阅读说明：本技术 等离子体处理装置及蚀刻方法 (Plasma processing apparatus and etching method ) 是由 舆水地盐 于 2019-12-26 设计创作，主要内容包括：在示例性实施方式所涉及的等离子体处理装置中,高频电源产生为了生成等离子体而被供给的高频电力。偏置电源向基板支承器的下部电极供给偏置电力。偏置电力在该周期内使基板的电位变动。高频电力在基板的电位相对较高的周期内的第1期间内的至少一部分期间内供给。高频电力的功率电平在基板的电位相对较低的周期内的第2期间内降低。在第1期间及第2期间,鞘调节器调节在边缘环上方的鞘的上端在铅垂方向上的位置。(In the plasma processing apparatus according to the exemplary embodiment, the high-frequency power source generates high-frequency power supplied to generate plasma. The bias power supply supplies bias power to the lower electrode of the substrate supporter. The bias power varies the potential of the substrate in the period. The high-frequency power is supplied during at least a part of period 1 in a cycle in which the potential of the substrate is relatively high. The power level of the high-frequency power is reduced in the 2 nd period in a period in which the potential of the substrate is relatively low. During the 1 st period and the 2 nd period, the sheath adjuster adjusts the position of the upper end of the sheath above the edge ring in the vertical direction.)

等离子体处理装置及蚀刻方法

技术领域

本发明的示例性实施方式涉及一种等离子体处理装置及蚀刻方法。

背景技术

在对基板的等离子体蚀刻中，使用等离子体处理装置。等离子体处理装置具备腔室、静电卡盘及下部电极。静电卡盘及下部电极设置于腔室内。静电卡盘设置于下部电极上。静电卡盘支承载置于其上的聚焦环。静电卡盘支承配置于由聚焦环包围的区域内的基板。在等离子体处理装置中进行蚀刻时，气体供给至腔室内。并且，高频电力供给至下部电极。等离子体由腔室内的气体形成。基板被来自等离子体的离子、自由基之类的化学物种蚀刻。

当执行等离子体蚀刻时，聚焦环被消耗，且聚焦环的厚度减小。当聚焦环的厚度减小时，在聚焦环上方的等离子体鞘(以下，称为“鞘”)的上端的位置变低。在聚焦环上方的鞘的上端在铅垂方向上的位置与基板上方的鞘的上端在铅垂方向上的位置应相等。因此，在日本特开2007-258417号公报及日本特开2010-283028号公报中记载有能够调节处于聚焦环上方的鞘的上端在铅垂方向上的位置的等离子体处理装置。这些文献中所记载的等离子体处理装置构成为将直流电压施加到聚焦环。

发明内容

本发明提供一种调节在边缘环上方的鞘的上端在铅垂方向上的位置，且减少在基板的边缘的蚀刻速率与比边缘更靠内侧的基板的蚀刻速率之差的技术。

在一示例性实施方式中，提供有等离子体处理装置。等离子体处理装置具备腔室、基板支承器、鞘调节器、高频电源、偏置电源及控制部。基板支承器具有下部电极及静电卡盘。静电卡盘设置于下部电极上。基板支承器构成为在腔室内支承载置于其上的基板。鞘调节器构成为调节在边缘环上方的鞘的上端在铅垂方向上的位置。边缘环配置成包围基板的边缘。高频电源构成为为了生成从腔室内的气体产生等离子体而被供给的高频电力。高频电力具有第1频率。偏置电源构成为产生偏置电力。偏置电源与下部电极电连接。偏置电力设定为在由第2频率规定的周期内使载置于静电卡盘上的基板的电位变动。第2频率低于第1频率。控制部构成为控制鞘调节器及高频电源。控制部控制高频电源，以使在周期内的第1期间内的至少一部分期间内供给高频电力。在第1期间内，载置于静电卡盘上的基板的电位高于周期内的基板的电位的平均值。控制部控制高频电源，以使在周期内的第2期间内使高频电力的功率电平比第1期间内的高频电力的功率电平减少。在第2期间内，载置于静电卡盘上的基板的电位低于周期内的基板的电位的平均值。控制部在第1期间及第2期间，为了调节鞘的上端在铅垂方向上的位置而控制鞘调节器。

根据一示例性实施方式，能够调节在边缘环上方的鞘的上端在铅垂方向上的位置，且减少在基板的边缘的蚀刻速率与比边缘更靠内侧的基板的蚀刻速率之差。

附图说明

图1是概略地表示一示例性实施方式所涉及的等离子体处理装置的图。

图2是表示一示例性实施方式所涉及的等离子体处理装置中所使用的高频电力及偏置电力的时序图。

图3(a)是表示在边缘环被消耗的状态下的鞘的上端在铅垂方向上的位置的例子的图，图3(b)是表示被校正的鞘的上端在铅垂方向上的位置的例子的图。

图4是表示另一示例性实施方式所涉及的等离子体处理装置中所使用的高频电力及偏置电力的时序图。

图5是概略地表示又一实施方式所涉及的等离子体处理装置的图。

图6(a)是表示在边缘环被消耗的状态下的鞘的上端在铅垂方向上的位置的例子的图，图6(b)是表示被校正的鞘的上端在铅垂方向上的位置的例子的图。

图7是表示边缘环的另一例子的图。

图8是表示一示例性实施方式所涉及的蚀刻方法的流程图。

具体实施方式

以下，对各种示例性实施方式进行说明。

在一示例性实施方式中，提供有等离子体处理装置。等离子体处理装置具备腔室、基板支承器、鞘调节器、高频电源、偏置电源及控制部。基板支承器具有下部电极及静电卡盘。静电卡盘设置于下部电极上。基板支承器构成为在腔室内支承载置于其上的基板。鞘调节器构成为调节在边缘环上方的鞘的上端在铅垂方向上的位置。边缘环配置成包围基板的边缘。高频电源构成为为了从腔室内的气体产生生成等离子体而被供给的高频电力。高频电力具有第1频率。偏置电源构成为产生偏置电力。偏置电源与下部电极电连接。偏置电力设定为在由第2频率规定的周期内使载置于静电卡盘上的基板的电位变动。第2频率低于第1频率。控制部构成为控制鞘调节器及高频电源。控制部控制高频电源，以使在周期内的第1期间内的至少一部分期间内供给高频电力。在第1期间内，载置于静电卡盘上的基板的电位高于周期内的基板的电位的平均值。控制部控制高频电源，以使在周期内的第2期间内使高频电力的功率电平比第1期间内的高频电力的功率电平减少。在第2期间内，载置于静电卡盘上的基板的电位低于周期内的基板的电位的平均值。控制部在第1期间及第2期间，为了调节鞘的上端在铅垂方向上的位置而控制鞘调节器。

当鞘的上端在铅垂方向上的位置通过鞘调节器被调节时，经由边缘环到达等离子体的高频电力的路径的阻抗变大。其结果，供给至边缘环的高频电力的功率电平降低，供给至基板的高频电力的电力水平相对增加。因此，在基板的边缘的蚀刻速率与比边缘更靠内侧的基板的蚀刻速率之间产生差异。在上述实施方式中，在偏置电力的周期内的第1期间内的至少一部分期间供给高频电力。在第1期间，基板与等离子体之间的电位差小，且基板的蚀刻的进行相对较慢，或实质上不进行基板的蚀刻。另一方面，在第2期间，基板与等离子体之间的电位差大，且进行基板的蚀刻，但高频电力的功率电平被设定为低电平或零。因此，根据上述实施方式，即使通过鞘调节器进行鞘的上端在铅垂方向上的位置的调节，在基板的边缘的蚀刻速率与比边缘更靠内侧的基板的蚀刻速率之间的差变小。

在一示例性实施方式中，控制部可以控制高频电源，以使在第2期间停止高频电力的供给。

在一示例性实施方式中，鞘调节器可以构成为为了调节鞘的上端在铅垂方向上的位置而对边缘环施加电压。

在一示例性实施方式中，鞘调节器可以构成为为了调节鞘的上端在铅垂方向上的位置而使边缘环向上方移动。

在一示例性实施方式中，偏置电源可以构成为将具有第2频率的高频偏置电力作为偏置电力供给至下部电极。

在一示例性实施方式中，第1期间可以是从偏置电源输出的高频偏置电力具有正电位的期间。第2期间可以是从偏置电源输出的高频偏置电力具有负电位的期间。

在一示例性实施方式中，偏置电源可以构成为以由第2频率规定的周期将脉冲状的直流电压作为偏置电力施加到下部电极。

在一示例性实施方式中，第1期间可以是脉冲状的直流电压未施加到下部电极的期间。第2期间可以是具有负极性的脉冲状的负极性的直流电压施加到下部电极的期间。

在一示例性实施方式中，等离子体处理装置还可以具备测定基板的电位的电压传感器。

在另一示例性实施方式中，提供有使用等离子体处理装置的蚀刻方法。等离子体处理装置具备腔室、基板支承器、鞘调节器、高频电源及偏置电源。基板支承器具有下部电极及静电卡盘。静电卡盘设置于下部电极上。基板支承器构成为在腔室内支承载置于其上的基板。鞘调节器构成为调节在边缘环上方的鞘的上端在铅垂方向上的位置。边缘环配置成包围基板的边缘。高频电源构成为产生为了从腔室内的气体生成等离子体而被供给的高频电力。高频电力具有第1频率。偏置电源构成为产生偏置电力。偏置电源与下部电极电连接。偏置电力设定为在由第2频率规定的周期内使载置于静电卡盘上的基板的电位变动。第2频率低于第1频率。蚀刻方法在基板载置于静电卡盘上的状态下执行。蚀刻方法包括在周期内的第1期间内的至少一部分期间内供给高频电力的工序。在第1期间内，基板的电位高于周期内的基板的电位的平均值。蚀刻方法还包括在周期内的第2期间内使高频电力的功率电平比第1期间内的高频电力的功率电平减少的工序。在第2期间内，基板的电位低于周期内的基板的电位的平均值。通过在第1期间在腔室内生成的等离子体中的离子在第2期间朝向基板加速，载置于静电卡盘上的基板被蚀刻。在第1期间及第2期间，通过鞘调节器，鞘的上端在铅垂方向上的位置被调节。

在一示例性实施方式中，在第2期间可以停止高频电力的供给。

在一示例性实施方式中，鞘调节器可以构成为为了调节鞘的上端在铅垂方向上的位置而对边缘环施加电压。

在一示例性实施方式中，鞘调节器可以构成为为了调节鞘的上端在铅垂方向上的位置而使边缘环向上方移动。

在一示例性实施方式中，偏置电源可以构成为将具有第2频率的高频偏置电力作为偏置电力供给至下部电极。

在一示例性实施方式中，第1期间可以是从偏置电源输出的高频偏置电力具有正电位的期间。第2期间可以是从偏置电源输出的高频偏置电力具有负电位的期间。

在一示例性实施方式中，偏置电源可以构成为以由第2频率规定的周期将脉冲状的直流电压作为偏置电力施加到下部电极。

在一示例性实施方式中，第1期间可以是脉冲状的直流电压未施加到下部电极的期间。第2期间可以是具有负极性的脉冲状的负极性的直流电压施加到下部电极的期间。

以下，参考附图对各种示例性实施方式进行详细说明。另外，在各附图中，对相同或相等的部分标注相同的符号。

图1是概略地表示一示例性实施方式所涉及的等离子体处理装置的图。图1所示的等离子体处理装置1为电容耦合型等离子体处理装置。等离子体处理装置1具备腔室10。腔室10中提供有内部空间10s。内部空间10s的中心轴线为沿铅垂方向延伸的轴线AX。在一实施方式中，腔室10包括腔室主体12。腔室主体12具有大致圆筒形状。内部空间10s设置于腔室主体12中。腔室主体12例如由铝制成。腔室主体12被电接地。在腔室主体12的内壁面，即划分内部空间10s的壁面形成有具有抗等离子体性的膜。该膜可以是通过阳极氧化处理形成的膜或由氧化钇形成的膜之类的陶瓷制的膜。

在腔室主体12的侧壁形成有通道12p。当在内部空间10s与腔室10的外部之间被搬运时，基板W穿过通道12p。为了该通道12p的开闭，沿腔室主体12的侧壁设置有闸阀12g。

等离子体处理装置1还具备基板支承器16。基板支承器16构成为在腔室10中支承载置于其上的基板W。基板W具有大致圆盘形状。基板支承器16被支承部17支承。支承部17从腔室主体12的底部沿上方延伸。支承部17具有大致圆筒形状。支承部17由石英之类的绝缘材料形成。

基板支承器16具有下部电极18及静电卡盘20。下部电极18及静电卡盘20设置于腔室10中。下部电极18由铝之类的导电性材料形成，且具有大致圆盘形状。

在下部电极18内形成有流路18f。流路18f是热交换介质用流路。作为热交换介质，使用液态的制冷剂或者通过其气化冷却下部电极18的制冷剂(例如，氯氟烃)。在流路18f上连接有热交换介质的供给装置(例如，冷却单元)。该供给装置设置于腔室10的外部。热交换介质从供给装置经由配管23a供给至流路18f。供给至流路18f的热交换介质经由配管23b返回至供给装置。

静电卡盘20设置于下部电极18上。当在内部空间10s中被处理时，基板W载置于静电卡盘20上，并被静电卡盘20保持。

静电卡盘20具有主体及电极。静电卡盘20的主体由氧化铝或氮化铝之类的电介质形成。静电卡盘20的主体具有大致圆盘形状。静电卡盘20的中心轴线与轴线AX大致一致。静电卡盘20的电极设置于主体内。静电卡盘20的电极具有膜形状。在静电卡盘20的电极上经由开关电连接有直流电源。当来自直流电源的电压施加到静电卡盘20的电极时，在静电卡盘20与基板W之间产生静电引力。通过所产生的静电引力，基板W被吸引到静电卡盘20并被静电卡盘20保持。

静电卡盘20包含基板载置区域。基板载置区域是具有大致圆盘形状的区域。基板载置区域的中心轴线与轴线AX大致一致。当在腔室10内被处理时，基板W载置于基板载置区域的上表面上。

在一实施方式中，静电卡盘20还可以包含边缘环载置区域。边缘环载置区域以绕静电卡盘20的中心轴线包围基板载置区域的方式在周向上延伸。在边缘环载置区域的上表面上搭载有边缘环FR。边缘环FR具有环形状。边缘环FR以其中心轴线与轴线AX一致的方式载置于边缘环载置区域上。基板W配置于由边缘环FR包围的区域内。即，边缘环FR配置成包围基板W的边缘。边缘环FR可以具有导电性。边缘环FR例如由硅或碳化硅形成。边缘环FR可以由石英之类的电介质形成。

等离子体处理装置1还可以具备气体供给管路25。气体供给管路25将来自气体供给机构的传热气体，例如He气体供给至静电卡盘20的上表面与基板W的背面(下表面)之间的间隙。

等离子体处理装置1还可以具备绝缘区域27。绝缘区域27配置于支承部17上。绝缘区域27相对于轴线AX在径向上配置于下部电极18的外侧。绝缘区域27沿下部电极18的外周面在周向上延伸。绝缘区域27由石英之类的绝缘体形成。边缘环FR载置于绝缘区域27及边缘环载置区域上。

等离子体处理装置1还具备上部电极30。上部电极30设置于基板支承器16的上方。上部电极30与部件32一同封闭腔室主体12的上部开口。部件32具有绝缘性。上部电极30经由该部件32支承于腔室主体12的上部。

上部电极30包括顶板34及支承体36。顶板34的下表面划分内部空间10s。在顶板34上形成有多个排气孔34a。多个排气孔34a分别沿板厚方向(铅垂方向)贯穿顶板34。该顶板34并没有限定，例如由硅形成。或者，顶板34可以具有在铝制部件的表面设置有抗等离子体性的膜的结构。该膜可以是通过阳极氧化处理形成的膜或由氧化钇形成的膜之类的陶瓷制的膜。

支承体36装卸自如地支承顶板34。支承体36例如由铝之类的导电性材料形成。在支承体36的内部设置有气体扩散室36a。多个气体孔36b从气体扩散室36a向下方延伸。多个气体孔36b分别与多个排气孔34a连通。支承体36中形成有气体导入端口36c。气体导入端口36c与气体扩散室36a连接。在气体导入端口36c上连接有气体供给管38。

在气体供给管38上经由阀组41、流量控制器组42及阀组43连接有气体源组40。由气体源组40、阀组41、流量控制器组42及阀组43构成气体供给部。气体源组40包括多个气体源。阀组41及阀组43分别包括多个阀(例如开闭阀)。流量控制器组42包括多个流量控制器。流量控制器组42的多个流量控制器分别为质量流量控制器或压力控制式的流量控制器。气体源组40的多个气体源分别经由与阀组41对应的阀、与流量控制器组42对应的流量控制器及与阀组43对应的阀而连接于气体供给管38。等离子体处理装置1能够将来自选自气体源组40的多个气体源中的一个以上的气体源的气体以分别地被调节的流量供给至内部空间10s。

在基板支承器16或支承部17与腔室主体12的侧壁之间设置有挡板48。挡板48例如可以通过在铝制部件上涂覆氧化钇等陶瓷而构成。在该挡板48中形成有多个贯穿孔。在挡板48的下方，排气管52与腔室主体12的底部连接。在该排气管52上连接有排气装置50。排气装置50具有自动压力控制阀之类的压力控制器及涡轮分子泵等真空泵，能够减小内部空间10s的压力。

等离子体处理装置1还具备高频电源61。高频电源61是产生高频电力HF的电源。高频电力HF用于从腔室10内的气体生成等离子体。高频电力HF具有第1频率。第1频率是27～100MHz的范围内的频率、例如40MHz或60MHz的频率。为了将高频电力HF供给至下部电极18，高频电源61经由匹配电路63与下部电极18连接。匹配电路63构成为使高频电源61的输出阻抗与负载侧(下部电极18侧)的阻抗匹配。另外，高频电源61可以不与下部电极18电连接，而可以经由匹配电路63与上部电极30连接。

等离子体处理装置1还具备偏置电源62。偏置电源62与下部电极18电连接。偏置电源62产生偏置电力。偏置电力用于将离子引入到基板W。偏置电力设定为在由第2频率规定的周期P_B内使载置于静电卡盘20上的基板W的电位变动。第2频率低于第1频率。

图2是表示一示例性实施方式所涉及的等离子体处理装置中所使用的高频电力及偏置电力的时序图。在一实施方式中，如图2所示，偏置电力是高频偏置电力LF。在该实施方式中，第2频率，即高频偏置电力LF的频率是50kHz～27MHz的范围内的频率，例如为400kHz。在该实施方式中，为了将高频偏置电力LF供给至下部电极18，偏置电源62经由匹配电路64与下部电极18连接。匹配电路64构成为使偏置电源62的输出阻抗与负载侧(下部电极18侧)的阻抗匹配。

当在等离子体处理装置1中进行等离子体蚀刻时，气体供给至内部空间10s。然后，通过被供给高频电力HF及偏置电力，气体在内部空间10s中被激励。其结果，在内部空间10s中生成等离子体。基板W被来自所生成的等离子体的离子和/或自由基之类的化学物种蚀刻。即，进行等离子体蚀刻。

以下，参考图3(a)及图3(b)。图3(a)是表示在边缘环被消耗的状态下的鞘的上端在铅垂方向上的位置的例子的图。图3(b)是表示被校正的鞘的上端在铅垂方向上的位置的例子的图。在图3(a)及图3(b)的各自中，鞘的上端在铅垂方向上的位置(以下，称为“上端位置”)由虚线表示。并且，在图3(a)及图3(b)的各自中，离子相对于基板W的行进方向由箭头表示。

当进行基板W的等离子体蚀刻时，如图3(a)所示，边缘环FR被消耗。当边缘环FR被消耗时，边缘环FR的厚度减小，且边缘环FR的上表面在铅垂方向上的位置变低。当边缘环FR的上表面在铅垂方向上的位置变低时，在边缘环FR上方的鞘的上端位置低于在基板W上方的鞘的上端位置。其结果，鞘的上端在基板W的边缘附近倾斜，供给到基板W的边缘的离子的行进方向相对于铅垂方向成为倾斜的方向。

为了将离子的行进方向校正为铅垂方向(即，相对于基板W的边缘垂直的方向)，如图1所示，等离子体处理装置1还具备鞘调节器74。鞘调节器74构成为调节在边缘环FR上方的鞘的上端位置。鞘调节器74调节在边缘环FR上方的鞘的上端位置，以消除或减少在边缘环FR上方的鞘的上端位置与在基板W上方的鞘的上端位置之差。

在一实施方式中，鞘调节器74是构成为对边缘环FR施加电压V_N的电源。电压V_N可以具有负极性。在该实施方式中，鞘调节器74经由过滤器75及导线76与边缘环FR连接。过滤器75是用于阻断或减少流入鞘调节器74的高频电力的过滤器。

电压V_N可以是直流电压或高频电压。电压V_N的电平确定鞘的上端位置的调节量。鞘的上端位置的调节量，即电压V_N的电平根据反映边缘环FR的厚度的参数确定。该参数可以是光学或电测定的边缘环FR的厚度的测定值、光学或电测定的边缘环FR的上表面在铅垂方向上的位置、或边缘环FR暴露于等离子体的时长。使用这种参数与电压V_N的电平之间的规定的关系确定电压V_N的电平。例如，预先确定参数与电压V_N的电平之间的规定的关系，以使若边缘环FR的厚度减小则电压V_N的绝对值增加。当具有所确定的电平的电压V_N施加到边缘环FR时，如图3(b)所示，在边缘环FR上方的鞘的上端位置与在基板W上方的鞘的上端位置之差被消除或减小。

另外，电压V_N可以是脉冲状的高频电压或脉冲状的直流电压。即，电压V_N可以周期性地施加到边缘环FR。当脉冲状的直流电压作为电压V_N周期性地施加到边缘环FR时，在电压V_N施加到边缘环FR的期间，电压V_N的电平可以改变。

当鞘的上端位置通过鞘调节器74被校正时，经由边缘环到达等离子体的高频电力的路径的阻抗变大。这是因为，当通过向边缘环FR施加电压V_N来调节鞘的上端位置时，鞘的厚度在边缘环FR的上方变大。当经由边缘环到达等离子体的高频电力的路径的阻抗变大时，供给至边缘环的高频电力的功率电平降低。并且，当经由边缘环到达等离子体的高频电力的路径的阻抗变大时，供给至基板W的高频电力的功率电平增加。其结果，相对于在基板W的边缘的蚀刻速率，比边缘更靠内侧的基板W的蚀刻速率变高。

在等离子体处理装置1中，为了减少在基板的边缘的蚀刻速率与比边缘更靠内侧的基板的蚀刻速率之差，由控制部MC控制高频电力HF的供给定时。

控制部MC是具备处理器、存储装置、输入装置、显示装置等的计算机，并控制等离子体处理装置1的各部。控制部MC执行存储于存储装置中的控制程序，并根据存储于该存储装置中的工序数据控制等离子体处理装置1的各部。通过基于控制部MC的控制，由工序数据指定的工艺在等离子体处理装置1中执行。后述的实施方式所涉及的蚀刻方法可以通过基于控制部MC的等离子体处理装置1的各部的控制，在等离子体处理装置1中执行。

如上所述，控制部MC可以确定电压V_N的电平。上述参数与电压V_N的电平之间的规定的关系可以作为函数或表格形式的数据保存于控制部MC的存储装置中。控制部MC可以控制鞘调节器74，以将具有所确定的电平的电压V_N施加到边缘环FR。

控制部MC控制高频电源61，以使在周期P_B内的第1期间P₁内的至少一部分期间内供给高频电力HF。可以在所有第1期间P₁供给高频电力HF。在第1期间P₁内，载置于静电卡盘20上的基板W的电位高于周期P_B内的基板W的电位的平均值V_AVE。控制部MC控制高频电源61，以使在周期P_B内的第2期间P₂内使高频电力HF的功率电平比第1期间P₁内的高频电力HF的功率电平减少。在第2期间P₂内，载置于静电卡盘20上的基板W的电位低于平均值V_AVE。在一实施方式中，控制部MC可以控制高频电源61，以使在第2期间P₂停止高频电力HF的供给。控制部MC在第1期间P₁及第2期间P₂控制鞘调节器74，以调节鞘的上端在铅垂方向上的位置。

在等离子体处理装置1中，在偏置电力的周期P_B内的第1期间P₁内的至少一部分期间供给高频电力HF。在第1期间P₁，基板W与等离子体之间的电位差小，且基板W的蚀刻的进行相对较慢，或实质上不进行基板W的蚀刻。另一方面，在第2期间P₂，基板W与等离子体之间的电位差大，且进行基板W的蚀刻，但高频电力HF的功率电平被设定为低电平或零。因此，根据等离子体处理装置1，即使通过鞘调节器74进行鞘的上端在铅垂方向上的位置的调节，在基板W的边缘的蚀刻速率与比边缘更靠内侧的基板的蚀刻速率之间的差变小。

在一实施方式中，如图2所示，将高频偏置电力LF用作偏置电力。第1期间P₁可以是从偏置电源62输出的高频偏置电力LF具有正电位的期间。第2期间P₂可以是从偏置电源62输出的高频偏置电力LF具有负电位的期间。在该实施方式中，同步脉冲、延迟时长及供给时长从控制部MC赋予到高频电源61。同步脉冲与高频偏置电力LF同步。延迟时长是从根据同步脉冲而确定的周期P_B的开始时刻的延迟时长。供给时长是高频电力HF的供给时间的长度。高频电源61在从相对于周期P_B的开始时刻仅延迟延迟时长的时刻至供给时长的期间，将高频电力HF供给至下部电极18。其结果，在第1期间P₁，高频电力HF供给至下部电极18。另外，延迟时长可以是零。

在一实施方式中，等离子体处理装置1还可以具备电压传感器78。电压传感器78构成为直接或间接测定基板W的电位。在图1所示的例子中，电压传感器78构成为测定下部电极18的电位。具体而言，电压传感器78测定连接于下部电极18与偏置电源62之间的供电路的电位。在该实施方式中，控制部MC将通过电压传感器78测定的基板W的电位高于在周期P_B中的基板W的电位的平均值V_AVE的期间确定为第1期间P₁。控制部MC控制高频电源61，以在该第1期间P₁内供给高频电力HF。控制部MC将通过电压传感器78测定的基板W的电位低于平均值V_AVE的期间确定为第2期间P₂。控制部MC控制高频电源61，以使第2期间P₂内的高频电力HF的功率电平比第1期间P₁内的高频电力HF的功率电平减少，或者停止高频电力HF的供给。另外，基板W的电位的平均值V_AVE可以是预先设定的值。

以下，对另一实施方式进行说明。图4是表示另一示例性实施方式所涉及的等离子体处理装置中所使用的高频电力及偏置电力的时序图。在另一实施方式所涉及的等离子体处理装置1中，偏置电源62构成为将脉冲状的直流电压VB作为偏置电力施加到下部电极18。直流电压VB以作为第2频率的重复频率施加到下部电极18。在使用脉冲状的直流电压VB的实施方式中，第2频率为50kHz以上、27MHz以下。在该实施方式中，可以省略匹配电路64。在该实施方式中，第1期间P₁可以是直流电压VB未施加到下部电极的期间。第2期间P₂可以是具有负极性的脉冲状的直流电压VB施加到下部电极的期间。或者，如上所述，可以根据通过电压传感器78测定的基板W的电位确定第1期间P₁及第2期间P₂。在其他方面，将直流电压VB用作偏置电力的等离子体处理装置1可以与将高频偏置电力LF用作偏置电力的等离子体处理装置1相同。

以下，参考图5、图6(a)及图6(b)对又一实施方式所涉及的等离子体处理装置进行说明。图5是概略地表示又一实施方式所涉及的等离子体处理装置的图。图6(a)是表示在边缘环被消耗的状态下的鞘的上端在铅垂方向上的位置的例子的图，图6(b)是表示被校正的鞘的上端在铅垂方向上的位置的例子的图。另外，在图6(a)及图6(b)的各自中，鞘的上端位置由虚线表示。并且，在图6(a)及图6(b)的各自中，离子相对于基板W的行进方向由箭头表示。

图5所示的等离子体处理装置1B在使用边缘环FRB来代替边缘环FR的方面与等离子体处理装置1不同。并且，等离子体处理装置1B在具备鞘调节器74B来代替鞘调节器74的这一方面，与等离子体处理装置1不同。在其他方面，等离子体处理装置1B的结构可以与等离子体处理装置1的结构相同。

如图6(a)及图6(b)所示，边缘环FRB具有第1环状部FR1及第2环状部FR2。第1环状部FR1及第2环状部FR2彼此分离。第1环状部FR1呈环状且板状，且以绕轴线AX延伸的方式载置于边缘环载置区域上。基板W以其边缘位于第1环状部FR1上的方式载置于基板载置区域上。第2环状部FR2呈环状且板状，且以绕轴线AX延伸的方式载置于边缘环载置区域上。第2环状部FR2在径向上位于第1环状部FR1的外侧。

鞘调节器74B是构成为为了调节边缘环FRB的上表面在铅垂方向上的位置而使边缘环FRB向上方移动的移动装置。具体而言，鞘调节器74B构成为为了调节第2环状部FR2的上表面在铅垂方向上的位置而使第2环状部FR2向上方移动。在一例中，鞘调节器74B包括驱动装置74a及轴74b。轴74b支承第2环状部FR2，且从第2环状部FR2向下方延伸。驱动装置74a构成为产生用于经由轴74b使第2环状部FR2在铅垂方向上移动的驱动力。

当进行基板W的等离子体蚀刻时，如图6(a)所示，边缘环FRB被消耗。当边缘环FRB被消耗时，第2环状部FR2的厚度减小，且第2环状部FR2的上表面在铅垂方向上的位置变低。当第2环状部FR2的上表面在铅垂方向上的位置变低时，在边缘环FRB上的鞘的上端位置低于在基板W上方的鞘的上端位置。其结果，鞘的上端在基板W的边缘附近倾斜，供给到基板W的边缘的离子的行进方向相对于铅垂方向成为倾斜的方向。

为了将离子的行进方向校正为铅垂方向，鞘调节器74B构成为调节在边缘环FRB上的鞘的上端位置。鞘调节器74B调节在边缘环FRB上的鞘的上端位置，以消除或减少在边缘环FRB上的鞘的上端位置与在基板W上方的鞘的上端位置之差。具体而言，鞘调节器74B使第2环状部FR2向上方移动，以使第2环状部FR2的上表面在铅垂方向上的位置与静电卡盘20上的基板W的上表面在铅垂方向上的位置一致。

鞘的上端位置的调节量，即第2环状部FR2的移动量根据反映边缘环FRB的厚度，即第2环状部FR2的厚度的参数确定。该参数可以是光学或电测定的第2环状部FR2的厚度的测定值、光学或电测定的第2环状部FR2的上表面在铅垂方向上的位置、或边缘环FRB暴露于等离子体的时长。使用这种参数与第2环状部FR2的移动量之间的规定的关系确定第2环状部FR2的移动量。例如，预先确定参数与第2环状部FR2的移动量之间的规定的关系，以使若第2环状部FR2的厚度减小则第2环状部FR2的移动量增加。如图6(b)所示，当第2环状部FR2向上方仅移动所确定的移动量时，在边缘环FRB上的鞘的上端位置与在基板W上方的鞘的上端位置之差被消除或减小。

在等离子体处理装置1B中，如上所述，控制部MC可以确定第2环状部FR2的移动量。上述参数与第2环状部FR2的移动量之间的规定的关系可以作为函数或表格形式的数据保存于控制部MC的存储装置中。控制部MC可以控制鞘调节器74B，以使第2环状部FR2向上方仅移动所确定的移动量。

当鞘的上端位置通过鞘调节器74B被校正时，经由边缘环FRB到达等离子体的高频电力的路径的阻抗变大。这是因为第2环状部FR2正下方的间隙变宽。当经由边缘环FRB到达等离子体的高频电力的路径的阻抗变大时，供给至边缘环FRB的高频电力的功率电平减少。并且，当经由边缘环FRB到达等离子体的高频电力的路径的阻抗变大时，供给至基板W的高频电力的功率电平相对增加。其结果，相对于基板W的边缘的蚀刻速率，比边缘更靠内侧的基板W的蚀刻速率变高。因此，在等离子体处理装置1B中，与等离子体处理装置1同样地，由控制部MC控制高频电力HF的供给定时。

图7是表示边缘环的另一例子的图。图7所示的边缘环FRB中，第1环状部FR1具有内周部及外周部。内周部的上表面在铅垂方向上的位置低于外周部的上表面在铅垂方向上的高度方向的位置。基板W以其边缘位于第1环状部FR1的内周部上或其上方的方式载置于基板载置区域上。第2环状部FR2以包围基板W的边缘的方式配置于第1环状部FR1的内周部上。即，在图7所示的边缘环FRB中，第2环状部FR2配置于第1环状部FR1的外周部的内侧。当使用图7所示的边缘环FRB时，鞘调节器74B的轴74b从第2环状部FR2贯穿第1环状部FR1的内周部而延伸至下方。

以下，参考图8。图8是表示一示例性实施方式所涉及的蚀刻方法的流程图。图8所示的蚀刻方法MT使用上述等离子体处理装置1、等离子体处理装置1B之类的各种实施方式所涉及的等离子体处理装置中的任一个来执行。

蚀刻方法MT在基板W载置于静电卡盘20上的状态下执行。在蚀刻方法MT中，气体从气体供给部供给至腔室10内。然后，腔室10内的压力通过排气装置50设定为指定的压力。然后，在蚀刻方法MT中，作为上述偏置电力，高频偏置电力LF或脉冲状的直流电压VB供给至下部电极18。

在蚀刻方法MT中，执行工序ST1。在偏置电力的周期P_B内的第1期间P₁内的至少一部分期间执行工序ST1。在工序ST1中，供给高频电力HF。接下来的工序ST2在偏置电力的周期P_B内的第2期间P₂执行。在工序ST2中，高频电力HF的功率电平比第1期间P₁内的高频电力HF的功率电平减少，或停止高频电力HF的供给。在蚀刻方法MT中，通过在第1期间P₁在腔室10内生成的等离子体中的离子在第2期间P₂朝向基板W加速，基板W被蚀刻。在蚀刻方法MT中，在第1期间P₁及第2期间P₂，通过鞘调节器(鞘调节器74或鞘调节器74B)调节鞘的上端在铅垂方向上的位置。

在工序ST3中，判定是否满足停止条件。当工序ST1及工序ST2的重复次数达到规定次数时，满足停止条件。若在工序ST3中判定为不满足停止条件，则再次执行工序ST1及工序ST2。另一方面，若在工序ST3中判定为满足停止条件，则蚀刻方法MT的执行结束。

以上，对各种示例性实施方式进行了说明，但并不限定于上述示例性实施方式，可以进行各种追加、省略、替换及变更。并且，能够组合不同的实施方式中的要件来形成其他实施方式。

另一实施方式所涉及的等离子体处理装置可以是与等离子体处理装置1及等离子体处理装置1B不同的电容耦合型等离子体处理装置。并且，又一实施方式所涉及的等离子体处理装置也可以是电感耦合型等离子体处理装置。并且，又一实施方式所涉及的等离子体处理装置也可以是ECR(电子回旋共振)等离子体处理装置。并且，又一实施方式所涉及的等离子体处理装置也可以是使用微波之类的表面波生成等离子体的等离子体处理装置。

从以上说明可理解，本发明的各实施方式以说明为目的在本说明书中进行了说明，能够在不脱离本发明的范围及宗旨的情况下进行各种变更。因此，本说明书中公开的各实施方式并不旨在限定，真正的范围和宗旨可由所附的技术方案的范围来示出。