等离子体处理方法和等离子体处理装置与流程

1.本发明涉及等离子体处理方法和等离子体处理装置。


背景技术：

2.专利文献1公开了在使用感应耦合型等离子体(也称为inductively coupled plasma：icp、变压器耦合型等离子体(transformer coupled plasma：tcp)。)的装置中将rf(radio frequency)信号脉冲化的技术。该专利献1例如公开了使向线圈供给的源rf信号和向卡盘供给的偏置rf信号以脉冲序列为逆的方式同步的技术。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：美国专利申请公开第2017/0040174号说明书


技术实现要素：

6.发明要解决的技术课题
7.本发明提供能够提高等离子体的处理性能的技术。
8.用于解决技术课题的技术方案
9.本发明的一个方式的等离子体处理装置包括等离子体处理腔室、基片支承部、源rf生成部、偏置rf生成部。基片支承部配置在等离子体处理腔室内。源rf生成部与等离子体处理腔室结合，生成包含多个源循环的脉冲源rf信号。各源循环具有源运行期间的时段内的源运行状态和源运行期间后的源未运行期间的时段内的源未运行状态。偏置rf生成部与基片支承部结合，生成脉冲偏置rf信号。脉冲偏置rf信号具有具备与多个源循环相同的脉冲频率的多个偏置循环，各偏置循环具有偏置运行期间的时段内的偏置运行状态和偏置运行期间后的偏置未运行期间的时段内的偏置未运行状态。各偏置循环中的向偏置运行状态的转变时刻相对于对应的源循环中的向源运行状态的转变时刻延迟。源未运行期间与偏置未运行期间重叠。各偏置循环中的偏置运行期间与下一次的源循环中的源运行期间重叠。
10.发明效果
11.根据本发明，能够提高等离子体的处理性能。
附图说明
12.图1是实施方式的等离子体处理装置的构成的概念图。
13.图2是表示图1的等离子体处理装置的构成的一例的概要纵截面图。
14.图3是表示实施方式的等离子体处理的流程的一例的流程图。
15.图4是表示由实施方式的等离子体处理所处理的基片的一例的图。
16.图5是表示在实施方式的等离子体处理中用于高频(rf)功率供给的rf信号的波形的一例的图。
17.图6是用于说明与rf信号的波形例1相应的等离子体处理腔室内的物理量的变化
的图。
18.图7是用于说明与rf信号的波形例2相应的等离子体处理腔室内的物理量的变化的图。
19.图8是用于说明与rf信号的波形例3相应的等离子体处理腔室内的物理量的变化的图。
20.图9是用于说明与rf信号的波形例4相应的等离子体处理腔室内的物理量的变化的图。
21.图10是表示在变形例1的等离子体处理中用于rf功率供给的rf信号的波形例的图。
22.图11是表示在变形例2的等离子体处理中用于rf功率供给的rf信号的波形例的图。
23.图12是表示在变形例3的等离子体处理中用于rf功率供给的rf信号的波形例的图。
24.图13是表示在变形例4的等离子体处理中用于rf功率供给的rf信号的波形例的图。
25.图14是表示在变形例5的等离子体处理中用于rf功率供给的rf信号的波形例的图。
26.图15是表示实施方式的等离子体处理的rf功率供给的流程的一例的流程图。
27.图16是表示实施方式的等离子体处理的rf功率供给的流程的另一例的流程图。
28.图17是用于说明在蚀刻中产生的形状异常的例的图。
29.附图标记说明
[0030]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
等离子体处理装置
[0031]
10
ꢀꢀꢀꢀ
等离子体处理腔室
[0032]
10a
ꢀꢀꢀ
电介质窗
[0033]
10b
ꢀꢀꢀ
侧壁
[0034]
10s
ꢀꢀꢀ
等离子体处理空间
[0035]
11
ꢀꢀꢀꢀ
支承部
[0036]
11a
ꢀꢀꢀ
基片支承部
[0037]
11b
ꢀꢀꢀ
边缘环支承部
[0038]
12
ꢀꢀꢀꢀ
边缘环
[0039]
13
ꢀꢀꢀꢀ
气体导入部
[0040]
13a
ꢀꢀꢀ
中央气体注入部
[0041]
13b
ꢀꢀꢀ
侧壁气体注入部
[0042]
14
ꢀꢀꢀꢀ
天线
[0043]
20
ꢀꢀꢀꢀ
气体供给部
[0044]
21
ꢀꢀꢀꢀ
气体源
[0045]
22
ꢀꢀꢀꢀ
流量控制器
[0046]
30
ꢀꢀꢀꢀ
功率供给部
[0047]
31
ꢀꢀꢀꢀ
rf功率供给部
[0048]
31a
ꢀꢀꢀ
源rf生成部
[0049]
31b
ꢀꢀꢀ
偏置rf生成部
[0050]
32
ꢀꢀꢀꢀ
dc功率供给部
[0051]
40
ꢀꢀꢀꢀ
排气系统
[0052]
w
ꢀꢀꢀꢀꢀ
基片
具体实施方式
[0053]
以下，参照附图详细说明用于实施本发明的等离子体处理装置和等离子体处理方法的方式(以下记为“实施方式”)。此外，本发明不限于该实施方式。另外，各实施方式在不使处理内容矛盾的范围内能够适当组合。另外，在以下的各实施方式中对同一部位标注相同的附图标记，省略重复的说明。
[0054]
(在蚀刻中产生的形状异常的例子)
[0055]
首先，在对实施方式进行说明前对在硅膜的蚀刻中产生的形状异常的例子进行说明。图17是用于说明在硅膜的蚀刻中产的形状异常的例的图。
[0056]
近年来，在半导体制造技术中，对深宽比(high aspect ratio)高的孔进行加工的技术引起人们的注目。作为其中的一个例子，具有高深宽比接触(high aspect ratio contact：harc)。harc用于dram(dynamic random access memory)、三维nand。在dram中所使用的harc的深宽比例如为45，在三维nand中所使用的harc的深宽比超过65。
[0057]
随着形成的孔的深宽比变高，难以在垂直方向非常垂直地形成孔。例如，如图17的(a)所示，出现了随着接近孔的底部附近，前端变细的现象。作为该现象的原因，例如考虑等离子体中的离子的入射方向相对于孔的深度方向变得倾斜，离子难以被输送至孔的底部。另外，认为离子在孔中滞留，阻碍离子持续行进的路线。
[0058]
另外，如图17的(b)所示，有时会在基片堆积有因蚀刻而被削下的物质、以及因等离子体而产生的反应生成物。当在孔的开口附近堆积该物质时，孔的开口被封闭，难以进行蚀刻。另外，即便在开口不是完全被封闭的情况下，离子也难以到达孔的内部，孔的形状扭曲或者蚀刻难以进行。
[0059]
另外，有时因蚀刻而导致掩模的开口的边缘部分被削减。在该情况下，如图17的(c)所示，有时会产生离子相对于孔的入射方向歪斜而碰到孔的侧壁，导致孔的形状出现桶状变形的所谓的弧状弯曲(bowing)现象。
[0060]
如上所述，高深宽比的等离子体处理，其处理性能被等离子体中生成的自由基、离子、因等离子体处理产生的反应生成物所左右。因此，期望能够根据等离子体处理的进行程度，单独地控制生成的反应种、自由基(radical)、副生成物等的技术。
[0061]
(实施方式)
[0062]
在以下说明的实施方式中，通过脉冲状地施加在等离子体生成时使用的rf(高频)功率，控制作为等离子体处理的参数的各物理量。控制的物理量例如为离子能、离子入射角、自由基通量(radical flux)、离子通量、副生成物的量等。
[0063]
以下说明的实施方式的等离子体处理装置为icp装置。实施方式的等离子体处理装置的控制部利用控制信号控制向线圈(天线)供给的rf功率(源rf信号、源功率)。在一个实施方式中，通过源rf信号的供给生成高密度的等离子体。此外，rf功率的供给能够通过多
种方式实现。例如，可以基于预先准备的程序，使等离子体处理装置的控制部切换来自多个源rf生成部的功率供给路径，将不同功率电平的源功率以脉冲状方式依次进行供给。
[0064]
将向线圈供给rf功率的期间称为接通(工作)时段，将停止对线圈的rf功率供给的期间称为关断(未工作)时段。源rf信号具有与接通时段对应的第一状态例如接通状态(源接通状态)和与关断时段对应的第二状态例如关断状态(源关断状态)。源rf信号为由第一状态的接通时段和接着其的第二状态的关断时段而形成一个周期(源循环)的脉冲信号。源rf信号的频率例如可以为约1khz～约5khz。
[0065]
此外，实施方式的源rf信号可以在第一状态中转变为两个以上的电平(例如、第一源功率电平和第二源功率电平)。例如，源rf信号的第一状态可以具有将预先设定的值的rf功率供给到线圈的第一电平和将比第一电平低的值的rf功率供给到线圈的第二电平。例如，源rf信号可以具有对线圈供给约1000瓦的rf功率的第一电平和对线圈供给约250瓦的rf功率的第二电平。由第二电平供给的rf功率可以为约100瓦或者约150瓦。第一电平和第二电平可以分别为高电平和低电平。
[0066]
控制部还可以通过控制信号控制向等离子体处理装置的下部电极供给的rf功率(偏置rf信号、偏置功率)。在一个实施方式中，通过偏置rf信号的供给，在载置于下部电极上方的基片产生离子键，生成反应种和自由基。此外，rf功率的供给能够通过多种方式实现。例如，可以基于预先准备的程序，使等离子体处理装置的控制部切换来自多个偏置rf生成部的功率供给路径，将不同的功率电平的偏置功率依次以脉冲状方式进行供给。
[0067]
将向下部电极供给rf功率的时段称为接通时段，将对下部电极的rf功率供给停止的时段称为关断时段。偏置rf信号具有与接通时段对应的第一状态例如接通状态(偏置接通状态)和与关断时段对应的第二状态例如关断状态(偏置关断状态)。偏置rf信号为由第一状态的接通时段和接着其的第二状态的关断时段形成一个周期(偏置循环)的连续脉冲信号。偏置rf信号的频率例如可以为约1khz～约5khz。
[0068]
此外，实施方式的偏置rf信号在第一状态中可以转变为两个以上的电平(例如，第一偏置功率电平和第二偏置功率电平)。例如，偏置rf信号的第一状态可以具有将预先设定的值的rf功率向下部电极供给的第一电平和将比第一电平低的值的rf功率供给到下部电极的第二电平。例如，偏置rf信号可以具有对下部电极供给约250瓦的rf功率的第一电平和对下部电极供给约92.5瓦的rf功率的第二电平。第一电平和第二电平可以分别为高电平和低电平。
[0069]
以下，首先，对执行等离子体处理的等离子体处理装置的构成例进行说明。
[0070]
(实施方式的等离子体处理装置的构成例)
[0071]
图1是实施方式的等离子体处理装置的构成的概念图。图2是表示图1的等离子体处理装置的构成的一例的概要纵截面图。参照图1和图2说明实施方式的等离子体处理装置1。此外，图2所示的等离子体处理装置1是所谓的感应耦合型等离子体(inductively
‑
coupled plasma：icp)装置，生成感应耦合型等离子体。
[0072]
等离子体处理装置1包括等离子体处理腔室10、气体供给部20、功率供给部30和排气系统40。等离子体处理腔室10包括电介质窗10a和侧壁10b。电介质窗10a和侧壁10b限定等离子体处理腔室10内的等离子体处理空间10s。另外，等离子体处理装置1包括配置在等离子体处理空间10s内的支承部11、边缘环12、气体导入部13和天线14。支承部11包括基片
支承部11a和边缘环支承部11b。边缘环支承部11b配置成包围基片支承部11a的外周面。天线14配置在等离子体处理腔室10(电介质窗10a)的上部或者上方。
[0073]
基片支承部11a具有基片支承区域，在基片支承区域上支承基片。在一个实施方式中，基片支承部11a包括静电卡盘(静电吸盘)和下部电极。下部电极配置在静电卡盘之下。静电卡盘用作基片支承区域。另外，虽然省略了图示，但是，在一个实施方式中，基片支承部11a可以包括将静电卡盘和基片之中的至少一者调节为目标温度的温度调节模块。温度调节模块可以包含加热器、流路、或者它们的组合。在流路中流过制冷剂、传热气体之类的调温流体。
[0074]
边缘环12配置成在下部电极的周缘部上表面包围基片w。边缘环支承部11b具有边缘环支承区域，构成为边缘环12被支承在边缘环支承区域上。
[0075]
气体导入部13将来自气体供给部20的至少1种处理气体供给到等离子体处理空间10s。在一个实施方式中，气体导入部13包括中央气体注入部13a和/或者侧壁气体注入部13b。中央气体注入部13a配置在基片支承部11a的上方，安装在形成于电介质窗10c的中央开口部。侧壁气体注入部13b安装在形成于等离子体处理腔室10的侧壁的多个侧壁开口部。
[0076]
气体供给部20可以包含至少一个气体源21和至少一个流量控制器22。在一个实施方式中，气体供给部20将一种或多种处理气体从各自对应的气体源21经由各自对应的流量控制器22供给到气体导入部。各流量控制器22例如可以包含质量流量控制器或者压力控制式的流量控制器。而且，气体供给部20可以包含将一种或多种处理气体的流量进行调制或脉冲化的一个或多个流量调制器件。
[0077]
功率供给部30包含与等离子体处理腔室10结合的rf功率供给部31。rf功率供给部31将rf信号(rf功率，例如源rf信号和偏置rf信号)供给到下部电极和天线14。由此，利用从供给到等离子体处理空间10s的至少一种处理气体生成等离子体。在一个实施方式中，rf信号被脉冲化。脉冲rf信号、脉冲rf功率、脉冲源rf信号和脉冲偏置rf信号为被脉冲化了的rf信号的一例。
[0078]
在一个实施方式中，rf功率供给部31包含源rf生成部31a和偏置rf生成部31b。源rf生成部31a和偏置rf生成部31b与等离子体处理腔室10结合。在一个实施方式中，源rf生成部31a与天线14结合，偏置rf生成部31b与基片支承部11a内的下部电极结合。源rf生成部31a生成至少一种源rf信号。在一个实施方式中，源rf信号具有27mhz～100mhz的范围内的频率。生成的源rf信号被供给到天线14。偏置rf生成部31b生成至少一种偏置rf信号。偏置rf信号具有比源rf信号低的频率。在一个实施方式中，偏置rf信号具有400khz～13.56mhz的范围内的频率。所生成的偏置rf信号被供给到下部电极。另外，在各实施方式中，源rf信号和偏置rf信号之中至少一个rf信号的振幅可以被脉冲化或者被调制。振幅调制可以包含在接通状态和关断状态之间或者2个或更多的不同的接通状态之间对rf信号振幅进行脉冲化的调制。
[0079]
另外，功率供给部30可以包含dc功率供给部32。在一个实施方式中，dc功率供给部32可以将至少一个dc电压施加到下部电极。在一个实施方式中，至少一个dc电压可以施加到静电卡盘内的电极之类的另外的电极。在一个实施方式中，dc信号可以被脉冲化。另外，dc功率供给部32可以是在rf功率供给部31的基础上而设置的，也可以是替代偏置rf生成部31b而设置的。
[0080]
天线14包含1个或者多个线圈(icp线圈)。在一个实施方式中，天线14可以包含配置在同轴上的外侧线圈和内侧线圈。在该情况下，rf功率供给部31可以与外侧线圈和内侧线圈的双方连接，也可以与外侧线圈和内侧线圈之中任一者连接。在前者的情况下，同一的rf生成部可以与外侧线圈和内侧线圈的双方连接，另外的rf生成部可以与外侧线圈和内侧线圈分别连接。
[0081]
排气系统40例如能够与设置在等离子体处理腔室10的底部的排气口(气体出口)连接。排气系统40可以包含压力阀和真空泵。真空泵可以包括涡轮分子泵、粗抽泵或其组合。
[0082]
在一个实施方式中，控制部(与图2的控制装置50对应)处理使等离子体处理装置1执行在本发明中所述的各种步骤的计算机可执行的命令。控制部可以构成为控制等离子体处理装置1的各要素，使得执行这里描述的各种步骤。在一个实施方式中，控制部的一部分或者全部可以被包含于等离子体处理装置1。控制部例如可以包含计算机。计算机例如包括处理部(cpu：central processing unit)、存储部和通信接口。处理部基于收纳在存储部的程序进行各种的控制动作。存储部可以包含ram(随机存取存储器、random access memory)、rom(只读存储器、read only memory)、hdd(硬盘驱动器、hard disk drive)、ssd(固态驱动器、solid state drive)、或者它们的组合。通信接口可以经由lan(局域网、local area network)等的通信回线与等离子体处理装置1之间进行通信。
[0083]
(实施方式的等离子体处理的流程)
[0084]
图3是表示实施方式的等离子体处理的流程的一例的流程图。图3所示的等离子体处理能够在图1、2的等离子体处理装置1中实施。图4是表示通过实施方式的等离子体处理进行处理的基片的一例的图。
[0085]
首先，对等离子体处理腔室10内提供基片w(步骤s31)。基片w例如如图4所示包括依次形成在硅基片上的基底层l1、蚀刻对象层(si层)l2、掩模mk。在基片w预先形成凹部op(参照图4的(a))。此外，在等离子体处理装置1内可以进行凹部op的形成。接着，通过控制部控制等离子体处理装置1，从气体供给部20将用于蚀刻的气体供给到等离子体处理腔室10内。另外，通过控制部控制等离子体处理装置1，从rf功率供给部31(源rf生成部31a和偏置rf生成部31b)对下部电极和天线14(线圈)供给rf功率。此时，rf功率供给部31将与rf信号的波形相应的电平的rf功率供给到下部电极和天线14。rf信号的波形在后文进行说明。通过供给rf功率，生成供给到等离子体处理腔室10内的气体的等离子体，执行等离子体蚀刻(步骤s32)。通过等离子体蚀刻，形成在基片w的掩模mk的凹部op的底部被削除，凹部op逐渐变深(参照图4的(b))。然后，等离子体处理装置1的控制部判定是否经过了预先设定的处理时间(步骤s33)。在经过了预先设定的处理时间时，凹部op的底部到达基底层l1，成为图4的(c)所示的形状。在判定为尚未经过处理时间的情况下(步骤s33，否)，控制部返回步骤s32继续进行等离子体蚀刻。另一方面，在判定为经过了处理时间的情况下(步骤s33，是)，控制部使处理结束。
[0086]
本实施方式的等离子体处理装置1，在步骤s32的等离子体蚀刻中，供给源rf信号和偏置rf信号。等离子体处理装置1根据源rf信号和偏置rf信号的波形控制等离子体中的离子和自由基、因等离子体蚀刻产生的副生成物的量等。接着，对源rf信号和偏置rf信号的波形进行说明。
[0087]
(rf信号的波形例)
[0088]
图5是表示在实施方式的等离子体处理中rf功率供给使用的rf信号的波形的一例的图。
[0089]
图5所示的时序图100示出了源功率(源rf信号)p
s
和偏置功率(偏置rf信号)p
b
。源功率p
s
是从源rf生成部31a向天线(线圈)14供给的rf功率。另外，偏置功率p
b
是从偏置rf生成部31b向基片支承部11a中的下部电极供给的rf功率。源rf生成部31a例如根据从控制部供给的控制信号生成源功率p
s
。生成的源功率p
s
被供给到线圈。偏置rf生成部31b例如根据从控制部供给的控制信号生成偏置功率p
b
。生成的偏置功率p
s
被供给到下部电极。
[0090]
在图5中，周期150表示源rf信号的1个周期。周期160表示偏置rf信号的1周期。此外，在以下的说明中不需要特别区分时，将周期1501、1502、
…
统一称为周期150，将周期1601、1602、
…
统一称为周期160。1个周期是指从脉冲信号的上升至下一次上升为止的期间、即接通时段和关断时段合算而成的期间。源rf信号和偏置rf信号是同一频率的脉冲信号。
[0091]
源rf信号反复作为对线圈供给rf功率的状态的接通状态(第一状态)和作为对线圈不供给rf功率的状态的关断状态(第二状态)。在源rf信号为接通状态时，源功率p
s
被供给到线圈。在源rf信号为关断状态时，不对线圈供给功率、即对线圈的rf功率的供给停止。
[0092]
偏置rf信号反复作为对下部电极供给rf功率的状态的接通状态(第一状态)和作为对下部电极不供给rf功率的状态的关断状态(第二状态)。在图5的例中，在偏置rf信号为接通状态时，偏置功率p
b
被供给到下部电极。在偏置rf信号为关断状态时，不对下部电极供给功率、即对下部电极的rf功率的供给停止。
[0093]
在图5中，偏置rf信号的上升相对于源rf信号的上升延迟期间d1。偏置rf信号在源rf信号从接通状态转变为关断状态后，在源rf信号关断状态间上升。如上所述，源rf信号的周期开始的时刻和偏置rf信号的周期开始的时刻错开期间d1。在图5的例子中，从之前的偏置循环中的偏置关断状态(t3)向第一偏置循环1601中的偏置接通状态p
bl
(t4)的转变时刻，相对于向与第一偏置循环1601对应的第一源循环1501中的源接通状态p
sh
(从0至t1)的转变时刻延迟。另外，如图5的t3所示，源关断时段与偏置关断时段部分重叠。并且，如图5的t6所示，第一偏置循环1601中的偏置接通时段与第二源循环1502中的源接通时段部分重叠。
[0094]
另外，源rf信号的接通时段和关断时段各自的长度与偏置rf信号的接通时段和关断时段各自的长度不同。在图5的例中，源rf信号的占空比(接通时段相对于1周期的长度的比例)为约40％。另外，偏置rf信号的占空比为约60％。其中，源rf信号和偏置rf信号的占空比不限于所述的值。另外，源rf信号和偏置rf信号可以具有同一的占空比。
[0095]
如上所述，源rf信号和偏置rf信号分别进行状态转变(状态过渡)。源rf信号的状态转变的时刻和转变初始(过渡初始)及转变目标(过渡目标)的功率电平与偏置rf信号的状态转变的时刻和转变初始及转变目标的功率电平可以不同。
[0096]
另外，存在源rf信号和偏置rf信号的任一者都不供给的期间t
off
和源rf信号与偏置rf信号的双方都供给的期间t
on
。源功率p
s
和偏置功率p
b
的供给方式按以下的5个阶段推移。
[0097]
(1)第一阶段(图5中st1)：
[0098]
第一阶段由参数集(parameter set){p
s1
，p
b1
，t1}定义。在此，p
s1
是在第一阶段中供给的源功率p
s
的值。p
b1
是在第一阶段中供给的偏置功率p
b
的值。t1表示第一阶段的期间的
长度。在此，以下的关系成立。
[0099]
p
s1
>0
[0100]
p
b1
>0
[0101]
t1>0
[0102]
在第一阶段中，将具有high功率电平p
sh
(第一源功率电平)的源功率p
s
供给到线圈，并且，将具有high功率电平p
bh
(第二偏置功率电平)的偏置功率p
b
供给到下部电极。第一阶段的期间t1中，对等离子体处理装置1的上部下部各自供给rf功率生成等离子体，在等离子体中生成离子和自由基。在蚀刻处理时，在期间t1中进行蚀刻。
[0103]
(2)第二阶段(图5中st2)：
[0104]
第二阶段由参数集{p
s2
，p
b2
，t2}定义。在此，p
s2
是在第二阶段中供给的源功率p
s
的值。p
b2
是在第二阶段中供给的偏置功率p
b
的值。t2表示第二阶段的期间的长度。在此，以下的关系成立。
[0105]
p
s1
>p
s2
>0
[0106]
p
b1
＝0
[0107]
t2>0
[0108]
在第二阶段中，将具有low功率电平p
sl
(第二源功率电平)的源功率p
s
供给到线圈，停止偏置功率p
b
的供给。第二阶段例如为图5的期间t2。在期间t2中，仅对等离子体处理装置1的上部供给rf功率。因为不对下部电极侧供给rf功率，所以在下部电极侧不生成用于引入离子的力。另外，离子和自由基的生成量也减少。
[0109]
(3)第三阶段(图5中st3)：
[0110]
第三阶段由参数集{p
s3
，p
b3
，t3}定义。在此，p
s3
是在第三阶段中供给的源功率p
s
的值。p
b3
是在第三阶段中供给的偏置功率p
b
的值。t3表示第三阶段的期间的长度。在此，以下的关系成立。
[0111]
p
s3
＝p
b3
＝0
[0112]
t3>0
[0113]
在第三阶段中，源功率p
s
和偏置功率p
b
均停止供给。第三阶段例如为图5的期间t3。在期间t3中。在等离子体处理装置1内的等离子体生成停止，并利用排气系统40的作用将等离子体处理空间10s排气。此时，将通过蚀刻生成而滞留在凹部(图4，op)的底部的副生成物(副产物)进行排气。等离子体处理空间10s内的离子和自由基的量也减少。
[0114]
(4)第四阶段(图5中st4)：
[0115]
第四阶段由参数集{p
s4
，p
b4
，t4}定义。在此，p
s4
是在第四阶段中供给的源功率p
s
的值。p
b4
是在第四阶段中供给的偏置功率p
b
的值。t4表示第四阶段的期间的长度。在此，以下的关系成立。
[0116]
p
s4
＝0
[0117]
p
b1
>p
b4
>0
[0118]
t4>0
[0119]
在第四阶段中，源功率p
s
的供给停止的状态下，具有low功率电平p
bl
(第一偏置功率电平)的偏置功率p
b
的供给开始。第四阶段的期间t4中，不供给源功率p
s
，因此，不进行等离子体生成，但是，在第一～第二阶段中生成的离子残留在等离子体处理空间10s内。因此，
通过偏置功率p
b
的供给将离子引入凹部(图4，op)的底部。另外，离子的入射角更接近垂直，能够促进凹部op侧壁的垂直的蚀刻。
[0120]
(5)第五阶段(图5中st5)：
[0121]
第五阶段由参数集{p
s5
，p
b5
，t5}定义。在此，p
s5
是在第五阶段中供给的源功率p
s
的值。p
b5
是在第五阶段中供给的偏置功率p
b
的值。t5表示第五阶段的期间的长度。在此，以下的关系成立。
[0122]
p
s5
＝0
[0123]
p
b1
＝p
b5
>p
b4
>0
[0124]
t5>0
[0125]
在第五阶段中，源功率p
s
的供给停止的状态下，偏置功率p
b
的功率电平从low功率电平p
bl
向high功率电平p
bh
上升(转变(过渡))。因此，作为第一阶段的准备阶段，在第五阶段中，等离子体处理空间10s内的离子能量增加。自由基、副生成物的量持续在第三阶段中减少的状态。
[0126]
在第五阶段后，再次返回第一阶段，具有high功率电平的源功率p
s
和具有high功率电平的偏置功率p
b
重叠地被施加。反复该周期，在第五阶段中预先通过偏置功率p
b
的施加而产生离子能的状态下，开始第一阶段施加源功率p
s
生成离子和自由基。因此，能够促进第一阶段的蚀刻，能够将离子有效地引入凹部op底部。另外，在第三阶段中对副生成物进行排气能够进一步促进蚀刻。
[0127]
如上所述，使用具有图5的脉冲波形的源rf信号和偏置rf信号，能够控制等离子体处理空间10s内的离子、自由基和副生成物的状态并且实现垂直方向的蚀刻。因此，能够抑制通过蚀刻产生的形状异常，从而能够提高等离子体的处理性能。
[0128]
其中，在图5的例中，源功率p
s
在期间t1的接通状态时取为值p
sh
，在接着的期间t2的接通状态时取为值p
sl
。另外，偏置功率p
b
在期间t4之间取为值p
bl
，在之后的期间t5向值p
bh
转变。如上所述，在实施方式的等离子体处理方法中，为了控制等离子体的各物理量，可以以两个电平(包含关断状态时为3个电平)控制源rf信号的接通状态。另外，实施方式的等离子体处理方法中，可以以两个电平(包含关断状态时为3个电平)控制偏置rf信号的接通状态。如上所述，使向线圈和下部电极的各自施加的rf功率值阶段性地变动，能够进行更加微细的等离子体处理的参数调整。
[0129]
在图5的例中，以下的关系成立。
[0130]
0<p
sl
<p
sh
[0131]
0<p
bl
<p
bh
[0132]
源rf信号和偏置rf信号的频率：0.1khz～5khz
[0133]
源rf信号的占空比：约40％
[0134]
偏置rf信号的占空比：约60％
[0135]
p
sh
的期间的长度：p
sl
的期间的长度＝1：3
[0136]
p
bh
的期间的长度：p
bl
的期间的长度＝1：2
[0137]
t1：t2：t3：t4：t5＝1：3：1：4：1
[0138]
但是，本实施方式不仅在所述的关系成立的情况下，在另外的关系中也能够使用。另外的关系作为变形例在后文进行说明。
[0139]
图6～图9是用于说明与rf信号的波形例相应的等离子体处理腔室10内的物理量的变化的图。参照图6～图9说明与rf信号的波形相应的物理量的变化。
[0140]
图6的波形例1具有同时被供给源功率和偏置功率的“第一阶段”、仅被供给源功率的“第二阶段”、仅被供给偏置功率的“第四阶段”。波形例1与所述实施方式的波形例相比，不具有不被供给rf功率的“第三阶段”这点和不具有在源rf信号的上升前偏置功率的功率电平变动的“第五阶段”这点不同。在波形例1的情况下，在第一阶段中离子通量、自由基通量、离子能均增加，同时副生成物的量增加。之后，在第二阶段中，任一者的量均逐渐减少。通过使偏置功率的供给停止，离子能大致成为零。在第四阶段中，通过偏置功率的供给而离子能与第一阶段相比变多。另一方面，离子通量、自由基通量和副生成物的量从第二阶段开始无较大变化。
[0141]
图7的波形例2大致与图6的波形例1相同。但是，第四阶段的偏置功率的值(p
bm
)与波形例1的偏置功率的值(p
b
l)相比增加。在图7的例中，离子通量、自由基通量、副生成物的量与图6的波形例1的情况大致相同。但是，第四阶段中的离子能与波形例1相比增加(图7中、c1)。此外，在图7的(c)中，在与图6的(c)相同的虚线上，利用仅与图6的(c)不同的部分的粗的虚线c1表示图7(a)的情况下的离子能的变化。
[0142]
图8的波形例3与图6的波形例1相比增长第一阶段，使第二阶段缩短相应的量。在图8的例子中，离子通量和自由基通量的量通过第一～第二阶段与图6的例相比之下增加(图8中，c2、c3)。另一方面，离子能和副生成物的量没有较大的变化。此外，粗虚线c2、c3与所述c1同样，仅表示与图6不同的部分。
[0143]
图9的波形例4与图6的波形例1相比，设置有第五阶段这点不同。第五阶段的功率电平从第四阶段的功率电平p
bl
向p
bh
转变。在图9的例中，离子通量、自由基通量、副生成物的量与图6的波形例1大致相同。离子能与在第五阶段中切换偏置功率p
b
对应而在第五阶段中增加(图9中，c4)。图9中的粗虚线c4仅表示与图6的(d)不同的部分。
[0144]
此外，在使用从图6至图9所示的波形例的rf功率执行了蚀刻的情况下，在波形例1和波形例3中，从凹部顶部到底部的尺寸(临界尺寸(critical dimension))的变动与波形例2相比变大。即，如波形例2的第四阶段的方式，供给稍微高电平的偏置功率时，能够在深孔蚀刻时在纵方向形成更均匀的大小的孔。另一方面，如波形例3所示，在改变了第一阶段的长度和第二阶段的长度的比例的情况下，掩模的消耗减少，能够有选择地实现蚀刻对象膜的蚀刻。通过所述控制，根据rf功率的波形，等离子体处理空间10s内、尤其是作为处理对象的基片附近的离子、自由基的状态变化，对等离子体处理的性能产生影响。因此，通过调整rf信号的波形，能够控制等离子体处理的性能、即通过等离子体处理形成的图案的形状。
[0145]
此外，图6～图9的波形例1～4可以包含本实施方式的第三阶段即不对线圈和下部电极的任一者供给rf功率的阶段。通过引入不供给rf功率的第三阶段，能够进一步减少等离子体处理空间10s内的副生成物的量，能够提高垂直方向的蚀刻精度。
[0146]
但是，本实施方式不限于所述图5的波形，能够通过变形例二得到相同的效果。下面，一边参照图10～图14，一边来说明变形例1～变形例5。
[0147]
(变形例1)
[0148]
图10是表示在变形例1的等离子体处理中rf功率供给所使用的rf信号的波形例的图。图10所示的时序图200表示源功率p
s
和偏置功率p
b
。首先，期间t1开始时，施加源功率p
sh
和偏置功率p
bh
。通过期间t1，源功率p
sh
和偏置功率p
bh
被重叠地施加以规定电平。接着，在成为期间t3时，源功率p
s
和偏置功率p
b
的两者均停止供给(期间t
off
)。接着，在成为期间t4时，偏置功率p
bh
的供给开始。然后，在成为下一个周期1502的时刻，源功率p
sh
的供给开始，源功率p
sh
和偏置功率p
bh
被重叠地施加(期间t
on
)。
[0149]
与图5的波形例不同，在图10的时序图200中，不存在第二阶段即源功率p
s
对线圈的供给继续，偏置功率p
b
的供给停止的阶段。另外，图10的时序图200不具有第五阶段即在源功率p
s
供给前偏置功率p
b
的电平发生变化的阶段。因此，在适合于不调整离子、自由基的量而开始副生成物的排气(第三阶段)的图案形成的情况下，能够进行变形例1的使用。另外，在等离子体生成前不生成离子能的情况下，能够使用变形例1。
[0150]
(变形例2)
[0151]
图11是表示在变形例2的等离子体处理中rf功率供给所使用的rf信号的波形例的图。在图11所示的时序图210中，首先，在期间t1中，施加源功率p
sh
和偏置功率p
bh
。在接着的期间t2中，源功率p
s
的电平从p
sh
向p
sm
变化。另外，在期间t2开始时，偏置功率p
bh
的供给停止。接着，在成为期间t3时，源功率p
sm
的供给停止。因此，在期间t3中，源功率p
s
和偏置功率p
b
的任一者均不供给(期间t
off
)。然后，在成为期间t4时，偏置功率p
bm
的供给开始。期间t4的时段内供给电平p
bm
的偏置功率p
b
。然后，在成为期间t5时，偏置功率p
b
的电平从p
bm
向p
bh
变化。然后，在偏置功率p
bh
的供给继续的状态下，在成为接着的周期1502时，供给源功率p
sh
，从而重叠地供给源功率p
sh
和偏置功率p
bh
(期间t
on
)。
[0152]
与图5的波形例相比时，在变形例2中，源功率p
s
的电平设定为p
sh
和p
sm
，这点不同。此外，源功率p
s
的电平设定为按照电平p
sh
、p
sm
、p
s
l的顺序从高电平成为低电平。另外，变形例2中，偏置功率p
b
的电平设定为p
bh
和p
bm
，这点与图5的波形例不同。此外，偏置功率p
b
的电平设定为按照电平p
bh
、p
bm
、p
b
l的顺序从高电平成为低电平。在变形例2的情况下，将源功率p
s
和偏置功率p
b
的接通状态设定为2个电平。但是，2个电平之中较低的一方的电平设定为与图5的例的情况相比成为高电平。
[0153]
例如，在对副生成物进行排气的第三阶段的前后，要将电子密度ne、自由基密度nr、电子温度te、离子能εi等维持为高电平的情况下，如变形例2所示，将源功率p
s
和偏置功率p
b
的多个接通状态的电平设定得较高即可。
[0154]
在变形例2中，也与图5的波形例同样地，偏置rf信号的上升从源rf信号的上升延迟期间d1。另外，存在源功率p
s
和偏置功率p
b
的任一者均不供给的期间t
off
。另外，存在源功率p
s
和偏置功率p
b
的双方供给的期间t
on
。期间t
on
为从源rf信号上升的时刻至偏置rf信号下降的期间。
[0155]
(变形例3)
[0156]
图12是表示在变形例3的等离子体处理中rf功率供给所使用的rf信号的波形例的图。在图12所示的时序图220中，首先，在期间t1中，能够供给源功率p
sh
和偏置功率p
bm
。接着，在期间t2中，源功率p
s
的电平从p
sh
向p
sm
变化。另外，在成为期间t2时，偏置功率p
bm
的供给停止。接着，在成为期间t3时，源功率p
sm
的供给停止。期间t3的时段内不供给源功率p
s
和偏置功率p
b
的任一者(t
off
)。然后，在期间t4中，偏置功率p
bh
的供给开始。期间t4的时段内供给电平p
bh
的偏置功率p
b
。然后，在成为期间t5时，偏置功率p
b
的电平从p
bh
向p
bm
变化。然后，偏置功率p
bm
的供给继续的状态下，在周期1502开始时，供给源功率p
sh
，使得源功率p
sh
和偏置功率p
bm
被重叠地供给(期间t
on
)。
[0157]
变形例3与图11的变形例2大致相同。但是，在变形例3中，偏置功率p
b
的电平的转变顺序与变形例2不同。在变形例2中，期间t1的时段内偏置功率p
b
的电平为p
bh
，期间t4的时段内为p
bm
，期间t5的时段内为p
bh
。对此，在变形例3中，期间t1的时段内偏置功率p
b
的电平为p
bm
，期间t4的时段内为p
bh
，期间t5的时段内为p
bm
。在变形例2中，偏置功率p
b
的电平从第一阶段向第五阶段去按照高电平、关断状态、低电平、高电平的顺序变化。对此，在变形例3中，偏置功率p
b
的电平从第一阶段向第五阶段去按照低电平、关断状态、高电平、低电平的顺序变化。
[0158]
例如，适合于在第三阶段中提高离子能对凹部op底部引入离子的等离子体处理的情况下等，变形例3的波形适合。
[0159]
(变形例4)
[0160]
图13是表示在变形例4的等离子体处理中rf功率供给所使用的rf信号的波形例的图。在图13所示的时序图230中，首先，在期间t1中，施加源功率p
sm
和偏置功率p
bh
。接着，在期间t2中，源功率p
s
的电平从p
sm
向p
sh
变化。另外，在成为期间t2时，偏置功率p
bh
的供给停止。接着，在期间t3中源功率p
sh
的供给停止。在期间t3的时段内，源功率p
s
和偏置功率p
b
的任一者均不供给(t
off
)。然后，在期间t4中，偏置功率p
bm
的供给开始。在期间t4的时段内，供给电平p
bm
的偏置功率p
b
。然后，在成为期间t5时，偏置功率p
b
的电平从p
bm
向p
bh
变化。然后，偏置功率p
bh
的供给继续的状态下，在成为周期1502时供给源功率p
sm
，从而重叠地供给源功率p
sm
和偏置功率p
bh
(期间t
on
)。
[0161]
变形例4与图11的变形例2大致相同。但是，在变形例4中，源功率p
s
的电平的变化顺序与变形例2不同。在变形例2中，期间t1的时段内源功率p
s
的电平为p
sh
，在期间t2中为p
sm
。对此，在变形例3中，期间t1的时段内偏置功率p
b
的电平为p
sm
，在期间t2中为p
sh
。变形例2中，源功率p
s
的电平从第一阶段向第三阶段去按高、低、关断的顺序变化，从第三阶段向第四阶段去不变化。对此，在变形例4中，源功率p
s
的电平从第一阶段向第三阶段去按低、高、关断的顺序变化，从第三阶段向第四阶段去不变化。
[0162]
变形例4例如适合于优选在第一阶段中与使离子和自由基的量急剧地增加的处理相比优选逐渐增加的处理等。
[0163]
(变形例5)
[0164]
图14是表示在变形例5的等离子体处理中rf功率供给所使用的rf信号的波形例的图。在图14所示的时序图240中，首先，在期间t1中，施加源功率p
sm
和偏置功率p
bm
。接着，在成为期间t2时，源功率p
s
的电平从p
sm
向p
sh
变化。另外，在成为期间t2时，偏置功率p
bm
的供给停止。接着，在成为期间t3时，源功率p
sh
的供给停止。在期间t3的时段内，源功率p
s
和偏置功率p
b
的任一者均不供给(t
off
)。然后，在成为期间t4时，偏置功率p
bh
的供给开始。在期间t4的时段内，供给电平p
bh
的偏置功率p
b
。然后，在成为期间t5时，偏置功率p
b
的电平从p
bh
向p
bm
变化。然后，在偏置功率p
bm
的供给继续的状态下，在成为周期1502时供给源功率p
sm
，从而重叠地供给源功率p
sm
和偏置功率p
bm
(t
on
)。
[0165]
变形例5是将图12的变形例3的偏置功率p
b
和图13的变形例4的源功率p
s
组合而成的波形。变形例3的偏置功率p
b
从第一阶段向第五阶段去按低电平(第一阶段)、关断状态(第二、第三阶段)、高电平(第四阶段)、低电平(第五阶段)的顺序变化。另外，变形例4的源
功率p
s
从第一阶段向第五阶段去按低电平(第一阶段)、高电平(第二阶段)、关断状态(第三～第五阶段)的顺序变化。因此，变形例5的波形从第一阶段向第五阶段去，{p
s
，p
b
}按{p
sm
，p
bm
}、{p
sh
，p
boff
}、{p
soff
，p
boff
}、{p
soff
，p
bh
}、{p
soff
，p
bm
}的顺序变化。此外，在此，在一个波形中、接通状态包含2个电平的情况下，为了方便，将一方称为高电平，将另一方称为低电平，而不称为中电平。另外，将源功率p
s
的关断状态表示为p
soff
，将偏置功率p
b
的关断状态表示为p
boff
。
[0166]
变形例5例如适合于优选在第四阶段中使离子能暂时提高后降低来开始蚀刻的处理等。
[0167]
(rf功率供给的流程)
[0168]
图15是表示实施方式的等离子体处理的rf功率供给的流程的一例的流程图。图15所示的流程1500例如在图3的步骤s32中执行。
[0169]
首先，在控制部的控制下，rf功率供给部31执行第一阶段的rf功率供给(步骤s1510)。第一阶段的rf功率供给由第一组的处理参数{p
s1
，p
b1
，t1}规定。在此，p
s1
>0且p
b1
>0、t1>0。
[0170]
接着，在控制部的控制下，rf功率供给部31执行第二阶段的rf功率供给(步骤s1520)。第二阶段的rf功率供给由第二组的处理参数{p
s2
，p
b2
，t2}规定。在此，p
s2
>0且p
b2
＝0、t2≧0。
[0171]
接着，在控制部的控制下，rf功率供给部31执行第三阶段的rf功率供给(步骤s1530)。第三阶段的rf功率供给由第三组的处理参数{p
s3
，p
b3
，t3}规定。在此，p
s3
＝0且p
b3
＝0、t3>0。
[0172]
接着，在控制部的控制下，rf功率供给部31执行第四阶段的rf功率供给(步骤s1540)。第四阶段的rf功率供给由第四组的处理参数{p
s4
，p
b4
，t4}规定。在此，p
s4
＝0且p
b4
>0，t4>0。
[0173]
接着，在控制部的控制下，rf功率供给部31执行第五阶段的rf功率供给(步骤s1550)。第五阶段的rf功率供给由第五组的处理参数{p
s5
，p
b5
，t5}规定。在此，p
s5
＝0且p
b5
>0、t5≧0。
[0174]
步骤s1510～s1540作为1个循环而被执行。接着在步骤s1540后返回步骤s1510再次执行循环。
[0175]
图16是表示实施方式的等离子体处理的rf功率供给的流程的另一例的流程图。图16所示的流程1600例如在图3的步骤s32中执行。
[0176]
首先，在控制部的控制下，rf功率供给部31对天线(线圈)14供给源功率p
s
，同时对下部电极供给偏置功率p
b
。由此，在等离子体处理空间10s内生成等离子体。另外，等离子体中包含离子和自由基(步骤s1610)。
[0177]
接着，在控制部的控制下，rf功率供给部31停止对下部电极供给偏置功率p
b
。另外，rf功率供给部31使向天线(线圈)14供给的源功率p
s
的值变化。rf功率供给部31例如使源功率p
s
减少或者增加。由此，rf功率供给部31调整等离子体处理空间10s内的等离子体所包含的离子和自由基的量(步骤s1620)。
[0178]
接着，在控制部的控制下，rf功率供给部31在偏置功率p
b
对下部电极的供给停止的状态下，停止源功率p
s
对线圈的供给。然后，通过排气系统40进行的等离子体处理空间
10s的排气处理，能够减少等离子体处理空间10s内的副生成物的量(步骤s1630)。
[0179]
接着，在控制部的控制下，rf功率供给部31对下部电极供给偏置功率p
b
。源功率p
s
的供给保持为停止的状态。生成由偏置功率p
b
产生的对下部电极的引入力(步骤s1640)。
[0180]
步骤s1610～s1640作为一个循环而被执行。接着在步骤s1640之后返回步骤s1610再次执行循环。
[0181]
此外，所述的实施方式和变形例的一部分也可以适当地改变。以下，记载有所设计的变形方式。
[0182]
(其它实施方式)
[0183]
源功率p
s
也可以为交流(ac)功率。另外，源功率p
s
也可以为高频(radio frequency：rf)功率，也可以为vhf(very high frequency：特高频率)功率。源功率p
s
例如可以为从约60mhz至约200mhz的范围内的rf功率。另外，源功率p
s
例如可以为从约25mhz至约60mhz的范围内的rf功率。源功率p
s
例如可以为27mhz。在本实施方式中，源功率p
s
生成感应耦合型等离子体(icp)。源功率p
s
例如与螺旋天线结合而生成等离子体。
[0184]
偏置功率p
b
也可以为交流(ac)功率。另外，偏置功率p
b
也可以为直流(dc)脉冲功率。偏置功率p
b
也可以为rf(radio frequency：射频)功率、hf(high frequency：高频)功率、mf(medium frequency：中频)功率中的任一者。偏置功率p
b
例如可以为从约200khz至约600khz的范围内的频率的功率。偏置功率p
b
例如也可以为400khz。另外，偏置功率p
b
例如也可以为从约600khz至约13mhz的范围内的功率。
[0185]
源功率p
s
和偏置功率p
b
各自也可以在各周期中作为单一脉冲或者作为连续脉冲而被施加。例如在第一阶段中，在期间t1中施加的源功率p
s1
可以为单一脉冲，也可以为连续脉冲。同样，在期间t2中施加的偏置功率p
b2
可以为单一脉冲，也可以为连续脉冲。
[0186]
源rf信号和偏置rf信号的占空比能够在约3％至约90％的范围内各自单独地设定。
[0187]
例如在3个电平波形的情况下，源rf信号的高电平的接通状态的占空比能够在约5％至约50％的范围内设定。另外，源rf信号的低电平的接通状态的占空比能够在0％至约45％的范围内设定。另外，源rf信号的关断状态的占空比能够在约5％至约90％的范围内设定。
[0188]
另外，偏置rf信号的高电平的接通状态的占空比能够在约5％至约50％的范围内设定。另外，偏置rf信号的低电平的接通状态的占空比能够在0％至约45％的范围内设定。另外，偏置rf信号的关断状态的占空比能够在约5％至约90％的范围内设定。
[0189]
另外，源rf信号和偏置rf信号同时成为关断状态的期间的长度能够在占空比约5％至约90％的范围设定。该期间例如能够在约0微秒至约500微秒的范围内、更优选在约10微秒至约50毫秒的范围内设定。另外，该期间优选以源rf信号和偏置rf信号的占空比设定在约10％至约50％的范围内。
[0190]
对等离子体处理腔室10以根据预先设定的等离子体处理选择的流量供给气体。在包含第一阶段、第二阶段、第三阶段、第四阶段和第五阶段的1个循环中，以实质上相同的流量将气体供给到等离子体处理腔室10。供给的气体例如包含溴化氢(hbr)。另外，供给的气体例如包含氦气(he)、氩气(ar)等的稀有气体。另外，供给的气体例如可以包含氧气(o2)、甲烷(cf4)、三氟化氮(nf3)、六氟化硫(sf6)、氯气(cl2)、四氯化碳(ccl4)等。
[0191]
在实施方式的等离子体处理中生成的副生成物可以为包含等离子体处理腔室10内的气体和基片的组成物所包含的1种以上的元素的化合物。例如，在使用硅基片和hbr气体的情况下，能够形成含有sibrx的副生成物。另外，氟化硅(sifx)、氯化硅(siclx)等的含硅残渣、(使用光刻胶、有机膜、前体的处理的情况下)氟碳(cfx)、氢氟碳化合物(chxfy)等的含碳残渣等也作为副生成物形成。
[0192]
(实施方式的效果)
[0193]
如上所述，实施方式的等离子体处理装置包括等离子体处理腔室、基片支承部、源rf生成部和偏置rf生成部。基片支承部配置在等离子体处理腔室内。源rf生成部与等离子体处理腔室结合，生成包含多个源循环的脉冲源rf信号。各源循环具有源运行期间的时段内的源运行状态和源运行期间后的源未运行期间的时段内的源未运行状态。偏置rf生成部与基片支承部结合，生成脉冲偏置rf信号。脉冲偏置rf信号具有具备与多个源循环相同的脉冲频率的多个偏置循环。各偏置循环具有偏置运行期间的时段内的偏置运行状态和偏置运行期间后的偏置未运行期间的时段内的偏置未运行状态。各偏置循环中的向偏置运行状态的转变时刻相对于对应的源循环中的向源运行状态的转变时刻延迟。源关断时段与偏置未运行期间重叠。各偏置循环中的偏置运行期间与下一次的源循环中的源运行期间重叠。由此，等离子体处理装置能够供给rf信号，使得脉冲源rf信号和脉冲偏置信号的周期错开。另外，等离子体处理装置能够供给rf信号，使得偏置运行期间持续地跨脉冲源rf信号的两个周期。因此，等离子体处理装置能够细致地控制在等离子体蚀刻中生成的离子能等，从而能够提高等离子体蚀刻的性能。另外，通过使源运行期间和偏置运行期间错开，等离子体处理装置能够将脉冲源rf信号的上升时(周期开始时)供给的功率电平设定得较高。因此，等离子体处理装置能够有效地实现等离子体蚀刻。
[0194]
如上所示，在实施方式的等离子体处理装置中，源运行状态可以具有至少两个源功率电平。另外，偏置运行状态可以具有至少两个偏置功率电平。
[0195]
如上所示，在实施方式的等离子体处理装置中，源运行状态可以具有第一源功率电平和第一源功率电平后的第二源功率电平。偏置运行状态可以具有第一偏置功率电平和第一偏置功率电平后的第二偏置功率电平。脉冲偏置rf信号可以在各源循环中的源未运行期间中转变为偏置运行状态。
[0196]
如上所示，在实施方式的等离子体处理装置中，偏置rf信号可以在各源循环中的源未运行期间中从第一偏置功率电平向第二偏置功率电平转变。
[0197]
如上所示，在实施方式的等离子体处理装置中，各源循环中的从第一源功率电平向第二源功率电平的转变可以与各偏置循环中的从偏置运行状态向偏置未运行状态的转变实质上同步。
[0198]
如上所示，在实施方式的等离子体处理装置中，第一源功率电平可以比第二源功率电平大。
[0199]
如上所示，在实施方式的等离子体处理装置中，第一源功率电平可以比第二源功率电平小。
[0200]
如上所示，在实施方式的等离子体处理装置中，第二偏置功率电平可以比第一偏置功率电平大。
[0201]
如上所示，在实施方式的等离子体处理装置中，第二偏置功率电平可以比第一偏
置功率电平小。
[0202]
另外，所述实施方式的等离子体处理方法是可以在等离子体处理装置中使用的等离子体处理方法。等离子体处理装置可以具备等离子体处理腔室、天线、第一rf生成部、基片支承部和第二rf生成部。天线可以配置在等离子体处理腔室的上方。第一rf生成部可以与天线结合，生成第一rf功率。基片支承部可以配置在等离子体处理腔室内。第二rf生成部可以与基片支承部结合，生成第二rf功率。等离子体处理方法可以包含在第一期间中，将第一rf功率供给到天线，将第二rf功率供给到基片支承部的步骤。另外，等离子体处理方法可以包含在第一期间后的第二期间中，将第一rf功率供给到天线，停止对基片支承部供给第二rf功率的步骤。另外，等离子体处理方法可以包含在第二期间后的第三期间中，停止对天线供给第一rf功率，并停止对基片支承部供给第二rf功率的步骤。另外，等离子体处理方法可以包含在第三期间后的第四期间中，不对天线供给rf功率而将第二rf功率供给到基片支承部的步骤。然后，等离子体处理方法可以反复执行上述各步骤。
[0203]
在说明书公开的实施方式在在所有方面都只是例示而不应当认为是限制性的。所述实施方式可以在不脱离本发明技术方案的保护范围及其思想的基础上，以各种方式省略、置换和变更。例如，在所述实施方式中，以使用感应耦合型等离子体装置实施的等离子体处理方法为例进行说明，但是，本发明的技术不限于此，能够将本发明的技术适用于使用其它的等离子体装置的等离子体处理方法。
[0204]
例如，替代感应耦合型等离子体装置，可以使用电容耦合型等离子体(capacitively coupled plasma：ccp)装置。在该情况下，电容耦合型等离子体装置包括配置在等离子体处理腔室内的两个相对的电极。在一个实施方式中，一方的电极配置在基片支承部内，另一方的电极配置在基片支承部的上方。在该情况下，一方的电极作为下部电极发挥作用，另一方的电极作为上部电极发挥作用。然后，源rf生成部31a和偏置rf生成部31b与两个相对的电极之中的至少一者结合。在一个实施方式中，源rf生成部31a与上部电极结合，偏置rf生成部31b与下部电极结合。此外，源rf生成部31a和偏置rf生成部31b与下部电极结合也可以。