JP7313293B2 - 処理方法及びプラズマ処理装置 - Google Patents

Description

本開示は、処理方法及びプラズマ処理装置に関する。

特許文献１は、載置台上の基板をプラズマ処理するプラズマ処理方法であって、載置台にプラズマ生成用の高周波電力のパルス波と、プラズマ生成用の高周波電力よりも周波数の低いバイアス用の高周波電力のパルス波とを印加する。プラズマ生成用の高周波電力のパルス波及びバイアス用の高周波電力のパルス波を所定の位相差を有するように制御し、プラズマ生成用の高周波電力のデューティ比はバイアス用高周波電力のデューティ比以上になるように制御することを提案する。

特開２０１６－１５７７３５号公報

本開示は、プラズマ密度を維持しつつＲＦパワーのパルス波を印加することができる技術を提供する。

本開示の一の態様によれば、第１の電極と第２の電極とを有するプラズマ処理装置を用いた処理方法であって、第１のＲＦパワーのパルス波を、前記第１の電極又は前記第２の電極のいずれかに印加する工程と、前記第１のＲＦパワーよりも低い周波数の第２のＲＦパワーのパルス波を、前記第１のＲＦパワーと所与の位相差で前記第１の電極に印加する工程と、を有し、前記第２のＲＦパワーのオン時間が前記第１のＲＦパワーのオン時間と重ならないように、前記第２のＲＦパワーの異なる第１のオン時間と第２のオン時間とを制御し、前記第１のオン時間を前記第１のＲＦパワーをオンする直前にオフに制御する、処理方法が提供される。

一の側面によれば、プラズマ密度を維持しつつＲＦパワーのパルス波を印加することができる。

実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す断面模式図。 ＲＦパルスを説明するための図。 比較例に係るＲＦパルスの印加の一例を示す図。 実施例に係るＲＦパルスの印加の一例を示す図。 実施形態に係る処理方法の一例を示すフローチャート。 実施形態に係る処理方法を実行するための代替可能な設定項目の一例を示す図。

以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

［プラズマ処理システム］
実施形態に係るプラズマ処理システム１について、図１を用いて説明する。図１は、実施形態に係るプラズマ処理システム１の一例を示す断面模式図である。実施形態において、プラズマ処理システム１は、プラズマ処理装置１ａ及び制御部１ｂを含む。プラズマ処理装置１ａは、チャンバ１０、ガス供給部２０、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電力供給部３０及び排気システム４０を含む。また、プラズマ処理装置１ａは、支持部１１及び上部電極シャワーヘッド１２を含む。支持部１１は、チャンバ１０内のプラズマ処理空間１０ｓの下部領域に配置される。上部電極シャワーヘッド１２は、支持部１１の上方に配置され、チャンバ１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の一部として機能し得る。

支持部１１は、プラズマ処理空間１０ｓにおいて基板Ｗを支持するように構成される。実施形態において、支持部１１は、下部電極１１１、静電チャック１１２、及びエッジリング１１３を含む。静電チャック１１２は、下部電極１１１上に配置され、静電チャック１１２の上面で基板Ｗを支持するように構成される。エッジリング１１３は、下部電極１１１の周縁部上面において基板Ｗを囲むように配置される。また、図示は省略するが、実施形態において、支持部１１は、静電チャック１１２及び基板Ｗのうち少なくとも１つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、流路、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路には、冷媒、伝熱ガスのような温調流体が流れる。

上部電極シャワーヘッド１２は、ガス供給部２０からの１又はそれ以上の処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓに供給するように構成される。実施形態において、上部電極シャワーヘッド１２は、ガス入口１２ａ、ガス拡散室１２ｂ、及び複数のガス出口１２ｃを有する。ガス入口１２ａは、ガス供給部２０及びガス拡散室１２ｂと流体連通している。複数のガス出口１２ｃは、ガス拡散室１２ｂ及びプラズマ処理空間１０ｓと流体連通している。実施形態において、上部電極シャワーヘッド１２は、１又はそれ以上の処理ガスをガス入口１２ａからガス拡散室１２ｂ及び複数のガス出口１２ｃを介してプラズマ処理空間１０ｓに供給するように構成される。

ガス供給部２０は、１又はそれ以上のガスソース２１及び１又はそれ以上の流量制御器２２を含んでもよい。実施形態において、ガス供給部２０は、１又はそれ以上の処理ガスを、それぞれに対応のガスソース２１からそれぞれに対応の流量制御器２２を介してガス入口１２ａに供給するように構成される。各流量制御器２２は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部２０は、１又はそれ以上の処理ガスの流量を変調又はパルス化する１又はそれ以上の流量変調デバイスを含んでもよい。

ＲＦ電力供給部３０は、ＲＦ電力、例えば１又はそれ以上のＲＦソースを、下部電極１１１、上部電極シャワーヘッド１２、又は、下部電極１１１及び上部電極シャワーヘッド１２の双方のような１又はそれ以上の電極に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された１又はそれ以上の処理ガスからプラズマが生成される。従って、ＲＦ電力供給部３０は、チャンバにおいて１又はそれ以上の処理ガスからプラズマを生成するように構成されるプラズマ生成部の少なくとも一部として機能し得る。実施形態において、ＲＦ電力供給部３０は、第１のＲＦソース３０ａ及び第２のＲＦソース３０ｂを含む。

第１のＲＦソース３０ａは、第１のＲＦ生成部３１ａ及び第１の整合回路３２ａを含む。実施形態において、第１のＲＦソース３０ａは、第１のＲＦパワー（以下、「ＨＦパワー」ともいう。）を第１のＲＦ生成部３１ａから第１の整合回路３２ａを介して上部電極シャワーヘッド１２に供給するように構成される。例えば、第１のＲＦパワーは、２７ＭＨｚ～１００ＭＨｚの範囲内の周波数を有してもよい。

第２のＲＦソース３０ｂは、第２のＲＦ生成部３１ｂ及び第２の整合回路３２ｂを含む。実施形態において、第２のＲＦソース３０ｂは、第２のＲＦパワー（以下、「ＬＦパワー」ともいう。）を第２のＲＦ生成部３１ｂから第２の整合回路３２ｂを介して下部電極１１１に供給するように構成される。例えば、第２のＲＦパワーは、第１のＲＦパワーの周波数よりも低い周波数であり、４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数を有してもよい。

ＲＦ電力供給部３０は、第１のＲＦパワーをＲＦ生成部から下部電極１１１に供給し、第２のＲＦパワーを他のＲＦ生成部から下部電極１１１に供給するように構成されてもよい。加えて、他の代替実施形態において、ＤＣ電圧が上部電極シャワーヘッド１２に印加されてもよい。

排気システム４０は、例えばチャンバ１０の底部に設けられた排気口１０ｅに接続され得る。排気システム４０は、圧力弁及び真空ポンプを含んでもよい。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、粗引きポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。

実施形態において、制御部１ｂは、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置１ａに実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部１ｂは、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置１ａの各要素を制御するように構成され得る。実施形態において、制御部１ｂの一部又は全てがプラズマ処理装置１ａに含まれてもよい。制御部１ｂは、例えばコンピュータ５１を含んでもよい。コンピュータ５１は、例えば、処理部（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５１１、記憶部５１２、及び通信インターフェース５１３を含んでもよい。処理部５１１は、記憶部５１２に格納されたプログラムに基づいて種々の制御動作を行うように構成され得る。記憶部５１２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース５１３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信回線を介してプラズマ処理装置１ａとの間で通信してもよい。

［パルス波］
ＲＦパワーのパルス波の定義について簡単に説明する。図２は、ＲＦパワーのパルス波を説明するための図である。後述する実施形態に係る処理方法では、パルス状のＲＦパワーを印加する。つまり、プラズマ励起用の第１のＲＦパワー（ＨＦパワー）及びイオン引き込み用の第２のＲＦパワー（ＬＦパワー）はいずれもパルス化されている。以下では、第１のＲＦパワーのパルス波を「ＨＦパルス」ともいう。第２のＲＦパワーのパルス波を「ＬＦパルス」ともいう。第１のＲＦパワーと第２のＲＦパワーとを総称するＲＦパワーのパルス波を「ＲＦパルス」ともいう。

図２に示すように、ＨＦパルスが印加される場合、ＨＦパルスがオン状態の時間（以下、「オン時間」ともいう。）を「Ｔon」とする。また、ＨＦパルスがオフ状態の時間（以下、「オフ時間」ともいう。）を「Ｔoff」とする。オン時間Ｔonには、１／（Ｔon＋Ｔoff）の周波数（Freq.）のＨＦパルスが印加される。

ＬＦパルスが印加される場合、ＬＦパルスのオン時間を「Ｔon」とする。また、ＬＦパルスのオフ時間を「Ｔoff」とする。オン時間Ｔonには、１／（Ｔon＋Ｔoff）の周波数（Freq.）のＬＦパルスが印加される。

「デューティ比」（Ｄｕｔｙ）は、オン時間Ｔon及びオフ時間Ｔoffの合計時間（Ｔon＋Ｔoff）に対するオン時間Ｔonの比率、すなわち、Ｔon／（Ｔon＋Ｔoff）で示される。

なお、図２では、パルス波の定義を説明するために、便宜上、ＨＦパルスのオン時間及びオフ時間と、ＬＦパルスのオン時間及びオフ時間とを同一時間かつ同一位相で示した。しかし、後述する実施形態に係る処理方法では、ＨＦパルスのオン時間及びオフ時間と、ＬＦパルスのオン時間及びオフ時間とは同一時間に限られない。また、ＨＦパルスとＬＦパルスとは所与の位相差を有し、ＨＦパルスは一周期に１回オンし、ＬＦパルスは一周期に２回以上オンする。

［比較例に係るＲＦパルスの印加］
比較例に係るＲＦパルスの印加方法について図３を参照して説明する。図３は、比較例に係るＲＦパルスの印加の一例を示す図である。（ａ）の比較例１及び（ｂ）の比較例２において印加する、プラズマ励起用のＨＦパワー及びイオン引き込み用のＬＦパワーはパルス化されたＨＦパルス及びＬＦパルスである。

（ａ）の比較例１では、ＨＦパルス及びＬＦパルスの周波数は、いずれもＸ（ｋＨｚ）であり、一周期の時間は１／Ｘ（ｍｓ）である。比較例１では、ＨＦパルス及びＬＦパルスのデューティ比は、いずれもＹ％である。

（ａ）の比較例１では、印加タイミングに示すように、ＨＦパルス及びＬＦパルスをオンするタイミング及びオン時間は同一時間であり完全に重なり、一周期である１／Ｘ（ｍｓ）のＹ％の間、ＨＦパルス及びＬＦパルスをオンするように制御される。

（ｂ）の比較例２において、（ａ）の比較例１と異なる点は、ＬＦパルスがＨＦパルスと所与の位相差を有することと、ＬＦパルスのデューティ比がＺ％であることである。（ｂ）の比較例２では、ＨＦパルス及びＬＦパルスのオン時間は重ならない。ＬＦパルスをオンするタイミングは、ＨＦパルスのオンタイミングからオフセットＡ％経過後である。

ＨＦパルスは、上部電極シャワーヘッド１２に印加され、プラズマの生成に寄与し、プラズマ密度を制御する。ＬＦパルスは、下部電極１１１に印加され、生成したプラズマ中のイオンを制御し、イオンを基板Ｗに引き込む。ただし、ＨＦパルスは、下部電極１１１に印加され、プラズマの生成に寄与し、プラズマ密度を制御してもよい。

図３の印加タイミングに示すように、（ａ）の比較例１では、ＨＦパルス及びＬＦパルスのオン時間が重畳するために、高調波の定在波が発生する。これにより、基板Ｗにホットスポットが生じ、基板に均一なプラズマ処理を施すことが困難な場合がある。

（ｂ）の比較例２では、ＨＦパルスの印加によりガスからプラズマを生成し、その後、ＬＦパルスの印加によりイオンを制御し、イオンを基板Ｗに引き込む。ＨＦパルス及びＬＦパルスのオン時間が重畳しないため基板にホットスポットが生じることを回避でき、基板に均一なプラズマ処理を施すことがことできる。また、（ｂ）の比較例２では、ＬＦパルスのオンタイミングをＨＦパルスのオンタイミングよりも後に制御し、ＨＦパルスのオン時間とＬＦパルスのオン時間をずらすことで、プラズマ生成中のイオンエネルギー分布及びイオンの基板への入射角の制御性を向上させることができる。

しかし、（ｂ）の比較例２では、プラズマが着火しにくい場合があり、ＨＦパルスのオン時間に適切なプラズマ密度を維持することができない場合がある。この場合、基板Ｗに均一なプラズマ処理を施すことが困難になる。

そこで、実施形態では、ＨＦパルスのオンタイミングに合わせて、ＬＦパルスを直前にオンさせることで、プラズマの着火を促進し、プラズマ密度を維持しながらＨＦパルス及びＬＦパルスを印加し、イオンエネルギー分布及びイオンの基板への入射角を制御する。以下、実施形態に係るＨＦパルス及びＬＦパルスの印加の実施例について説明する。

［実施例１、２］
以下、実施形態にかかるＨＦパルス及びＬＦパルスの印加について、図４を参照しながら説明する。図４は、実施形態の実施例１、２に係るＲＦパルスの印加の一例を示す図である。

（ａ）の実施例１における設定項目では、ＨＦパルス及びＬＦパルスの周波数は、いずれもＸ（ｋＨｚ）であり、一周期の時間は１／Ｘ（ｍｓ）である。実施例１では、ＨＦパルスは一周期に１回オンし、オン時間のデューティ比（Ｄｕｔｙ）Ｙ％が設定される。ＬＦパルスは一周期に２回オンし、一つ目のオン時間は、ＨＦパルスの直前のオン時間（以下、「第１のオン時間」という。）であり、第１のオン時間のデューティ比（Ｄｕｔｙ１）Ｚ１％が設定される。二つ目のオン時間は、ＨＦパルスの後のオン時間（以下、「第２のオン時間」という。）であり、第２のオン時間のデューティ比（Ｄｕｔｙ２）Ｚ２％が設定される。さらに、ＨＦパルスのオンのタイミングを基準にして、基準から正にＬＦパルスのオンのタイミングを示すオフセット時間Ａ％が設定される。

印加タイミングに示すように、（ａ）の実施例１では、ＨＦパルスのオン時間と、ＬＦパルスの第１のオン時間及び第２のオン時間とは重ならないように制御される。ＨＦパルスは、一周期のＹ％の間にオンするように制御され、ＬＦパルスは、ＨＦパルスのオン時間とずらし、重ならないように所与の位相差でデューティ比Ｚ１％、Ｚ２％の間にオンするように制御される。また、ＬＦパルスの第１のオン時間は、ＨＦパルスをオンする直前にオフに制御される。ＬＦパルスの第２のオン時間は、ＨＦパルスをオンしたタイミングからオフセットＡ％経過後にオンに制御される。

図４の（ｂ）に示すように、実施例２における設定項目は実施例１と同じである。異なる点は、実施例１ではＬＦパルスの第１のオン時間をオフするタイミングとＨＦパルスをオンするタイミングが一致するのに対して、（ｂ）の実施例２では一致しない点である。ＬＦパルスの第１のオン時間をオフするタイミングは、ＨＦパルスをオンするタイミングよりも前、すなわち、Ｇａｐに示す２００μＳ以下の範囲内で前にずれている点が、実施例１と異なる。

以上に説明したように、実施例１、２では、ＨＦパルスをオンするタイミングを基準に、ＬＦパルスをオンする負のタイミング及び第１のオン時間と、ＬＦパルスをオンする正のタイミング及び第２のオン時間とが制御される。なお、デューティ比（Ｄｕｔｙ）Ｙ％は、第１のＲＦパワーをオンする第１のデューティ比の一例である。オフセット時間Ａ％は、ＨＦパルスとＬＦパルスとの所与の位相差の一例である。

第１のオン時間のＬＦパルスは、ＨＦパルスのオン時間に生成するプラズマの着火に用いられる。つまり、ＬＦパルスの第１のオン時間を、ＨＦパルスをオンするタイミングの直前まで印加することで、確実にプラズマを着火させ、ＨＦパルスのオン時間に生成されるプラズマの密度を維持することができる。

一方、ＬＦパルスの第１のオン時間をＨＦパルスのオン時間に重ならないように制御するのは次の理由による。すなわち、第２の整合回路３２ｂは、ＬＦパルスのオン時間の後半の１０％程度をモニタして、インピーダンス調整を行う。これは、ＬＦパルスの立ち上がり時にはプラズマ側からのＬＦパワーの反射波が発生するため、反射波がほぼ生じないＬＦパルスのオン時間の後半の１０％程度に基づき調整することでインピーダンス調整の精度を高めるためである。

インピーダンス調整を行うＬＦパルスのオン時間の後半の１０％の一部がＨＦパルスのオン時間に重畳すると、ＬＦパワーのみに基づきインピーダンス調整を行おうとしても、ＨＦパワーがインピーダンス調整に影響を与える。この結果、第２の整合回路３２ｂは、インピーダンス調整を精度良く行えない。このため、ＬＦパルスの第１のオン時間は、ＨＦパルスのオン時間の直前にオフされるように制御される。なお、ＬＦパルスの第１のオン時間をオフするタイミングは、ＨＦパルスをオンするタイミングに対して０～２００μＳ以下の範囲内に限られる。

なお、ＬＦパルスの第２のオン時間は、ＨＦパルスのオン時間の後にＨＦパルスと重ならないように印加することで、プラズマ生成中のイオンエネルギー分布及びイオンの基板への入射角の制御性を向上させることができる。

［処理方法］
上記設定項目を予め設定した後、実施形態に係る処理方法を実行する。実施形態に係る処理方法について、図５を参照しながら説明する。図５は、実施形態に係る処理方法の一例を示すフローチャートである。

本処理が開始されると、プラズマ処理装置１ａの制御部１ｂは、ＨＦパルスのオンのタイミングを基準にしてそれ以前の負にデューティ比（Ｄｕｔｙ１）Ｚ１％の間、ＬＦパルスをオンする（ステップＳ１）。これにより、ＬＦパルスの第１のオン時間が制御される。

次に、制御部１ｂは、ＬＦパルスをオフするとともに、デューティ比（Ｄｕｔｙ）Ｙ％の間、ＨＦパルスをオンし、オフセット（Ｏｆｆｓｅｔ）時間のカウントを開始する（ステップＳ２）。

次に、制御部１ｂは、ＨＦパルスをオフする（ステップＳ３）。次に、制御部１ｂは、オフセット時間Ａ％が経過したかを判定する（ステップＳ４）。オフセット時間Ａ％が経過すると、制御部１ｂは、デューティ比（Ｄｕｔｙ２）Ｚ２％の間、ＬＦパルスをオンする（ステップＳ５）。これにより、ＬＦパルスの第２のオン時間が制御される。次に、制御部１ｂは、ＬＦパルスをオフする（ステップＳ６）。

次に、制御部１ｂは、次の周期か否かを判定する（ステップＳ７）。ＨＦパルスのオンのタイミングの基準から負にデューティ比（Ｄｕｔｙ１）Ｚ１％の時間になると、次の周期であると判定し、ステップＳ１に戻り、デューティ比（Ｄｕｔｙ１）Ｚ１％の間、ＬＦパルスをオンする。周期毎にステップＳ１～Ｓ７の処理を繰り返すことにより、ＨＦパルスとＬＦパルスとが重ならないように、ＨＦパルスとＬＦパルスとの印加を制御できる。

すなわち、ＨＦパルスの直前にＬＦパルスを第１のオン時間だけ印加することにより、確実にプラズマを着火させ、直後のＨＦパルスのオン時間に生成されるプラズマの密度を維持することができる。また、ＬＦパルスの第１のオン時間とＨＦパルスのオン時間とを重ならないように制御することで、インピーダンス調整の精度を向上させることができる。また、ＬＦパルスの第２のオン時間を、第１のオン時間とは別に、ＨＦパルスのオン時間と重ならないように制御することで、イオンエネルギー分布及びイオンの基板への入射角の制御性を向上させることができる。

［代替設定項目］
実施形態に係る処理方法を実行するための代替可能な設定項目について、図６を参照しながら説明する。図６は、実施形態に係る処理方法を実行するための代替可能な設定項目を示す図である。

図６の（ａ）の代替設定項目１では、ＨＦパルスのオン時間を示すデューティ比（Ｄｕｔｙ）Ｙ％を設定する。ＨＦパルスのオンのタイミングを基準にして、基準から正にＬＦパルスのオンのタイミングを示すオフセット時間Ａ％を設定する。

オフセット時間Ａ％から次の周期までにＬＦパルスの第１のオン時間と第２のオン時間とを制御するための設定項目として、各オン時間のデューティ比（Ｄｕｔｙ１，２）を設定する替わりに、オフセット時間Ａ％から次の周期までの間のＬＦパルスのオフ時間（Ｄｕｔｙ Ｏｆｆ）Ｗ％と、オフ時間Ｗ％の開始タイミングＴとを設定する。

これによれば、印加タイミングに示すように、ＬＦパルスのオフ時間は、第１のオン時間と第２のオン時間とを分割する。また、分割するタイミングは、オフ時間の開始タイミングＴにより制御できる。

なお、ＨＦパルス及びＬＦパルスの周波数は、いずれもＸ（ｋＨｚ）である。デューティ比（Ｄｕｔｙ）Ｙ％は、第１のＲＦパワーをオンする第１のデューティ比の一例である。オフセット時間Ａ％は、ＨＦパルスとＬＦパルスとの所与の位相差の一例である。

以上の項目を設定することで、ＨＦパルスのオン時のプラズマ着火の改善を前提としたＬＦパルスのオンタイミングの制御を実現する。具体的には、まず、制御部１ｂは、デューティ比Ｙ％でＨＦパルスをオンする。次に、制御部１ｂは、ＨＦパルスのオンのタイミングからオフセット時間Ａ％経過後にＬＦパルスをオンして第２のオン時間を制御する。その後、制御部１ｂは、オフ時間の開始タイミングＴからオフ時間Ｗ％の間ＬＦパルスをオフした後、次の周期のＨＦパルスのオンのタイミングまでＬＦパルスをオンして第１のオン時間を制御する。

以上、代替設定項目１による制御では、ＬＦパルスのオフ時間Ｗ％及びその開始タイミングＴとオフセット時間Ａ％とを設定する。そして、オフセット時間Ａ％に基づきＬＦパルスをオンした後、ＬＦパルスのオフ時間Ｗ％及びその開始タイミングＴに基づきＬＦパルスのオフタイミングを制御することで、第１のオン時間及び第２のオン時間を決定できる。

本代替設定１は、図４に示した基準の設定項目にオフタイミングの設定を加えた手法であり、実施例１、２の技術を利用できる。ただし、オフセット時間Ａ％を基準に、ＬＦパルスがＨＦパルスの次の周期のオンタイミングまでオンすることが前提となる。

図６の（ｂ）の代替設定項目２では、ＨＦパルスのオン時間を示すデューティ比（Ｄｕｔｙ）Ｙ％及びＬＦパルスの第１のオン時間及び第２のオン時間を含むデューティ比（Ｄｕｔｙ）Ｚ％を設定する。ＨＦパルスのオンのタイミングからＬＦパルスのオンのタイミングを示すオフセット時間Ａ％を設定する。

なお、ＨＦパルス及びＬＦパルスの周波数は、いずれもＸ（ｋＨｚ）である。デューティ比（Ｄｕｔｙ）Ｙ％は、第１のＲＦパワーをオンする第１のデューティ比の一例である。オフセット時間Ａ％は、ＨＦパルスとＬＦパルスとの所与の位相差の一例である。

代替設定項目２では、ＨＦパルスのオン中はＬＦパルスをオフにする制御を行うため、代替設定項目１で設定したＬＦパルスのオフ時間Ｗ％と開始タイミングＴとは設定する必要はない。ただし、代替設定項目２では、オフセット時間Ａ％経過後のＬＦパルスのオンタイミングを基準にデューティ比Ｚ％を設定することが前提となる。

以上の項目を設定することで、ＨＦパルスのオン時のプラズマ着火の改善を前提としたＬＦパルスのオンタイミングの制御を実現する。具体的には、まず、制御部１ｂは、デューティ比Ｙ％でＨＦパルスをオンする。次に、制御部１ｂは、ＨＦパルスのオンのタイミングからオフセット時間Ａ％経過後にＬＦパルスをオンして第２のオン時間を制御する。その後、制御部１ｂは、ＨＦパルスのオン時間中、ＬＦパルスをオフし、ＨＦパルスのオフタイミングにＬＦパルスをオンして第１のオン時間を制御する。

以上、代替設定項目２による制御では、実施例１、２の設定項目及び代替設定項目１よりも設定項目を抑えられるため、制御をより容易に実行できる。また、ＨＦパルスのデューティ比を段階的に調整する（Ｄｕｔｙ Ｒａｍｐ）場合に、ＨＦパルスとＬＦパルスが重なることを防止できる。

以上に説明したように、実施形態に係る処理方法及びプラズマ処理装置によれば、プラズマ密度を維持しつつＲＦパワーのパルス波を印加することができる。

今回開示された実施形態に係る処理方法及びプラズマ処理装置は、すべての点において例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。

例えば、ＬＦパルスは、一周期に第１のオン時間と第２のオン時間とを分割して制御したが、これに限られず、実施例１、２のＤｕｔｙ１の第１のオン時間、Ｄｕｔｙ２の第２のオン時間の他に、Ｄｕｔｙ３の第３のオン時間やそれ以上のオン時間を有してもよい。この場合、図４に示すＤｕｔｙ２の第２のオン時間の後に、Ｄｕｔｙ３の第３のオン時間又はそれ以上の異なるオン時間があってもよい。

本開示のプラズマ処理装置は、Atomic Layer Deposition(ALD)装置、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Radial Line Slot Antenna(RLSA)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のいずれのタイプの装置でも適用可能である。

また、プラズマ処理装置は、基板に所定の処理（例えば、成膜処理、エッチング処理等）を施す装置であればよく、プラズマ処理装置に限定されるものではない。

１ プラズマ処理システム
１ａ プラズマ処理装置
１ｂ 制御部
１０ チャンバ
１０ｓ プラズマ処理空間
１１ 支持部
１２ 上部電極シャワーヘッド
２０ ガス供給部
２１ ガスソース
３０ ＲＦ電力供給部
３０ａ 第１のＲＦソース
３０ｂ 第２のＲＦソース
３１ａ 第１のＲＦ生成部
３１ｂ 第２のＲＦ生成部
３２ａ 第１の整合回路
３２ｂ 第２の整合回路
４０ 排気システム
１１１ 下部電極
１１２ 静電チャック
１１３ エッジリング

Claims (6)

1. 第１の電極と第２の電極とを有するプラズマ処理装置を用いた処理方法であって、
   第１のＲＦパワーのパルス波を、前記第１の電極又は前記第２の電極のいずれかに印加する工程と、
   前記第１のＲＦパワーよりも低い周波数の第２のＲＦパワーのパルス波を、前記第１のＲＦパワーと所与の位相差で前記第１の電極に印加する工程と、を有し、
   前記第２のＲＦパワーのオン時間が前記第１のＲＦパワーのオン時間と重ならないように、前記第２のＲＦパワーの異なる第１のオン時間と第２のオン時間とを制御し、
   前記第１のオン時間を前記第１のＲＦパワーをオンする直前にオフに制御する、処理方法。
2. 前記第１のオン時間を前記第１のＲＦパワーをオンする直前の０～２００μＳの範囲内にオフする、
   請求項１に記載の処理方法。
3. 前記第１のＲＦパワーのオン時間を制御する第１のデューティ比と、前記所与の位相差と、前記第２のＲＦパワーの前記第１のオン時間と前記第２のオン時間とを分割するオフ時間と、前記オフ時間の開始タイミングと、を設定する工程を有し、
   前記第１のデューティ比で前記第１のＲＦパワーをオンし、
   前記所与の位相差で前記第２のＲＦパワーの前記第２のオン時間を制御し、前記オフ時間の開始タイミングから前記オフ時間、前記第２のＲＦパワーをオフした後、前記第２のＲＦパワーをオンして前記第１のオン時間を制御する、
   請求項１又は２に記載の処理方法。
4. 前記第１のＲＦパワーのオン時間を制御する第１のデューティ比と、前記所与の位相差と、を設定する工程を有し、
   前記第１のデューティ比で前記第１のＲＦパワーをオンし、
   前記所与の位相差で前記第２のＲＦパワーの前記第１のオン時間を制御し、前記第１のＲＦパワーをオンするタイミングに前記第２のＲＦパワーをオフし、前記第１のＲＦパワーをオフするタイミングに前記第２のＲＦパワーをオンして前記第２のオン時間を制御する、
   請求項１又は２に記載の処理方法。
5. 前記第１のオン時間の前記第２のＲＦパワーは、前記第１のＲＦパワーのオン時間に生成するプラズマの着火に用いられる、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の処理方法。
6. 第１のＲＦソースと第２のＲＦソースと第１の電極と第２の電極と制御部とを有するプラズマ処理装置であって、
   前記制御部は、
   前記第１のＲＦソースから第１のＲＦパワーのパルス波を、前記第１の電極又は前記第２の電極のいずれかに印加し、
   前記第１のＲＦソースから前記第１のＲＦパワーよりも低い周波数の第２のＲＦパワーのパルス波を、前記第１のＲＦパワーと所与の位相差で前記第１の電極に印加し、
   前記第２のＲＦパワーのオン時間が前記第１のＲＦパワーのオン時間と重ならないように、前記第２のＲＦパワーの異なる第１のオン時間と第２のオン時間とを制御し、
   前記第１のオン時間を前記第１のＲＦパワーをオンする直前にオフに制御する、プラズマ処理装置。

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