency power supply is coupled to the plasma processing chamber and is configured to generate high frequency power having a second frequency that is higher than the first frequency. The high frequency power has a first power level in a first period within one cycle of bias power, and has a second power level lower than the first power level in a second period within one cycle of the bias power.

Description

플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법{PLASMA PROCESSING APPARATUS AND PLASMA PROCESSING METHOD}Plasma processing apparatus and plasma processing method

본 개시의 예시적 실시형태는, 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법에 관한 것이다.Exemplary embodiments of the present disclosure relate to a plasma processing apparatus and a plasma processing method.

플라즈마 처리 장치가 기판에 대한 가공을 위하여 이용되고 있다. 일종의 플라즈마 처리 장치는, 챔버, 재치대, 제1 고주파 전원, 및 제2 고주파 전원을 구비한다. 재치대는, 챔버 내에서 기판을 지지하도록 구성되어 있다. 재치대는, 하부 전극을 포함한다. 제1 고주파 전원은, 챔버 내에서 가스로부터 플라즈마를 생성하기 위한 고주파 전력을 발생시키도록 구성되어 있다. 제2 고주파 전원은, 플라즈마로부터의 이온을 기판에 인입하기 위한 고주파 바이어스 전력을 발생시키도록 구성되어 있다. 고주파 바이어스 전력은, 하부 전극에 공급된다. 일본 공개특허공보 2016-157735호는, 고주파 전력 및 고주파 바이어스 전력 중 적어도 일방을 펄스상(pulse狀)의 전력으로 하여 공급하도록 구성된 플라즈마 처리 장치를 개시하고 있다.상A plasma processing apparatus is used for processing a substrate. A kind of plasma processing apparatus includes a chamber, a mounting table, a first high frequency power supply, and a second high frequency power supply. The mounting table is configured to support the substrate in the chamber. The mounting table includes a lower electrode. The first high frequency power supply is configured to generate high frequency power for generating plasma from the gas in the chamber. The second high frequency power supply is configured to generate a high frequency bias power for drawing ions from the plasma into the substrate. The high frequency bias power is supplied to the lower electrode. Japanese Patent Laid-Open No. 2016-157735 discloses a plasma processing apparatus configured to supply at least one of high frequency power and high frequency bias power as pulsed power.

본 개시는, 플라즈마의 직경 방향의 밀도 분포의 균일성을 높여, 플라즈마의 밀도의 저하 또는 소실을 억제하는 기술을 제공한다.The present disclosure provides a technique for improving the uniformity of the density distribution in the radial direction of the plasma and suppressing the decrease or loss of the density of the plasma.

일 예시적 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마 처리 챔버, 기판 지지기, 바이어스 전원, 및 고주파 전원을 구비한다. 기판 지지기는, 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되며, 전극을 포함한다. 바이어스 전원은, 전극에 결합되며, 제1 주파수를 갖는 바이어스 전력을 발생시키도록 구성되어 있다. 고주파 전원은, 플라즈마 처리 챔버에 결합되며, 제1 주파수보다 높은 제2 주파수를 갖는 고주파 전력을 발생시키도록 구성되어 있다. 고주파 전력은, 바이어스 전력의 1주기 내의 제1 기간에 제1 전력 레벨을 갖고, 바이어스 전력의 1주기 내의 제2 기간에 제1 전력 레벨보다 낮은 제2 전력 레벨을 갖는다.In one exemplary embodiment, a plasma processing apparatus is provided. The plasma processing apparatus includes a plasma processing chamber, a substrate support, a bias power supply, and a high frequency power supply. A substrate support is disposed within the plasma processing chamber and includes an electrode. A bias power supply is coupled to the electrode and is configured to generate a bias power having a first frequency. The high frequency power source is coupled to the plasma processing chamber and is configured to generate high frequency power having a second frequency that is higher than the first frequency. The high frequency power has a first power level in a first period within one period of the bias power, and has a second power level lower than the first power level in a second period within one period of the bias power.

일 예시적 실시형태에 의하면, 플라즈마의 직경 방향의 밀도 분포의 균일성을 높여, 플라즈마의 밀도의 저하 또는 소실을 억제하는 것이 가능해진다.According to an exemplary embodiment, it becomes possible to increase the uniformity of the density distribution in the radial direction of the plasma, thereby suppressing the decrease or loss of the density of the plasma.

도 1은, 일 예시적 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 2는, 일 예시적 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치에서 이용되는 고주파 전력 및 전기 바이어스의 일례의 타이밍 차트이다.
도 3은, 일 예시적 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치에서 이용되는 고주파 전력 및 전기 바이어스의 다른 예의 타이밍 차트이다.
도 4는, 일 예시적 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치에서 이용되는 전기 바이어스의 또 다른 예의 타이밍 차트이다.
도 5는, 다른 예시적 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 6은, 도 5에 나타내는 플라즈마 처리 장치에 있어서 이용될 수 있는 일례의 에지링을 나타내는 도이다.
도 7은, 에지링의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 8은, 일 예시적 실시형태에 관한 플라즈마 처리 방법의 흐름도이다.1 is a diagram schematically showing a plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment.
Fig. 2 is a timing chart of an example of high-frequency power and electric bias used in the plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment.
3 is a timing chart of another example of high-frequency power and electric bias used in the plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment.
4 is a timing chart of still another example of an electric bias used in the plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment.
Fig. 5 is a diagram schematically showing a plasma processing apparatus according to another exemplary embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing an example of an edge ring that can be used in the plasma processing apparatus shown in FIG. 5 .
7 : is a figure which shows the other example of an edge ring.
8 is a flowchart of a plasma processing method according to an exemplary embodiment.

이하, 다양한 예시적 실시형태에 대하여 설명한다.Hereinafter, various exemplary embodiments will be described.

일 예시적 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마 처리 챔버, 기판 지지기, 바이어스 전원, 및 고주파(RF; Radio Frequency) 전원을 포함한다. 기판 지지기는, 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되며, 하부 전극을 포함한다. 바이어스 전원은, 하부 전극에 결합되며, 제1 주파수를 갖는 바이어스 전력을 발생시키도록 구성된다. 고주파 전원은, 플라즈마 처리 챔버에 결합되며, 제1 주파수보다 높은 제2 주파수를 갖는 고주파 전력을 발생시키도록 구성된다. 일 실시형태에 있어서, 고주파 전원은, 2개의 대향하는 전극, 예를 들면 상부 전극 및 하부 전극 중 적어도 어느 하나에 결합된다. 고주파 전력은, 바이어스 전력의 1주기 내의 제1 기간에 제1 전력 레벨을 갖고, 바이어스 전력의 1주기 내의 제2 기간에 제1 전력 레벨보다 낮은 제2 전력 레벨을 갖는다. 바이어스 전력의 1주기는, 제1 주파수에 의하여 규정되는 고유 주기이다. 즉, 고유 주기는, 제1 주파수의 역수이다. 예를 들면, 제1 주파수가 400kHz인 경우, 고유 주기는 2.5μs이다. 제1 기간은, 제2 기간과 다르다. 제2 기간은, 제1 기간 전이어도 되고, 제1 기간 후여도 된다.In one exemplary embodiment, a plasma processing apparatus is provided. The plasma processing apparatus includes a plasma processing chamber, a substrate support, a bias power supply, and a radio frequency (RF) power supply. A substrate support is disposed within the plasma processing chamber and includes a lower electrode. A bias power supply is coupled to the lower electrode and is configured to generate a bias power having a first frequency. The high frequency power source is coupled to the plasma processing chamber and is configured to generate high frequency power having a second frequency that is higher than the first frequency. In one embodiment, the high frequency power supply is coupled to at least one of two opposing electrodes, for example, an upper electrode and a lower electrode. The high frequency power has a first power level in a first period within one period of the bias power and a second power level lower than the first power level in a second period within one period of the bias power. One cycle of the bias power is a natural cycle defined by the first frequency. That is, the natural period is the reciprocal of the first frequency. For example, when the first frequency is 400 kHz, the natural period is 2.5 μs. The first period is different from the second period. The second period may be before the first period or after the first period.

일 예시적 실시형태에 있어서, 바이어스 전력은, 1주기 내에 적어도 하나의 바이어스 펄스를 포함한다. 적어도 하나의 바이어스 펄스는, 직사각형, 사다리꼴, 삼각형, 또는 이들 조합의 펄스 파형을 가져도 되고, US2018/0166249 A1에 개시되어 있는 바와 같은 정형(Shaped) 펄스(테일러드(Tailored) 펄스라고도 불림)를 가져도 된다. 적어도 하나의 바이어스 펄스는, 양 또는 음의 극성을 갖는다. 또, 적어도 하나의 바이어스 펄스는, 양 및/또는 음의 극성을 갖는 복수의 바이어스 펄스를 포함해도 된다. 일 실시형태에 있어서, 바이어스 전력은, 1주기 내에 적어도 하나의 양바이어스 펄스와 적어도 하나의 음바이어스 펄스를 포함한다.In an exemplary embodiment, the bias power includes at least one bias pulse within one period. The at least one bias pulse may have a pulse waveform of rectangular, trapezoidal, triangular, or a combination thereof, and has a Shaped pulse (also called a Tailored pulse) as disclosed in US2018/0166249 A1. also be At least one bias pulse has a positive or negative polarity. In addition, the at least one bias pulse may include a plurality of bias pulses having positive and/or negative polarities. In one embodiment, the bias power includes at least one positive bias pulse and at least one negative bias pulse within one period.

일 예시적 실시형태에 있어서, 바이어스 전력은, 제1 주파수를 갖는 고주파 바이어스 전력이다. 일 실시형태에 있어서, 바이어스 전원은, 고주파 바이어스 전력을 연속적으로 발생시키도록 구성된다. 이 경우, 고주파 바이어스 전력은, Off 기간을 포함하지 않는다.In one exemplary embodiment, the bias power is a high frequency bias power having a first frequency. In one embodiment, the bias power supply is configured to continuously generate a high frequency bias power. In this case, the high frequency bias power does not include an Off period.

다른 예시적 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치가 제공된다. 플라즈마 처리 장치는, 챔버, 기판 지지기, 바이어스 전원, 및 고주파 전원을 구비한다. 기판 지지기는, 하부 전극을 포함하며, 챔버 내에서 기판을 지지하도록 구성되어 있다. 바이어스 전원은, 기판에 이온을 인입하기 위한 전기 바이어스를 발생시키도록 구성되어 있으며, 하부 전극에 전기적으로 접속되어 있다. 전기 바이어스는, 제1 주파수로 규정되는 주기 내에서 기판의 전위를 변동시킨다. 고주파 전원은, 챔버 내에서 가스로부터 플라즈마를 생성하기 위한 제2 주파수를 갖는 고주파 전력을 발생시키도록 구성되어 있다. 고주파 전원은, 제1 기간에 있어서 고주파 전력의 제1 펄스를 공급하고, 제2 기간에 있어서 고주파 전력의 제2 펄스를 공급하도록 구성되어 있다. 제1 기간은, 제1 주파수로 규정되는 주기와 적어도 부분적으로 중복되고, 그 주기의 시간 길이보다 짧은 시간 길이를 갖는다. 제2 기간은, 제1 주파수로 규정되는 주기와 적어도 부분적으로 중복되고, 그 주기의 시간 길이보다 짧은 시간 길이를 갖는다. 제2 펄스는, 제1 펄스의 전력 레벨보다 낮은 전력 레벨을 갖는다.In another exemplary embodiment, a plasma processing apparatus is provided. The plasma processing apparatus includes a chamber, a substrate support, a bias power supply, and a high frequency power supply. The substrate support includes a lower electrode and is configured to support a substrate within the chamber. The bias power supply is configured to generate an electric bias for drawing ions into the substrate, and is electrically connected to the lower electrode. The electrical bias changes the potential of the substrate within a period defined by the first frequency. The high frequency power supply is configured to generate high frequency power having a second frequency for generating plasma from a gas within the chamber. The high-frequency power supply is configured to supply a first pulse of high-frequency power in a first period and supply a second pulse of high-frequency power in a second period. The first period at least partially overlaps with the period defined by the first frequency and has a time length shorter than the time length of the period. The second period at least partially overlaps with the period defined by the first frequency and has a time length shorter than the time length of the period. The second pulse has a lower power level than the power level of the first pulse.

고주파 전력이 연속적으로 공급되는 경우, 즉 고주파 전력의 연속파가 공급되는 경우에는, 챔버 내의 플라즈마의 밀도는, 중앙에서 높아지고 직경 방향 외측에 있어서 낮아진다. 상기 실시형태에서는, 고주파 전력은, 제1 펄스로서 공급된다. 따라서, 상기 실시형태에 의하면, 플라즈마의 직경 방향의 밀도 분포의 균일성이 높아진다. 또, 상기 실시형태에서는, 제1 펄스의 공급 후에, 비교적 낮은 전력을 갖는 고주파 전력의 제2 펄스가 공급된다. 따라서, 상기 실시형태에 의하면, 플라즈마의 밀도의 저하 또는 소실을 억제하는 것이 가능해진다.In the case where the high-frequency power is continuously supplied, that is, when the continuous wave of the high-frequency power is supplied, the density of the plasma in the chamber is high in the center and low in the radial direction outside. In the above embodiment, the high-frequency power is supplied as a first pulse. Therefore, according to the said embodiment, the uniformity of the density distribution in the radial direction of plasma becomes high. Moreover, in the said embodiment, after supply of a 1st pulse, the 2nd pulse of high frequency power which has comparatively low power is supplied. Therefore, according to the above embodiment, it is possible to suppress the decrease or disappearance of the density of the plasma.

일 예시적 실시형태에 있어서, 전기 바이어스는, 제1 주파수로 규정되는 주기에서 주기적으로 발생되는 펄스파여도 된다. 펄스파는, 음의 직류 전압의 펄스를 포함한다.In one exemplary embodiment, the electrical bias may be a pulse wave periodically generated in a period defined by the first frequency. The pulse wave includes a pulse of a negative DC voltage.

일 예시적 실시형태에 있어서, 제1 기간 및 제2 기간의 각각은, 제1 주파수로 규정되는 주기 내에서 바이어스 전원으로부터의 음의 직류 전압의 펄스가 공급되고 있지 않은 기간 내의 기간이어도 된다. 이 실시형태에 의하면, 제1 펄스 및 제2 펄스의 각각에 대한 반사가 저감된다.In one exemplary embodiment, each of the first period and the second period may be a period within a period in which a pulse of a negative DC voltage from the bias power supply is not supplied within a period defined by the first frequency. According to this embodiment, the reflection to each of the first pulse and the second pulse is reduced.

일 예시적 실시형태에 있어서, 고주파 전원은, 제1 기간과 제2 기간의 사이의 기간에 있어서, 제1 펄스의 전력 레벨 및 제2 펄스의 전력 레벨보다 낮고, 0W보다 큰 전력 레벨을 갖는 고주파 전력을 공급하도록 구성되어 있어도 된다.In one exemplary embodiment, the high-frequency power supply, in a period between the first period and the second period, is lower than the power level of the first pulse and the power level of the second pulse, and the radio frequency power supply has a power level greater than 0W It may be comprised so that electric power may be supplied.

일 예시적 실시형태에 있어서, 제1 기간은, 바이어스 전원으로부터의 음의 직류 전압의 펄스가 공급되고 있는 기간과 중복되어도 된다. 제2 기간은, 주기 내에서 바이어스 전원으로부터의 음의 직류 전압의 펄스가 공급되고 있지 않은 기간 내의 기간이어도 된다.In one exemplary embodiment, the first period may overlap with a period in which a pulse of a negative DC voltage from the bias power supply is being supplied. The second period may be a period within a period in which a pulse of a negative DC voltage from the bias power supply is not supplied within the period.

일 예시적 실시형태에 있어서, 고주파 전원은, 제1 주파수로 규정되는 주기 내의 제2 기간과 해당 주기의 종료 시점의 사이의 기간에 있어서, 고주파 전력을 공급하도록 구성되어 있어도 된다. 제2 기간과 해당 주기의 종료 시점의 사이의 기간에 있어서 공급되는 고주파 전력은, 제1 펄스의 전력 레벨 및 제2 펄스의 전력 레벨보다 낮고, 0W보다 큰 전력 레벨을 갖는다.In one exemplary embodiment, the high-frequency power supply may be configured to supply the high-frequency power in a period between a second period within a period defined by the first frequency and an end time of the period. The high frequency power supplied in the period between the second period and the end time of the period is lower than the power level of the first pulse and the power level of the second pulse, and has a power level greater than 0W.

일 예시적 실시형태에 있어서, 전기 바이어스는, 제1 주파수를 갖는 고주파 바이어스 전력이어도 된다.In one exemplary embodiment, the electric bias may be a high frequency bias power having a first frequency.

일 예시적 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치는, 바이어스 전원과 하부 전극의 사이에서 접속된 정합기를 더 구비하고 있어도 된다. 제1 펄스 및 제2 펄스는, 바이어스 전원에 대한 부하의 임피던스가 대략 정합 상태에 있을 때에 공급되어도 된다.In one exemplary embodiment, the plasma processing apparatus may further include a matching device connected between the bias power supply and the lower electrode. The first pulse and the second pulse may be supplied when the impedance of the load with respect to the bias power supply is in a substantially matched state.

또 다른 예시적 실시형태에 있어서는, 플라즈마 처리 방법이 제공된다. 플라즈마 처리 방법은, 플라즈마 처리 장치의 챔버 내에 마련된 기판 지지기 상에 기판을 준비하는 공정을 포함한다. 플라즈마 처리 장치는, 바이어스 전원 및 고주파 전원을 구비한다. 바이어스 전원은, 제1 주파수로 규정되는 주기 내에서 기판의 전위를 변동시키는 전기 바이어스를 발생시키도록 구성되어 있다. 고주파 전원은, 제2 주파수를 갖는 고주파 전력을 발생시키도록 구성되어 있다. 플라즈마 처리 방법은, 기판 지지기의 하부 전극에 바이어스 전원으로부터의 전기 바이어스를 공급하는 공정을 포함한다. 플라즈마 처리 방법은, 제1 기간에 있어서, 고주파 전원으로부터 고주파 전력의 제1 펄스를 공급하는 공정을 더 포함한다. 제1 기간은, 제1 주파수로 규정되는 주기와 적어도 부분적으로 중복되고, 그 주기의 시간 길이보다 짧은 시간 길이를 갖는다. 플라즈마 처리 방법은, 제1 주파수로 규정되는 주기 내의 제2 기간에 있어서, 고주파 전원으로부터 고주파 전력의 제2 펄스를 공급하는 공정을 더 포함한다. 제2 기간은, 제1 주파수로 규정되는 주기와 적어도 부분적으로 중복되고, 그 주기의 시간 길이보다 짧은 시간 길이를 갖는다. 제2 펄스는, 제1 펄스의 전력 레벨보다 낮은 전력 레벨을 갖는다.In another exemplary embodiment, a plasma processing method is provided. The plasma processing method includes a step of preparing a substrate on a substrate support provided in a chamber of a plasma processing apparatus. A plasma processing apparatus is provided with a bias power supply and a high frequency power supply. The bias power supply is configured to generate an electric bias that changes the potential of the substrate within a period defined by the first frequency. The high frequency power supply is configured to generate high frequency power having a second frequency. A plasma processing method includes supplying an electrical bias from a bias power source to a lower electrode of a substrate supporter. The plasma processing method further includes the step of supplying a first pulse of the high frequency power from the high frequency power supply in the first period. The first period at least partially overlaps with the period defined by the first frequency and has a time length shorter than the time length of the period. The plasma processing method further includes the step of supplying a second pulse of the high frequency power from the high frequency power supply in a second period within a period defined by the first frequency. The second period at least partially overlaps with the period defined by the first frequency and has a time length shorter than the time length of the period. The second pulse has a lower power level than the power level of the first pulse.

이하, 도면을 참조하여 다양한 예시적 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이는 것으로 한다.Hereinafter, various exemplary embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code|symbol shall be attached|subjected about the same or equivalent part.

도 1은, 일 예시적 실시 형태에 관한 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도이다. 도 1에 나타내는 플라즈마 처리 장치(1)는, 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치이다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 플라즈마 처리 챔버(10)를 구비하고 있다. 챔버(10)는, 그 안에 내부 공간(10s)을 제공하고 있다. 내부 공간(10s)의 중심 축선은, 연직 방향으로 뻗는 축선(AX)이다. 일 실시형태에 있어서, 챔버(10)는, 챔버 본체(12)를 포함하고 있다. 챔버 본체(12)는, 대략 원통 형상을 갖고 있다. 내부 공간(10s)은, 챔버 본체(12) 안에 제공되어 있다. 챔버 본체(12)는, 예를 들면 알루미늄으로 구성되어 있다. 챔버 본체(12)는 전기적으로 접지되어 있다. 챔버 본체(12)의 내벽면, 즉 내부 공간(10s)을 구획 형성하는 벽면에는, 내(耐)플라즈마성을 갖는 막이 형성되어 있다. 이 막은, 양극 산화 처리에 의하여 형성된 막 또는 산화 이트륨으로 형성된 막과 같은 세라믹제의 막일 수 있다.1 is a diagram schematically showing a plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment. The plasma processing apparatus 1 shown in FIG. 1 is a capacitively coupled plasma processing apparatus. The plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing chamber 10 . The chamber 10 provides an internal space 10s therein. The central axis of the internal space 10s is the axis AX extending in the vertical direction. In one embodiment, the chamber 10 includes a chamber body 12 . The chamber main body 12 has a substantially cylindrical shape. The inner space 10s is provided in the chamber body 12 . The chamber main body 12 is comprised from aluminum, for example. The chamber body 12 is electrically grounded. A film having plasma resistance is formed on the inner wall surface of the chamber body 12, ie, the wall surface defining the inner space 10s. This film may be a film formed by anodizing treatment or a film made of ceramic such as a film formed of yttrium oxide.

챔버 본체(12)의 측벽에는 통로(12p)가 형성되어 있다. 기판(W)은, 내부 공간(10s)과 챔버(10)의 외부의 사이에서 반송될 때에, 통로(12p)를 통과한다. 이 통로(12p)의 개폐를 위하여, 게이트 밸브(12g)가 챔버 본체(12)의 측벽을 따라 마련되어 있다.A passage 12p is formed in the sidewall of the chamber body 12 . The substrate W passes through the passage 12p when it is conveyed between the internal space 10s and the outside of the chamber 10 . In order to open and close this passage 12p, a gate valve 12g is provided along the side wall of the chamber body 12. As shown in FIG.

플라즈마 처리 장치(1)는, 기판 지지기(16)를 더 구비한다. 기판 지지기(16)는, 챔버(10) 안에서, 그 위에 재치된 기판(W)을 지지하도록 구성되어 있다. 기판(W)은, 대략 원반(圓盤) 형상을 갖는다. 기판 지지기(16)는, 지지부(17)에 의하여 지지되어 있다. 지지부(17)는, 챔버 본체(12)의 바닥부로부터 상방으로 뻗어 있다. 지지부(17)는, 대략 원통 형상을 갖고 있다. 지지부(17)는, 석영과 같은 절연 재료로 형성되어 있다.The plasma processing apparatus 1 further includes a substrate support 16 . The substrate support 16 is configured to support the substrate W placed thereon in the chamber 10 . The board|substrate W has a substantially disk shape. The substrate support 16 is supported by a support 17 . The support 17 extends upward from the bottom of the chamber body 12 . The support part 17 has a substantially cylindrical shape. The support portion 17 is made of an insulating material such as quartz.

기판 지지기(16)는, 하부 전극(18) 및 정전 척(20)을 갖는다. 하부 전극(18) 및 정전 척(20)은, 챔버(10) 내에 마련되어 있다. 하부 전극(18)은, 알루미늄과 같은 도전성 재료로 형성되어 있으며, 대략 원반 형상을 갖고 있다.The substrate support 16 has a lower electrode 18 and an electrostatic chuck 20 . The lower electrode 18 and the electrostatic chuck 20 are provided in the chamber 10 . The lower electrode 18 is made of a conductive material such as aluminum and has a substantially disk shape.

하부 전극(18) 내에는, 유로(18f)가 형성되어 있다. 유로(18f)는, 열교환 매체용 유로이다. 열교환 매체로서는, 액상의 냉매, 혹은 그 기화에 의하여 하부 전극(18)을 냉각하는 냉매(예를 들면, 프레온)가 이용된다. 유로(18f)에는, 열교환 매체의 공급 장치(예를 들면, 칠러 유닛)가 접속되어 있다. 이 공급 장치는, 챔버(10)의 외부에 마련되어 있다. 유로(18f)에는, 공급 장치로부터 배관(23a)을 통하여 열교환 매체가 공급된다. 유로(18f)에 공급된 열교환 매체는, 배관(23b)을 통하여 공급 장치에 되돌려진다.A flow path 18f is formed in the lower electrode 18 . The flow path 18f is a flow path for a heat exchange medium. As the heat exchange medium, a liquid refrigerant or a refrigerant (for example, Freon) that cools the lower electrode 18 by vaporization thereof is used. A heat exchange medium supply device (for example, a chiller unit) is connected to the flow passage 18f. This supply device is provided outside the chamber 10 . A heat exchange medium is supplied to the flow path 18f from a supply device through a pipe 23a. The heat exchange medium supplied to the flow path 18f is returned to the supply device through the pipe 23b.

정전 척(20)은, 하부 전극(18) 상에 마련되어 있다. 기판(W)은, 내부 공간(10s) 안에서 처리될 때에, 정전 척(20) 상에 재치되고, 정전 척(20)에 의하여 유지된다.The electrostatic chuck 20 is provided on the lower electrode 18 . The substrate W is placed on the electrostatic chuck 20 and held by the electrostatic chuck 20 when being processed in the internal space 10s.

정전 척(20)은, 본체 및 전극을 갖고 있다. 정전 척(20)의 본체는, 산화 알루미늄 또는 질화 알루미늄과 같은 유전체로 형성되어 있다. 정전 척(20)의 본체는, 대략 원반 형상을 갖고 있다. 정전 척(20)의 중심 축선은, 축선(AX)에 대략 일치하고 있다. 정전 척(20)의 전극은, 본체 내에 마련되어 있다. 정전 척(20)의 전극은, 막 형상을 갖고 있다. 정전 척(20)의 전극에는, 직류 전원이 스위치를 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 직류 전원으로부터의 전압이 정전 척(20)의 전극에 인가되면, 정전 척(20)과 기판(W)의 사이에서 정전 인력이 발생한다. 발생한 정전 인력에 의하여, 기판(W)은 정전 척(20)에 끌어당겨지고, 정전 척(20)에 의하여 유지된다.The electrostatic chuck 20 has a body and an electrode. The main body of the electrostatic chuck 20 is made of a dielectric material such as aluminum oxide or aluminum nitride. The main body of the electrostatic chuck 20 has a substantially disk shape. The central axis of the electrostatic chuck 20 substantially coincides with the axis AX. Electrodes of the electrostatic chuck 20 are provided in the body. The electrode of the electrostatic chuck 20 has a film shape. A DC power supply is electrically connected to the electrode of the electrostatic chuck 20 through a switch. When a voltage from the DC power is applied to the electrode of the electrostatic chuck 20 , an electrostatic attraction is generated between the electrostatic chuck 20 and the substrate W. By the generated electrostatic attraction, the substrate W is attracted to the electrostatic chuck 20 and held by the electrostatic chuck 20 .

정전 척(20)은, 기판 재치 영역을 포함하고 있다. 기판 재치 영역은, 대략 원반 형상을 갖는 영역이다. 기판 재치 영역의 중심 축선은, 축선(AX)에 대략 일치하고 있다. 기판(W)은, 챔버(10) 내에서 처리될 때에는, 기판 재치 영역의 상면 상에 재치된다.The electrostatic chuck 20 includes a substrate mounting area. The board|substrate mounting area|region is an area|region which has a substantially disk shape. The central axis of the substrate mounting region substantially coincides with the axis AX. When processed in the chamber 10, the board|substrate W is mounted on the upper surface of a board|substrate mounting area|region.

일 실시형태에 있어서, 정전 척(20)은, 에지링 재치 영역을 더 포함하고 있어도 된다. 에지링 재치 영역은, 정전 척(20)의 중심 축선의 둘레에서 기판 재치 영역을 둘러싸도록 둘레 방향으로 뻗어 있다. 에지링 재치 영역의 상면 상에는, 에지링(ER)이 탑재된다. 에지링(ER)은, 환 형상을 갖고 있다. 에지링(ER)은, 축선(AX)에 그 중심 축선이 일치하도록, 에지링 재치 영역 상에 재치된다. 기판(W)은, 에지링(ER)에 의하여 둘러싸인 영역 내에 배치된다. 즉, 에지링(ER)은, 기판(W)의 에지를 둘러싸도록 배치된다. 에지링(ER)은, 도전성을 가질 수 있다. 에지링(ER)은, 예를 들면 실리콘 또는 탄화 규소로 형성되어 있다. 에지링(ER)은, 석영과 같은 유전체로 형성되어 있어도 된다.In one embodiment, the electrostatic chuck 20 may further include an edge ring mounting region. The edge ring mounting region extends in the circumferential direction to surround the substrate mounting region around the central axis of the electrostatic chuck 20 . An edge ring ER is mounted on the upper surface of an edge ring mounting area|region. The edge ring ER has an annular shape. The edge ring ER is mounted on the edge ring mounting area so that the central axis line may correspond to the axis line AX. The substrate W is disposed in a region surrounded by the edge ring ER. That is, the edge ring ER is disposed to surround the edge of the substrate W. The edge ring ER may have conductivity. The edge ring ER is made of, for example, silicon or silicon carbide. The edge ring ER may be formed of a dielectric material such as quartz.

플라즈마 처리 장치(1)는, 가스 공급 라인(25)을 더 구비할 수 있다. 가스 공급 라인(25)은, 가스 공급 기구로부터의 전열 가스, 예를 들면 He 가스를, 정전 척(20)의 상면과 기판(W)의 이면(하면)의 사이의 간극에 공급한다.The plasma processing apparatus 1 may further include a gas supply line 25 . The gas supply line 25 supplies a heat transfer gas, for example, He gas, from the gas supply mechanism to the gap between the upper surface of the electrostatic chuck 20 and the rear surface (lower surface) of the substrate W.

플라즈마 처리 장치(1)는, 절연 영역(27)을 더 구비할 수 있다. 절연 영역(27)은, 지지부(17) 상에 배치되어 있다. 절연 영역(27)은, 축선(AX)에 대하여 직경 방향에 있어서 하부 전극(18)의 외측에 배치되어 있다. 절연 영역(27)은, 하부 전극(18)의 외주면을 따라 둘레 방향으로 뻗어 있다. 절연 영역(27)은, 석영과 같은 절연체로 형성되어 있다. 에지링(ER)은, 절연 영역(27) 및 에지링 재치 영역 상에 재치된다.The plasma processing apparatus 1 may further include an insulating region 27 . The insulating region 27 is disposed on the support portion 17 . The insulating region 27 is disposed outside the lower electrode 18 in the radial direction with respect to the axis AX. The insulating region 27 extends in the circumferential direction along the outer peripheral surface of the lower electrode 18 . The insulating region 27 is formed of an insulator such as quartz. The edge ring ER is mounted on the insulating region 27 and the edge ring mounting region.

플라즈마 처리 장치(1)는, 상부 전극(30)을 더 구비하고 있다. 상부 전극(30)은, 기판 지지기(16)의 상방에 마련되어 있다. 즉, 상부 전극(30)은, 하부 전극(18)의 상방에 마련되어 있다. 상부 전극(30)은, 부재(32)와 함께 챔버 본체(12)의 상부 개구를 폐쇄하고 있다. 부재(32)는, 절연성을 갖고 있다. 상부 전극(30)은, 이 부재(32)를 통하여 챔버 본체(12)의 상부에 지지되어 있다.The plasma processing apparatus 1 further includes an upper electrode 30 . The upper electrode 30 is provided above the substrate support 16 . That is, the upper electrode 30 is provided above the lower electrode 18 . The upper electrode 30 closes the upper opening of the chamber body 12 together with the member 32 . The member 32 has insulation. The upper electrode 30 is supported on the upper part of the chamber body 12 via this member 32 .

상부 전극(30)은, 천판(天板)(34) 및 지지체(36)를 포함하고 있다. 천판(34)의 하면은, 내부 공간(10s)을 구획 형성하고 있다. 천판(34)에는, 복수의 가스 토출 구멍(34a)이 형성되어 있다. 복수의 가스 토출 구멍(34a)의 각각은, 천판(34)을 판두께 방향(연직 방향)으로 관통하고 있다. 이 천판(34)은, 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 실리콘으로 형성되어 있다. 혹은, 천판(34)은, 알루미늄제의 부재의 표면에 내플라즈마성의 막을 마련한 구조를 가질 수 있다. 이 막은, 양극 산화 처리에 의하여 형성된 막 또는 산화 이트륨으로 형성된 막과 같은 세라믹제의 막일 수 있다.The upper electrode 30 includes a top plate 34 and a support body 36 . The lower surface of the top plate 34 partitions the internal space 10s. A plurality of gas discharge holes 34a are formed in the top plate 34 . Each of the plurality of gas discharge holes 34a penetrates the top plate 34 in the plate thickness direction (vertical direction). The top plate 34 is not limited, but is made of, for example, silicon. Alternatively, the top plate 34 may have a structure in which a plasma-resistant film is provided on the surface of an aluminum member. This film may be a film formed by anodizing treatment or a film made of ceramic such as a film formed of yttrium oxide.

지지체(36)는, 천판(34)을 착탈 가능하게 지지하고 있다. 지지체(36)는, 예를 들면 알루미늄과 같은 도전성 재료로 형성되어 있다. 지지체(36)의 내부에는, 가스 확산실(36a)이 마련되어 있다. 가스 확산실(36a)로부터는, 복수의 가스 구멍(36b)이 하방으로 뻗어 있다. 복수의 가스 구멍(36b)은, 복수의 가스 토출 구멍(34a)에 각각 연통(連通)하고 있다. 지지체(36)에는, 가스 도입 포트(36c)가 형성되어 있다. 가스 도입 포트(36c)는, 가스 확산실(36a)에 접속되어 있다. 가스 도입 포트(36c)에는, 가스 공급관(38)이 접속되어 있다.The support body 36 supports the top plate 34 detachably. The support body 36 is formed of, for example, a conductive material such as aluminum. A gas diffusion chamber 36a is provided inside the support body 36 . A plurality of gas holes 36b extend downward from the gas diffusion chamber 36a. The plurality of gas holes 36b communicate with the plurality of gas discharge holes 34a, respectively. A gas introduction port 36c is formed in the support body 36 . The gas introduction port 36c is connected to the gas diffusion chamber 36a. A gas supply pipe 38 is connected to the gas introduction port 36c.

가스 공급관(38)에는, 가스 소스군(40)이, 밸브군(41), 유량 제어기군(42), 및 밸브군(43)을 통하여 접속되어 있다. 가스 소스군(40), 밸브군(41), 유량 제어기군(42), 및 밸브군(43)은, 가스 공급부를 구성하고 있다. 가스 소스군(40)은, 복수의 가스 소스를 포함하고 있다. 밸브군(41) 및 밸브군(43)의 각각은, 복수의 밸브(예를 들면 개폐 밸브)를 포함하고 있다. 유량 제어기군(42)은, 복수의 유량 제어기를 포함하고 있다. 유량 제어기군(42)의 복수의 유량 제어기의 각각은, 매스 플로 컨트롤러 또는 압력 제어식의 유량 제어기이다. 가스 소스군(40)의 복수의 가스 소스의 각각은, 밸브군(41)의 대응의 밸브, 유량 제어기군(42)의 대응의 유량 제어기, 및 밸브군(43)의 대응의 밸브를 통하여, 가스 공급관(38)에 접속되어 있다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 가스 소스군(40)의 복수의 가스 소스 중 선택된 1 이상의 가스 소스로부터의 가스를, 개별적으로 조정된 유량으로, 내부 공간(10s)에 공급하는 것이 가능하다.A gas source group 40 is connected to the gas supply pipe 38 via a valve group 41 , a flow rate controller group 42 , and a valve group 43 . The gas source group 40 , the valve group 41 , the flow rate controller group 42 , and the valve group 43 constitute a gas supply unit. The gas source group 40 includes a plurality of gas sources. Each of the valve group 41 and the valve group 43 includes a plurality of valves (eg, an on/off valve). The flow controller group 42 includes a plurality of flow controllers. Each of the plurality of flow controllers in the flow controller group 42 is a mass flow controller or a pressure control type flow controller. Each of the plurality of gas sources in the gas source group 40 is via a corresponding valve in the valve group 41 , a corresponding flow controller in the flow rate controller group 42 , and a corresponding valve in the valve group 43 , It is connected to the gas supply pipe 38 . The plasma processing apparatus 1 can supply gas from one or more gas sources selected from among the plurality of gas sources of the gas source group 40 to the internal space 10s at an individually adjusted flow rate.

기판 지지기(16) 또는 지지부(17)와 챔버 본체(12)의 측벽의 사이에는, 배플 플레이트(48)가 마련되어 있다. 배플 플레이트(48)는, 예를 들면 알루미늄제의 부재에 산화 이트륨 등의 세라믹을 피복함으로써 구성될 수 있다. 이 배플 플레이트(48)에는, 다수의 관통 구멍이 형성되어 있다. 배플 플레이트(48)의 하방에 있어서는, 배기관(52)이 챔버 본체(12)의 바닥부에 접속되어 있다. 이 배기관(52)에는, 배기 장치(50)가 접속되어 있다. 배기 장치(50)는, 자동 압력 제어 밸브와 같은 압력 제어기, 및 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 갖고 있으며, 내부 공간(10s)의 압력을 감압할 수 있다.A baffle plate 48 is provided between the substrate supporter 16 or the support part 17 and the side wall of the chamber body 12 . The baffle plate 48 can be constituted, for example, by coating a member made of aluminum with a ceramic such as yttrium oxide. A number of through holes are formed in this baffle plate 48 . Below the baffle plate 48 , an exhaust pipe 52 is connected to the bottom of the chamber body 12 . An exhaust device 50 is connected to the exhaust pipe 52 . The exhaust device 50 has a pressure controller such as an automatic pressure control valve and a vacuum pump such as a turbo molecular pump, and can reduce the pressure in the internal space 10s.

플라즈마 처리 장치(1)는, 고주파 전원(61)을 더 구비하고 있다. 고주파 전원(61)은, 고주파 전력(RF)을 발생시키는 전원이다. 고주파 전력(RF)은, 챔버(10) 내의 가스로부터 플라즈마를 생성하기 위하여 이용된다. 고주파 전력(RF)은, 제2 주파수를 갖는다. 제2 주파수는, 13~200MHz의 범위 내의 주파수, 예를 들면 40MHz 또는 60MHz의 주파수이다. 고주파 전원(61)은, 고주파 전력(RF)을 하부 전극(18)에 공급하기 위하여, 정합 회로(63)를 통하여 하부 전극(18)에 접속되어 있다. 정합 회로(63)는, 고주파 전원(61)의 부하 측(하부 전극(18) 측)의 임피던스를, 고주파 전원(61)의 출력 임피던스에 정합시키도록 구성되어 있다. 또한, 고주파 전원(61)은, 하부 전극(18)에 전기적으로 접속되어 있지 않아도 되고, 정합 회로(63)를 통하여 상부 전극(30)에 접속되어 있어도 된다.The plasma processing apparatus 1 further includes a high frequency power supply 61 . The high frequency power supply 61 is a power supply that generates high frequency power RF. Radio frequency power (RF) is used to generate a plasma from the gas in the chamber 10 . The high frequency power RF has a second frequency. The second frequency is a frequency within the range of 13 to 200 MHz, for example, a frequency of 40 MHz or 60 MHz. The high frequency power supply 61 is connected to the lower electrode 18 via a matching circuit 63 in order to supply the high frequency power RF to the lower electrode 18 . The matching circuit 63 is configured to match the impedance of the load side (lower electrode 18 side) of the high frequency power supply 61 to the output impedance of the high frequency power supply 61 . In addition, the high frequency power supply 61 may not be electrically connected to the lower electrode 18, and may be connected to the upper electrode 30 via the matching circuit 63. FIG.

플라즈마 처리 장치(1)는, 바이어스 전원(62)을 더 구비하고 있다. 바이어스 전원(62)은, 하부 전극(18)에 회로(64)를 통하여 접속되어 있다. 바이어스 전원(62)은, 전기 바이어스(바이어스 전력)(EB)를 발생시킨다. 전기 바이어스(EB)는, 기판(W)에 이온을 인입하기 위하여 이용된다. 전기 바이어스(EB)는, 정전 척(20) 상에 재치된 기판(W)의 전위를 제1 주파수로 규정되는 주기(CP) 내에서 변동시키도록 설정되어 있다. 주기(CP)는, 제1 주파수의 역수이다. 제1 주파수는, 제2 주파수보다 낮은 주파수일 수 있다. 제1 주파수는, 예를 들면 50kHz 이상, 27MHz 이하의 주파수이다.The plasma processing apparatus 1 further includes a bias power supply 62 . The bias power supply 62 is connected to the lower electrode 18 through a circuit 64 . The bias power supply 62 generates an electric bias (bias power) EB. The electric bias EB is used to draw ions into the substrate W. The electric bias EB is set so that the electric potential of the substrate W mounted on the electrostatic chuck 20 varies within a period CP defined by the first frequency. The period CP is the reciprocal of the first frequency. The first frequency may be a lower frequency than the second frequency. The first frequency is, for example, a frequency of 50 kHz or more and 27 MHz or less.

도 2는, 일 예시적 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치에서 이용되는 고주파 전력 및 전기 바이어스의 일례의 타이밍 차트이다. 도 3은, 일 예시적 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치에서 이용되는 고주파 전력 및 전기 바이어스의 다른 예의 타이밍 차트이다. 일 실시형태에 있어서는, 도 2 또는 도 3에 나타내는 바와 같이, 펄스파(PLW)가, 전기 바이어스(EB)로서 이용된다. 펄스파(PLW)가 전기 바이어스(EB)로서 이용되는 경우에는, 회로(64)는 고주파 전력(RF)을 차단하거나 저감시키는 필터 회로를 포함한다. 펄스파(PLW)는, 펄스 주기(CP)에서 주기적으로 하부 전극(18)에 부여된다. 펄스파(PLW)는, 적어도 하나의 바이어스 펄스를 포함한다. 일 실시형태에서는, 펄스파(PLW)는, 음직류 전압 펄스(NPL)를 포함한다. 펄스(NPL)도, 주기(CP)에서 주기적으로 하부 전극(18)에 부여된다. 펄스(NPL)는, 주기(CP) 내의 기간(PA)에 있어서 하부 전극(18)에 부여된다. 주기(CP) 내의 기간(PA) 이외의 기간(PB)에서는, 펄스파(PLW)의 전압 레벨은, 0V여도 된다. 혹은, 펄스파(PLW)의 전압 레벨은, 기간(PB)에 있어서 펄스(NPL)의 전압의 절댓값보다 작은 절댓값을 갖고 있어도 된다. 또, 펄스파(PLW)의 전압 레벨은, 기간(PB)에 있어서 펄스(NPL)의 전압의 값보다 작은 양의 값을 갖고 있어도 된다. 또한, 주기(CP)의 개시 타이밍과 시간 길이, 펄스파(PLW)의 전압의 레벨, 및 주기(CP)에 있어서 기간(PA)이 차지하는 비율(즉, 듀티비)은, 후술하는 제어부(MC)로부터의 제어 신호에 의하여 바이어스 전원(62)으로 지정될 수 있다.Fig. 2 is a timing chart of an example of high-frequency power and electric bias used in the plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment. 3 is a timing chart of another example of high-frequency power and electric bias used in the plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment. In one embodiment, as shown in FIG. 2 or FIG. 3 , the pulse wave PLW is used as the electric bias EB. When the pulse wave PLW is used as the electrical bias EB, the circuit 64 includes a filter circuit that cuts off or reduces the high frequency power RF. The pulse wave PLW is periodically applied to the lower electrode 18 in the pulse period CP. The pulse wave PLW includes at least one bias pulse. In one embodiment, the pulse wave PLW includes a negative DC voltage pulse NPL. A pulse NPL is also periodically applied to the lower electrode 18 in the period CP. The pulse NPL is applied to the lower electrode 18 in the period PA within the period CP. In the period PB other than the period PA within the period CP, the voltage level of the pulse wave PLW may be 0V. Alternatively, the voltage level of the pulse wave PLW may have an absolute value smaller than the absolute value of the voltage of the pulse NPL in the period PB. In addition, the voltage level of the pulse wave PLW may have a positive value smaller than the voltage value of the pulse NPL in the period PB. In addition, the start timing and time length of the period CP, the level of the voltage of the pulse wave PLW, and the ratio (that is, the duty ratio) occupied by the period PA in the period CP (that is, the duty ratio) are ) may be designated as the bias power supply 62 by a control signal from the .

플라즈마 처리 장치(1)에 있어서 플라즈마 에칭이 행해지는 경우에는, 내부 공간(10s)에 가스가 공급된다. 그리고, 고주파 전력(RF)이 공급됨으로써, 내부 공간(10s) 내에서 가스가 여기된다. 또, 전기 바이어스(EB)가 하부 전극(18)에 부여됨으로써, 플라즈마로부터의 이온이 기판(W)으로 인입된다. 그리고, 플라즈마로부터의 이온 및/또는 라디칼과 같은 화학종에 의하여, 기판(W)이 처리된다. 예를 들면, 기판(W)의 플라즈마 에칭이 행해진다.When plasma etching is performed in the plasma processing apparatus 1 , a gas is supplied to the internal space 10s. Then, by supplying the high-frequency power RF, the gas is excited in the internal space 10s. Further, when the electric bias EB is applied to the lower electrode 18 , ions from the plasma are drawn into the substrate W . Then, the substrate W is treated by chemical species such as ions and/or radicals from the plasma. For example, plasma etching of the substrate W is performed.

플라즈마 처리 장치(1)에 있어서, 고주파 전원(61)은, 도 2 또는 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 기간(P1)에 있어서, 고주파 전력(RF)의 제1 펄스(RFP1)를 공급한다. 제1 기간(P1)은, 주기(CP)의 시간 길이보다 짧은 시간 길이를 갖고, 주기(CP)와 적어도 부분적으로 중복된다. 또, 고주파 전원(61)은, 제2 기간(P2)에 있어서 고주파 전력(RF)의 제2 펄스(RFP2)를 공급한다. 제2 기간(P2)은, 제1 기간(P1)과는 다른 기간이다. 제2 기간(P2)은, 주기(CP)의 시간 길이보다 짧은 시간 길이를 갖고, 주기(CP)와 적어도 부분적으로 중복된다. 제2 펄스(RFP2)의 전력 레벨(제2 전력 레벨)은, 제1 펄스(RFP1)의 전력 레벨(제1 전력 레벨)보다 낮다. 제1 기간(P1)과 제2 기간(P2) 및 고주파 전력(RF)의 전력 레벨은, 제어부(MC)로부터의 제어 신호에 의하여 고주파 전원(61)에 대하여 지정될 수 있다. 고주파 전원(61)에 대하여 지정될 수 있는 고주파 전력(RF)의 전력 레벨은, 제1 펄스(RFP1)의 전력 레벨 및 제2 펄스(RFP2)의 전력 레벨을 포함한다.In the plasma processing apparatus 1 , the high frequency power supply 61 supplies a first pulse RFP1 of the high frequency power RF in the first period P1 as shown in FIG. 2 or FIG. 3 . . The first period P1 has a time length shorter than the time length of the period CP and at least partially overlaps the period CP. Moreover, the high frequency power supply 61 supplies the 2nd pulse RFP2 of the high frequency power RF in the 2nd period P2. The second period P2 is a period different from the first period P1 . The second period P2 has a shorter time length than that of the period CP and at least partially overlaps the period CP. The power level (second power level) of the second pulse RFP2 is lower than the power level (first power level) of the first pulse RFP1 . The power levels of the first period P1 and the second period P2 and the radio frequency power RF may be designated for the radio frequency power supply 61 by a control signal from the control unit MC. The power level of the high frequency power RF that can be designated for the high frequency power supply 61 includes the power level of the first pulse RFP1 and the power level of the second pulse RFP2 .

일 실시형태에 있어서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 기간(P1) 및 제2 기간(P2)의 각각은, 주기(CP) 내에서 펄스(NPL)가 공급되고 있지 않은 기간(즉, 기간(PB)) 내의 기간이다. 기간(PB)에서는, 시스(플라즈마 시스)의 두께가 얇아지고, 임피던스가 작아진다. 따라서, 제1 펄스(RFP1) 및 제2 펄스(RFP2)의 각각에 대한 반사가 억제된다. 이 실시형태에 있어서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 고주파 전원(61)은, 제1 기간(P1)과 제2 기간(P2)의 사이의 제3 기간(P3)에 있어서 고주파 전력(RF)을 공급하도록 구성되어 있어도 된다. 기간(P1)과 기간(P2)의 사이의 기간(P3)에 있어서 공급되는 고주파 전력(RF)의 전력 레벨은, 제1 펄스(RFP1)의 전력 레벨 및 제2 펄스(RFP2)의 전력 레벨보다 낮고, 0W보다 큰 제3 전력 레벨을 가질 수 있다. 또한, 이 실시형태에서는, 기간(PA)에 있어서의 고주파 전력(RF)의 전력 레벨은, 0W여도 된다. 혹은, 기간(PA)에 있어서의 고주파 전력(RF)의 전력 레벨은, 0W보다 크고, 제1 펄스의 전력 레벨, 제2 펄스의 전력 레벨, 및 기간(P3)에 있어서의 고주파 전력(RF)의 전력 레벨보다 낮아도 된다.In one embodiment, as shown in FIG. 2 , each of the first period P1 and the second period P2 is a period during which the pulse NPL is not supplied within the period CP (that is, the period (PB)). In the period PB, the thickness of the sheath (plasma sheath) becomes thin and the impedance becomes small. Accordingly, reflection of each of the first pulse RFP1 and the second pulse RFP2 is suppressed. In this embodiment, as shown in FIG. 2 , the high frequency power supply 61 supplies the high frequency power RF in the third period P3 between the first period P1 and the second period P2 . It may be configured to supply. The power level of the RF power supplied in the period P3 between the periods P1 and P2 is higher than the power level of the first pulse RFP1 and the power level of the second pulse RFP2. It may have a third power level that is low and greater than 0W. In addition, in this embodiment, the power level of the high frequency power RF in the period PA may be 0W. Alternatively, the power level of the high frequency power RF in the period PA is greater than 0 W, and the power level of the first pulse, the power level of the second pulse, and the high frequency power RF in the period P3 are greater than 0 W. may be lower than the power level of

일 실시형태에 있어서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 기간(P1)은, 펄스(NPL)가 공급되고 있는 기간(PA)과 중복된다. 이 실시형태에 있어서, 제2 기간(P2)은, 주기(CP) 내에서 펄스(NPL)가 공급되고 있지 않은 기간(즉, 기간(PB)) 내의 기간이다. 이 실시형태에 있어서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 고주파 전원(61)은, 제2 기간(P2)과 이를 포함하는 주기(CP)의 종료 시점(또는 다음 주기(CP)의 개시 시점)의 사이의 제4 기간(P4)에 있어서, 고주파 전력(RF)을 공급하도록 구성되어 있어도 된다. 기간(P2)의 후의 기간(P4)에 있어서 공급되는 고주파 전력(RF)의 전력 레벨은, 제1 펄스(RFP1)의 전력 레벨 및 제2 펄스(RFP2)의 전력 레벨보다 낮고, 0W보다 큰 제4 전력 레벨을 가질 수 있다. 또한, 이 실시형태에서는, 제1 기간(P1)과 제2 기간(P2)의 사이의 기간에 있어서의 고주파 전력(RF)의 전력 레벨은, 0W여도 된다. 혹은, 제1 기간(P1)과 제2 기간(P2)의 사이의 기간에 있어서의 고주파 전력(RF)의 전력 레벨은, 0W보다 크고, 제1 펄스의 전력 레벨, 제2 펄스의 전력 레벨, 및 기간(P4)에 있어서의 고주파 전력(RF)의 전력 레벨보다 낮아도 된다.In one embodiment, as shown in FIG. 3 , the first period P1 overlaps the period PA to which the pulse NPL is supplied. In this embodiment, the second period P2 is a period within the period in which the pulse NPL is not supplied within the period CP (ie, period PB). In this embodiment, as shown in FIG. 3 , the high frequency power supply 61 operates between the second period P2 and the end time of the period CP including it (or the start time of the next period CP). In the fourth period P4 of , the radio frequency power RF may be supplied. The power level of the high frequency power RF supplied in the period P4 after the period P2 is lower than the power level of the first pulse RFP1 and the power level of the second pulse RFP2 and is greater than 0 W It can have 4 power levels. In this embodiment, the power level of the high frequency power RF in the period between the first period P1 and the second period P2 may be 0W. Alternatively, the power level of the radio frequency power RF in the period between the first period P1 and the second period P2 is greater than 0 W, and the power level of the first pulse, the power level of the second pulse, and the power level of the high frequency power RF in the period P4 may be lower than the power level.

일 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 시스 조정기(74)를 더 구비하고 있어도 된다. 시스 조정기(74)는, 기판(W)의 에지에 대한 플라즈마로부터의 이온의 진행 방향을 수직 방향으로 보정하기 위하여, 에지링(ER)의 상방에서의 시스의 상단 위치를 조정하도록 구성되어 있다. 시스 조정기(74)는, 에지링(ER)의 상방에서의 시스의 상단 위치와 기판(W)의 상방에서의 시스의 상단 위치의 차를 해소 또는 감소시키도록, 에지링(ER)의 상방에서의 시스의 상단 위치를 조정한다.In one embodiment, the plasma processing apparatus 1 may further include a sheath adjuster 74 as shown in FIG. 1 . The sheath adjuster 74 is configured to adjust the upper end position of the sheath above the edge ring ER in order to correct the traveling direction of ions from the plasma with respect to the edge of the substrate W in the vertical direction. The sheath adjuster 74 is located above the edge ring ER so as to eliminate or reduce the difference between the upper end position of the sheath above the edge ring ER and the upper end position of the sheath above the substrate W. Adjust the top position of the sheath.

일 실시형태에 있어서, 시스 조정기(74)는, 에지링(ER)에 전압 VN을 인가하도록 구성된 전원이다. 전압 VN은, 음의 전압일 수 있다. 또한, 전압 VN은, 전기 바이어스(EB)와 동일한 파형을 갖는 전압이어도 된다. 이 실시형태에 있어서, 시스 조정기(74)는, 필터(75) 및 도선(76)을 통하여 에지링(ER)에 접속되어 있다. 필터(75)는, 시스 조정기(74)에 유입되는 고주파 전력을 차단하거나 또는 저감시키기 위한 필터이다.In one embodiment, the sheath regulator 74 is a power supply configured to apply a voltage V N to the edge ring ER. The voltage V N may be a negative voltage. In addition, the voltage V N may be a voltage which has the same waveform as the electric bias EB. In this embodiment, the sheath adjuster 74 is connected to the edge ring ER via the filter 75 and the conducting wire 76 . The filter 75 is a filter for blocking or reducing the high-frequency power flowing into the sheath regulator 74 .

전압 VN의 레벨은, 에지링(ER)의 상방에서의 시스의 상단 위치의 조정량을 정한다. 에지링(ER)의 상방에서의 시스의 상단 위치의 조정량, 즉 전압 VN의 레벨은, 에지링(ER)의 두께를 나타내는 파라미터에 따라 결정된다. 이 파라미터는, 광학적 또는 전기적으로 측정되는 에지링(ER)의 두께의 측정값, 광학적 또는 전기적으로 측정되는 에지링(ER)의 상면의 연직 방향에 있어서의 위치, 또는 에지링(ER)이 플라즈마에 노출된 시간 길이일 수 있다. 전압 VN의 레벨은, 이러한 파라미터와 전압 VN의 레벨의 사이의 소정의 관계를 이용하여 결정된다. 예를 들면, 파라미터와 전압 VN의 레벨의 사이의 소정의 관계는, 에지링(ER)의 두께가 감소하면 전압 VN의 절댓값이 증가하도록, 미리 정해져 있다. 이 관계는, 함수 또는 테이블 형식의 데이터로서 후술하는 제어부(MC)의 기억 장치에 기억되어 있다. 전압 VN의 레벨은, 제어부(MC)에 의하여 결정되고, 시스 조정기(74)에 대하여 지정된다. 결정된 레벨을 갖는 전압 VN이 시스 조정기(74)에 의하여 에지링(ER)에 인가되면, 에지링(ER)의 상방에서의 시스의 상단 위치와 기판(W)의 상방에서의 시스의 상단 위치의 차가 해소 또는 감소된다.The level of the voltage V N determines the adjustment amount of the upper end position of the sheath above the edge ring ER. The adjustment amount of the upper end position of the sheath above the edge ring ER, that is, the level of the voltage V N is determined according to a parameter indicating the thickness of the edge ring ER. This parameter is a measurement value of the thickness of the edge ring ER measured optically or electrically, the position in the vertical direction of the upper surface of the edge ring ER measured optically or electrically, or the edge ring ER is plasma It can be the length of time exposed to Level of the voltage V N is determined using a predetermined relationship between these parameters and the voltage level V N. For example, the predetermined relationship between the parameter and the level of the voltage V N is predetermined so that the absolute value of the voltage V N increases when the thickness of the edge ring ER decreases. This relationship is stored in the storage device of the control unit MC, which will be described later, as data in the form of a function or a table. The level of the voltage V N is determined by the control unit MC and specified for the sheath regulator 74 . When the voltage V N having the determined level is applied to the edge ring ER by the sheath regulator 74 , the upper position of the sheath above the edge ring ER and the upper position of the sheath above the substrate W are applied. The difference is resolved or reduced.

또한, 시스 조정기(74)에 의하여 에지링(ER)에 인가되는 전압은, 직류 전압 또는 고주파 전압일 수 있다. 에지링(ER)에 인가되는 전압은, 전기 바이어스(EB)와 동일한 파형을 갖는 전압이어도 된다. 시스 조정기(74)에 의하여 에지링(ER)에 인가되는 전압은, 펄스상의 고주파 전압 또는 펄스상의 직류 전압이어도 된다. 즉, 전압 VN은, 주기적으로 에지링(ER)에 인가되어도 된다. 전압 VN은, 예를 들면 주기(CP) 내의 기간(PA)에 있어서 또는 기간(PA)과 중복되는 기간에 있어서, 에지링(ER)에 인가되어도 된다. 전압 VN으로서 펄스상의 직류 전압이 주기적으로 에지링(ER)에 인가되는 경우에는, 전압 VN이 에지링(ER)에 인가되고 있는 기간에 있어서, 전압 VN의 레벨이 변화해도 된다.In addition, the voltage applied to the edge ring ER by the sheath regulator 74 may be a DC voltage or a high frequency voltage. The voltage applied to the edge ring ER may be a voltage having the same waveform as the electrical bias EB. The voltage applied to the edge ring ER by the sheath regulator 74 may be a pulsed high frequency voltage or a pulsed DC voltage. That is, the voltage V N may be periodically applied to the edge ring ER. The voltage V N may be applied to the edge ring ER, for example, in the period PA within the period CP or in a period overlapping the period PA. When the voltage on the DC voltage as a pulse V N is periodically applied to the edge ring (ER) has, in the period during which the voltage V N is applied to the edge ring (ER), the level of the voltage V N may be changed.

제어부(MC)는, 프로세서, 기억 장치, 입력 장치, 표시 장치 등을 구비하는 컴퓨터이고, 플라즈마 처리 장치(1)의 각부(各部)를 제어한다. 제어부(MC)는, 기억 장치에 기억되어 있는 제어 프로그램을 실행하여, 해당 기억 장치에 기억되어 있는 레시피 데이터에 근거하여 플라즈마 처리 장치(1)의 각부를 제어한다. 제어부(MC)에 의한 제어에 의하여, 레시피 데이터에 의하여 지정된 프로세스가 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서 실행된다. 후술하는 예시적 실시형태에 관한 플라즈마 처리 방법은, 제어부(MC)에 의한 플라즈마 처리 장치(1)의 각부의 제어에 의하여, 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서 실행될 수 있다.The control unit MC is a computer including a processor, a storage device, an input device, a display device, and the like, and controls each part of the plasma processing device 1 . The control unit MC executes a control program stored in the storage device, and controls each unit of the plasma processing apparatus 1 based on the recipe data stored in the storage device. The process designated by the recipe data is executed in the plasma processing apparatus 1 under control by the control unit MC. The plasma processing method according to an exemplary embodiment to be described later can be executed in the plasma processing apparatus 1 under the control of each part of the plasma processing apparatus 1 by the control unit MC.

고주파 전력(RF)이 연속적으로 공급되는 경우, 즉 고주파 전력(RF)의 연속파가 공급되는 경우에는, 챔버(10) 내의 플라즈마의 밀도는, 중앙(즉, 축선(AX) 상의 위치 및 그 근방)에서 높아지고 직경 방향 외측에 있어서 낮아진다. 플라즈마 처리 장치(1)에서는, 고주파 전력(RF)은, 제1 펄스(RFP1)로서 공급된다. 따라서, 플라즈마 처리 장치(1)에 의하면, 플라즈마의 직경 방향의 밀도 분포의 균일성이 높아진다. 또, 플라즈마 처리 장치(1)에서는, 제1 펄스(RFP1)의 공급 후에, 비교적 낮은 전력을 갖는 고주파 전력(RF)의 제2 펄스(RFP2)가 공급된다. 따라서, 플라즈마 처리 장치(1)에 의하면, 플라즈마의 밀도의 저하 또는 소실을 억제하는 것이 가능해진다.When the high-frequency power RF is continuously supplied, that is, when a continuous wave of the high-frequency power RF is supplied, the density of the plasma in the chamber 10 is at the center (ie, the position on the axis AX and its vicinity). is higher at , and lowers radially outward. In the plasma processing apparatus 1 , the high frequency power RF is supplied as a first pulse RFP1 . Therefore, according to the plasma processing apparatus 1, the uniformity of the density distribution in the radial direction of plasma becomes high. Further, in the plasma processing apparatus 1 , after the first pulse RFP1 is supplied, the second pulse RFP2 of the high frequency power RF having a relatively low power is supplied. Therefore, according to the plasma processing apparatus 1, it becomes possible to suppress the fall or loss|disappearance of the density of plasma.

이하, 도 4를 참조한다. 도 4는, 일 예시적 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치에서 이용되는 전기 바이어스의 또 다른 예의 타이밍 차트이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(1)의 바이어스 전원(62)은, 전기 바이어스(EB)로서, 고주파(RF) 바이어스 전력을 하부 전극(18)에 공급해도 된다. 고주파 바이어스 전력은, 상술한 제1 주파수를 갖는다. 이 실시형태에 있어서, 회로(64)는, 정합 회로이고, 바이어스 전원(62)의 부하 측(하부 전극(18) 측)의 임피던스를, 바이어스 전원(62)의 출력 임피던스와 정합시키도록 구성되어 있다.Hereinafter, reference is made to FIG. 4 . 4 is a timing chart of still another example of an electric bias used in the plasma processing apparatus according to an exemplary embodiment. As shown in FIG. 4 , the bias power supply 62 of the plasma processing apparatus 1 may supply a high frequency (RF) bias power to the lower electrode 18 as an electric bias EB. The high frequency bias power has the above-mentioned first frequency. In this embodiment, the circuit 64 is a matching circuit, and is configured to match the impedance of the load side (lower electrode 18 side) of the bias power supply 62 with the output impedance of the bias power supply 62 , have.

고주파 바이어스 전력이 전기 바이어스(EB)로서 이용되는 경우에는, 제1 펄스(RFP1) 및 제2 펄스(RFP2)의 각각은, 바이어스 전원(62)에 대한 부하의 임피던스가 대략 정합 상태에 있을 때에, 공급될 수 있다. 즉, 제1 기간(P1) 및 제2 기간(P2)의 각각은, 주기(CP) 내에 있어서 바이어스 전원(62)에 대한 부하의 임피던스가 바이어스 전원(62)의 출력 임피던스에 대하여 대략 정합 상태에 있는 기간과 중복될 수 있다. 또한, 바이어스 전원(62)에 대한 부하는, 챔버(10) 내에서 생성되는 플라즈마를 포함한다.When the high frequency bias power is used as the electric bias EB, each of the first pulses RFP1 and the second pulses RFP2 has an impedance of the load with respect to the bias power supply 62 approximately in the state of matching, can be supplied. That is, in each of the first period P1 and the second period P2, the impedance of the load to the bias power supply 62 is substantially matched with the output impedance of the bias power supply 62 within the period CP. It may overlap with the existing period. The load on the bias power supply 62 also includes a plasma generated within the chamber 10 .

이하, 도 5 및 도 6을 참조한다. 도 5는, 다른 예시적 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도이다. 도 6은, 도 5에 나타내는 플라즈마 처리 장치에 있어서 이용될 수 있는 일례의 에지링을 나타내는 도이다. 도 5에 나타내는 플라즈마 처리 장치(1B)는, 에지링(ER)이 아닌 에지링(ERB)을 이용하는 점에서, 플라즈마 처리 장치(1)와 다르다. 또, 플라즈마 처리 장치(1B)는, 시스 조정기(74)가 아닌, 시스 조정기(74B)를 구비하고 있는 점에서, 플라즈마 처리 장치(1)와 다르다. 그 외의 점에 있어서, 플라즈마 처리 장치(1B)의 구성은, 플라즈마 처리 장치(1)의 구성과 동일할 수 있다.Hereinafter, reference is made to FIGS. 5 and 6 . Fig. 5 is a diagram schematically showing a plasma processing apparatus according to another exemplary embodiment. FIG. 6 is a diagram showing an example of an edge ring that can be used in the plasma processing apparatus shown in FIG. 5 . The plasma processing apparatus 1B shown in FIG. 5 differs from the plasma processing apparatus 1 in that it uses the edge ring ERB instead of the edge ring ER. In addition, the plasma processing apparatus 1B is different from the plasma processing apparatus 1 in that it does not include the sheath adjuster 74 but the sheath adjuster 74B. In other respects, the configuration of the plasma processing apparatus 1B may be the same as that of the plasma processing apparatus 1 .

도 6에 나타내는 바와 같이, 에지링(ERB)은, 제1 환상부(ER1) 및 제2 환상부(ER2)를 갖고 있다. 제1 환상부(ER1) 및 제2 환상부(ER2)는, 서로로부터 분리되어 있다. 제1 환상부(ER1)는, 환상 또한 판상을 이루고 있고, 축선(AX)의 둘레에서 뻗어 있도록 에지링 재치 영역 상에 재치된다. 기판(W)은, 그 에지가 제1 환상부(ER1)의 위 또는 상방에 위치하도록 기판 재치 영역 상에 재치된다. 제2 환상부(ER2)는, 환상 또한 판상을 이루고 있고, 축선(AX)의 둘레에서 뻗어 있도록 에지링 재치 영역 상에 재치된다. 제2 환상부(ER2)는, 직경 방향에 있어서 제1 환상부(ER1)의 외측에 위치하고 있다.As shown in FIG. 6, edge ring ERB has 1st annular part ER1 and 2nd annular part ER2. The first annular part ER1 and the second annular part ER2 are separated from each other. The 1st annular part ER1 is annular and has comprised the plate shape, and is mounted on the edge ring mounting area so that it may extend around the periphery of the axis line AX. The board|substrate W is mounted on the board|substrate mounting area|region so that the edge may be located above or above 1st annular part ER1. The 2nd annular part ER2 is annular and has comprised the plate shape, and is mounted on the edge ring mounting area so that it may extend around the periphery of the axis line AX. The second annular portion ER2 is located outside the first annular portion ER1 in the radial direction.

시스 조정기(74B)는, 제2 환상부(ER2)의 상면의 연직 방향에 있어서의 위치를 조정하기 위하여 제2 환상부(ER2)를 상방으로 이동시키도록 구성되어 있다. 일례에 있어서, 시스 조정기(74B)는, 구동 장치(74a) 및 샤프트(74b)를 포함한다. 샤프트(74b)는, 제2 환상부(ER2)를 지지하고 있고, 제2 환상부(ER2)로부터 하방으로 뻗어 있다. 구동 장치(74a)는, 샤프트(74b)를 통하여 제2 환상부(ER2)를 연직 방향을 따라 이동시키기 위한 구동력을 발생하도록 구성되어 있다.The sheath adjuster 74B is comprised so that the 2nd annular part ER2 may be moved upward in order to adjust the position in the vertical direction of the upper surface of the 2nd annular part ER2. In one example, the sheath adjuster 74B includes a drive device 74a and a shaft 74b. The shaft 74b supports the second annular portion ER2 and extends downward from the second annular portion ER2. The driving device 74a is configured to generate a driving force for moving the second annular portion ER2 in the vertical direction via the shaft 74b.

시스 조정기(74B)는, 기판(W)의 에지에 대한 플라즈마로부터의 이온의 진행 방향을 수직 방향으로 보정하기 위하여, 에지링(ERB)의 상방에서의 시스의 상단 위치의 조정량, 즉 제2 환상부(ER2)의 상면의 연직 방향에 있어서의 위치를 조정하도록 구성되어 있다. 시스 조정기(74B)는, 제2 환상부(ER2)의 상면의 연직 방향에 있어서의 위치를 정전 척(20) 상에서의 기판(W)의 상면의 연직 방향에 있어서의 위치에 일치시키도록, 제2 환상부(ER2)를 연직 방향을 따라 이동시킨다.The sheath adjuster 74B is configured to vertically correct the propagation direction of ions from the plasma with respect to the edge of the substrate W, the adjustment amount of the upper end position of the sheath above the edge ring ERB, that is, the second It is comprised so that the position in the perpendicular direction of the upper surface of annular part ER2 may be adjusted. The sheath adjuster 74B is configured to match the position of the upper surface of the second annular portion ER2 in the vertical direction with the position of the upper surface of the substrate W on the electrostatic chuck 20 in the vertical direction. 2 The annular part ER2 is moved along a vertical direction.

에지링(ERB)의 상방에서의 시스의 상단 위치의 조정량, 즉 제2 환상부(ER2)의 이동량은, 에지링(ERB)의 두께, 즉 제2 환상부(ER2)의 두께를 반영하는 파라미터에 따라 결정된다. 이 파라미터는, 광학적 또는 전기적으로 측정되는 제2 환상부(ER2)의 두께의 측정값, 광학적 또는 전기적으로 측정되는 제2 환상부(ER2)의 상면의 연직 방향에 있어서의 위치, 또는 에지링(ERB)이 플라즈마에 노출된 시간 길이일 수 있다. 제2 환상부(ER2)의 이동량은, 이러한 파라미터와 제2 환상부(ER2)의 이동량의 사이의 소정의 관계를 이용하여 결정된다. 예를 들면, 파라미터와 제2 환상부(ER2)의 이동량의 사이의 소정의 관계는, 제2 환상부(ER2)의 두께가 감소하면 제2 환상부(ER2)의 이동량이 증가하도록, 미리 정해져 있다. 결정된 이동량만큼 제2 환상부(ER2)가 상방으로 이동되면, 에지링(ERB) 상에서의 시스의 상단 위치와 기판(W)의 상방에서의 시스의 상단 위치의 차가 해소 또는 감소된다.The adjustment amount of the upper end position of the sheath above the edge ring ERB, that is, the movement amount of the second annular portion ER2, reflects the thickness of the edge ring ERB, that is, the thickness of the second annular portion ER2. It depends on the parameters. This parameter is a measured value of the thickness of the second annular part ER2 measured optically or electrically, a position in the vertical direction of the upper surface of the second annular part ER2 measured optically or electrically, or an edge ring ( ERB) may be the length of time the plasma is exposed. The movement amount of the second annular portion ER2 is determined using a predetermined relationship between this parameter and the movement amount of the second annular portion ER2. For example, the predetermined relationship between the parameter and the movement amount of the second annular portion ER2 is predetermined so that the movement amount of the second annular portion ER2 increases when the thickness of the second annular portion ER2 decreases. have. When the second annular portion ER2 is moved upward by the determined amount of movement, the difference between the upper end position of the sheath on the edge ring ERB and the upper end position of the sheath above the substrate W is eliminated or reduced.

플라즈마 처리 장치(1B)에 있어서, 제어부(MC)는, 상술한 바와 같이 제2 환상부(ER2)의 이동량을 결정할 수 있다. 상술한 파라미터와 제2 환상부(ER2)의 이동량의 사이의 소정의 관계는, 함수 또는 테이블 형식의 데이터로서, 제어부(MC)의 기억 장치에 저장되어 있어도 된다. 제어부(MC)는, 결정한 이동량만큼 제2 환상부(ER2)를 상방으로 이동시키도록, 시스 조정기(74B)를 제어할 수 있다.In the plasma processing apparatus 1B, the control part MC can determine the movement amount of the 2nd annular part ER2 as mentioned above. The predetermined relationship between the above-mentioned parameter and the movement amount of the second annular part ER2 may be stored in the storage device of the control unit MC as data in the form of a function or a table. The control part MC can control the sheath adjuster 74B so that the 2nd annular part ER2 may be moved upward by the determined movement amount.

도 7은, 에지링의 다른 예를 나타내는 도이다. 도 7에 나타내는 에지링(ERB)에서는, 제1 환상부(ER1)는, 내주부(內周部) 및 외주부(外周部)를 갖고 있다. 내주부의 상면의 연직 방향에 있어서의 위치는, 외주부의 상면의 연직 방향에 있어서의 높이 방향의 위치보다 낮다. 기판(W)은, 그 에지가 제1 환상부(ER1)의 내주부 상에 위치하도록 기판 재치 영역 상에 재치된다. 제2 환상부(ER2)는, 기판(W)의 에지를 둘러싸도록, 제1 환상부(ER1)의 내주부 상에 배치된다. 즉, 도 7에 나타내는 에지링(ERB)에서는, 제2 환상부(ER2)는, 제1 환상부(ER1)의 외주부의 내측에 배치된다. 도 7에 나타내는 에지링(ERB)이 이용되는 경우에는, 시스 조정기(74B)의 샤프트(74b)는, 제1 환상부(ER1)의 내주부에 형성된 관통 구멍을 통과하여, 제2 환상부(ER2)의 하면에 도달할 수 있다.7 : is a figure which shows the other example of an edge ring. In the edge ring ERB shown in FIG. 7, 1st annular part ER1 has an inner peripheral part and an outer peripheral part. The position in the vertical direction of the upper surface of the inner peripheral part is lower than the position in the height direction in the vertical direction of the upper surface of the outer peripheral part. The board|substrate W is mounted on the board|substrate mounting area|region so that the edge may be located on the inner peripheral part of 1st annular part ER1. The 2nd annular part ER2 is arrange|positioned on the inner peripheral part of the 1st annular part ER1 so that the edge of the board|substrate W may be enclosed. That is, in the edge ring ERB shown in FIG. 7, 2nd annular part ER2 is arrange|positioned inside the outer peripheral part of 1st annular part ER1. When the edge ring ERB shown in Fig. 7 is used, the shaft 74b of the sheath adjuster 74B passes through a through hole formed in the inner periphery of the first annular portion ER1, and passes through the second annular portion ( The lower surface of ER2) can be reached.

이하, 도 8을 참조한다. 도 8은, 일 예시적 실시형태에 관한 플라즈마 처리 방법의 흐름도이다. 도 8에 나타내는 플라즈마 처리 방법(이하, "방법(MT)"이라고 함)은, 상술한 플라즈마 처리 장치(1), 플라즈마 처리 장치(1B)와 같은 다양한 실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치 중 어느 하나를 이용하여 실행된다.Hereinafter, reference is made to FIG. 8 . 8 is a flowchart of a plasma processing method according to an exemplary embodiment. The plasma processing method shown in FIG. 8 (hereinafter, referred to as "method MT") is performed by using any one of the plasma processing apparatuses according to various embodiments such as the above-described plasma processing apparatus 1 and plasma processing apparatus 1B. is executed using

방법(MT)은, 공정 ST1로 개시한다. 공정 ST1에서는, 챔버(10) 내에 기판(W)이 준비된다. 챔버(10) 내에서, 기판(W)은, 정전 척(20) 상에 재치된다. 방법(MT)의 공정 ST2, 공정 ST3, 및 공정 ST4는, 기판(W)이 정전 척(20) 상에 재치된 상태에서 실행된다. 방법(MT)에서는, 가스가 가스 공급부로부터 챔버(10) 내에 공급된다. 그리고, 챔버(10) 내의 압력이 지정된 압력으로 배기 장치(50)에 의하여 설정된다.The method MT starts with step ST1. In step ST1 , the substrate W is prepared in the chamber 10 . In the chamber 10 , the substrate W is mounted on the electrostatic chuck 20 . Steps ST2 , ST3 , and ST4 of the method MT are performed while the substrate W is placed on the electrostatic chuck 20 . In the method MT, gas is supplied into the chamber 10 from a gas supply. Then, the pressure in the chamber 10 is set by the exhaust device 50 to a specified pressure.

공정 ST2에서는, 전기 바이어스(EB)가 하부 전극(18)에 공급된다. 공정 ST3에서는, 고주파 전력(RF)의 제1 펄스(RFP1)가, 제1 기간(P1)에 있어서 공급된다. 공정 ST4에서는, 고주파 전력(RF)의 제2 펄스(RFP2)가, 제2 기간(P2)에 있어서 공급된다.In step ST2 , the electric bias EB is supplied to the lower electrode 18 . In step ST3 , the first pulse RFP1 of the high frequency power RF is supplied in the first period P1 . In step ST4 , the second pulse RFP2 of the high frequency power RF is supplied in the second period P2 .

공정 ST5에서는, 종료 조건이 충족될지 여부가 판정된다. 종료 조건은, 주기(CP)의 반복 횟수가 소정 횟수에 도달하고 있는 경우에 충족된다. 공정 ST5에 있어서 종료 조건이 충족되지 않는다고 판정되면, 공정 ST2, 공정 ST3, 및 공정 ST4가 다시 실행된다. 한편, 공정 ST5에 있어서 종료 조건이 충족되어 있다고 판정되면, 방법(MT)의 실행이 종료된다.In step ST5, it is determined whether or not the end condition is satisfied. The end condition is satisfied when the number of repetitions of the cycle CP has reached a predetermined number. If it is determined in step ST5 that the end condition is not satisfied, steps ST2, ST3, and ST4 are executed again. On the other hand, if it is determined in step ST5 that the end condition is satisfied, the execution of the method MT is ended.

이상, 다양한 예시적 실시형태에 대하여 설명해 왔지만, 상술한 예시적 실시형태에 한정되지 않고, 다양한 추가, 생략, 치환, 및 변경이 이루어져도 된다. 또, 다른 실시형태에 있어서의 요소를 조합하여 다른 실시형태를 형성하는 것이 가능하다.As mentioned above, although various exemplary embodiments have been described, it is not limited to the above-described exemplary embodiments, and various additions, omissions, substitutions, and changes may be made. Moreover, it is possible to form another embodiment by combining the elements in another embodiment.

다른 실시형태에 있어서, 플라즈마 처리 장치는, 유도 결합형 플라즈마 처리 장치, ECR(전자 사이클로트론 공명) 플라즈마 처리 장치, 마이크로파와 같은 표면파를 이용하여 플라즈마를 생성하는 플라즈마 처리 장치여도 된다.In another embodiment, the plasma processing apparatus may be an inductively coupled plasma processing apparatus, an ECR (electron cyclotron resonance) plasma processing apparatus, or a plasma processing apparatus that generates plasma using surface waves such as microwaves.

이상의 설명으로부터, 본 개시의 다양한 실시형태는, 설명의 목적으로 본 명세서에 설명되어 있으며, 본 개시의 범위 및 주지로부터 벗어나지 않고 다양한 변경을 할 수 있는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시한 다양한 실시형태는 한정하는 것을 의도하고 있지 않고, 진정한 범위와 주지는, 첨부한 특허 청구의 범위에 의해 나타내진다.From the above description, it will be understood that various embodiments of the present disclosure have been described herein for purposes of explanation, and that various changes may be made without departing from the spirit and scope of the disclosure. Accordingly, the various embodiments disclosed herein are not intended to be limiting, and the true scope and spirit are indicated by the appended claims.

Claims (13)

플라즈마 처리 챔버와,
상기 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되며, 전극을 포함하는 기판 지지기와,
상기 전극에 결합되고, 제1 주파수를 갖는 바이어스 전력을 발생시키도록 구성된 바이어스 전원과,
상기 플라즈마 처리 챔버에 결합되며, 상기 제1 주파수보다 높은 제2 주파수를 갖는 고주파 전력을 발생시키도록 구성된 고주파 전원이고, 상기 고주파 전력은, 상기 바이어스 전력의 1주기 내의 제1 기간에 제1 전력 레벨을 가지며, 상기 바이어스 전력의 1주기 내의 제2 기간에 상기 제1 전력 레벨보다 낮은 제2 전력 레벨을 갖는, 상기 고주파 전원을 구비하는, 플라즈마 처리 장치.a plasma processing chamber;
a substrate support disposed in the plasma processing chamber and including an electrode;
a bias power source coupled to the electrode and configured to generate a bias power having a first frequency;
a high frequency power source coupled to the plasma processing chamber and configured to generate high frequency power having a second frequency greater than the first frequency, the high frequency power being at a first power level in a first period within one period of the bias power and having a second power level lower than the first power level in a second period within one cycle of the bias power, the high frequency power supply comprising: 청구항 1에 있어서,
상기 바이어스 전력은, 상기 바이어스 전력의 1주기 내에 적어도 하나의 바이어스 펄스를 포함하는, 플라즈마 처리 장치.The method according to claim 1,
The bias power includes at least one bias pulse within one period of the bias power. 청구항 2에 있어서,
상기 적어도 하나의 바이어스 펄스는, 직사각형, 사다리꼴, 삼각형, 또는 이들 조합의 펄스 파형을 갖는, 플라즈마 처리 장치.3. The method according to claim 2,
The at least one bias pulse has a pulse waveform of a rectangle, a trapezoid, a triangle, or a combination thereof. 청구항 2에 있어서,
상기 적어도 하나의 바이어스 펄스는, 정형 펄스를 갖는, 플라즈마 처리 장치.3. The method according to claim 2,
The at least one bias pulse has a shaping pulse. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 바이어스 펄스는, 양 또는 음의 극성을 갖는, 플라즈마 처리 장치.5. The method according to any one of claims 2 to 4,
The at least one bias pulse has a positive or negative polarity. 청구항 2에 있어서,
상기 적어도 하나의 바이어스 펄스는, 양 및/또는 음의 극성을 갖는 복수의 바이어스 펄스를 포함하는, 플라즈마 처리 장치.3. The method according to claim 2,
The at least one bias pulse comprises a plurality of bias pulses having positive and/or negative polarities. 청구항 2 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 바이어스 펄스는, 상기 제1 기간 및 상기 제2 기간에 있어서 공급되지 않는, 플라즈마 처리 장치.7. The method according to any one of claims 2 to 6,
The at least one bias pulse is not supplied in the first period and the second period. 청구항 2 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 바이어스 펄스는, 상기 제1 기간에 있어서 공급되며, 상기 제2 기간에 있어서 공급되지 않는, 플라즈마 처리 장치.7. The method according to any one of claims 2 to 6,
The at least one bias pulse is supplied in the first period and not supplied in the second period. 청구항 1에 있어서,
상기 바이어스 전력은, 상기 제1 주파수를 갖는 고주파 바이어스 전력인, 플라즈마 처리 장치.The method according to claim 1,
The bias power is a high frequency bias power having the first frequency. 청구항 9에 있어서,
상기 바이어스 전원과 상기 전극의 사이에서 접속된 정합기를 더 구비하는, 플라즈마 처리 장치.10. The method of claim 9,
and a matching device connected between the bias power supply and the electrode. 청구항 2 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고주파 전력은, 상기 바이어스 전력의 1주기 내의 상기 제1 기간과 상기 제2 기간의 사이의 제3 기간에 있어서, 상기 제1 전력 레벨 및 상기 제2 전력 레벨보다 낮은 제3 전력 레벨을 갖는, 플라즈마 처리 장치.11. The method according to any one of claims 2 to 10,
the high frequency power has a third power level lower than the first power level and the second power level in a third period between the first period and the second period within one period of the bias power; Plasma processing device. 청구항 2 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고주파 전력은, 상기 바이어스 전력의 1주기 내의 상기 제2 기간 후의 제4 기간에 있어서, 상기 제1 전력 레벨 및 상기 제2 전력 레벨보다 낮은 제4 전력 레벨을 갖는, 플라즈마 처리 장치.11. The method according to any one of claims 2 to 10,
The high frequency power has a fourth power level lower than the first power level and the second power level in a fourth period after the second period within one period of the bias power. 플라즈마 처리 장치에서 사용하는 플라즈마 처리 방법으로서, 상기 플라즈마 처리 장치는, 플라즈마 처리 챔버와, 상기 플라즈마 처리 챔버 내에 배치되며, 하부 전극을 포함하는 기판 지지기와, 상기 하부 전극의 상방에 배치된 상부 전극을 구비하고, 상기 플라즈마 처리 방법은,
상기 기판 지지기 상에 기판을 재치하는 공정과,
제1 주파수를 갖는 바이어스 전력을 상기 하부 전극에 공급하는 공정과,
상기 제1 주파수보다 높은 제2 주파수를 갖는 고주파 전력을 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극에 공급하는 공정이며, 상기 고주파 전력은, 상기 바이어스 전력의 1주기 내의 제1 기간에 제1 전력 레벨을 갖고, 상기 바이어스 전력의 1주기 내의 제2 기간에 상기 제1 전력 레벨보다 낮은 제2 전력 레벨을 갖는, 상기 공정을 포함하는, 플라즈마 처리 방법.A plasma processing method used in a plasma processing apparatus, the plasma processing apparatus comprising: a plasma processing chamber; a substrate support disposed in the plasma processing chamber and including a lower electrode; and an upper electrode disposed above the lower electrode; provided, the plasma processing method comprising:
placing a substrate on the substrate supporter;
supplying bias power having a first frequency to the lower electrode;
supplying high frequency power having a second frequency higher than the first frequency to the upper electrode or the lower electrode, wherein the high frequency power has a first power level in a first period within one cycle of the bias power; and having a second power level lower than the first power level in a second period within one period of the bias power.
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