WO2020090427A1 - プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 - Google Patents

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WO2020090427A1
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plasma
electrodes
electrode
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setting unit
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聡 川上
正 光成
伸也 岩下
悠介 鈴木
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東京エレクトロン株式会社
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    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
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    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/332—Coating
    • H01J2237/3321—CVD [Chemical Vapor Deposition]

Definitions

  • Various aspects and embodiments of the present disclosure relate to a plasma processing apparatus and a plasma processing method.
  • the device manufacturing process includes a process of processing using plasma.
  • the upper electrode facing the lower electrode on which the object to be processed is placed is divided into an inner electrode and an outer electrode in the radial direction of the substantially disc-shaped upper electrode.
  • the capacity of a variable capacitor provided between a supply source of high-frequency power and an inner electrode is changed by using a stepping motor, so that the inner electrode And the ratio of the high frequency power supplied to the outer electrode is controlled.
  • the plasma distribution in the radial direction of the substantially disk-shaped object can be controlled to an arbitrary distribution.
  • the present disclosure provides a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of controlling plasma distribution at a higher speed.
  • One aspect of the present disclosure is a plasma processing apparatus, which includes a processing container, a plurality of first electrodes, a second electrode, a power supply source, a distribution setting unit, and a control device.
  • the processing container accommodates the object to be processed.
  • Each of the first electrodes is provided in the processing container and is supplied with high frequency power.
  • the second electrode is provided inside the processing container and functions as a counter electrode of the first electrode.
  • the power supply source supplies high-frequency power to the plurality of first electrodes to generate plasma between the first electrode and the second electrode, and the processed object is processed using the generated plasma.
  • the distribution setting unit is provided between the power supply source and the at least one first electrode, and sets the distribution of the high frequency power supplied from the power supply source to each of the first electrodes.
  • the control device controls the distribution setting unit. Further, the distribution setting unit has a plurality of series circuits in which the impedance circuit and the switch element are connected in series. The plurality of series circuits are connected in parallel. The control device controls the switch element of each series circuit.
  • plasma distribution can be controlled at a higher speed.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a film forming apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the distribution setting unit.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of the film forming process according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a modified example of the film forming apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a schematic sectional view showing an example of a film forming apparatus according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an example of the impedance setting unit.
  • FIG. 7 is a schematic sectional view showing an example of a film forming apparatus according to the third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of plasma distribution during execution of the reforming process.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of plasma distribution when the reforming process is completed.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an example of details of the reforming process in the third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a schematic sectional view showing an example of a film forming apparatus according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of details of the reforming process in the fourth embodiment of the present disclosure.
  • ALD atomic layer Deposition
  • plasma may be used in the reforming process.
  • the time of one film forming cycle is shortened in order to improve the throughput, and the processing time of the reforming process is also shortened.
  • the processing time of one film forming cycle may be 1 second or less and the processing time of one reforming process may be 0.5 seconds or less.
  • the amount of reaction by-products (so-called depots) attached to the inside of the processing apparatus changes, so the environment inside the processing apparatus may change and the plasma distribution may change. .. Therefore, in each film formation cycle, the plasma distribution may be controlled according to the amount of deposits. Further, depending on the characteristics of the device to be produced, the plasma distribution in each film formation cycle in ALD may be intentionally changed.
  • the present disclosure provides a technique capable of controlling the plasma distribution at a higher speed.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a film forming apparatus 10 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the film forming apparatus 10 according to this embodiment includes an apparatus main body 11 and a control device 12.
  • the device body 11 is, for example, a capacitively coupled parallel plate plasma ALD device.
  • the film forming apparatus 10 is an example of a plasma processing apparatus.
  • the apparatus main body 11 has the processing container 1 which is formed of, for example, aluminum whose surface is anodized, and has a substantially cylindrical space formed therein.
  • the processing container 1 may be formed of pure aluminum, aluminum sprayed with ceramics, or the like.
  • the processing container 1 is grounded for safety.
  • the processing container 1 is provided with a stage 2 on which the object W to be processed is placed.
  • the stage 2 is made of, for example, ceramics, aluminum, or a combination thereof, and is supported by the support member 3.
  • An electrode 6 and a plurality of heaters 4 are provided in the stage 2.
  • the electrode 6 is grounded via the blocking capacitor 6a.
  • a DC power supply 6b is connected to the electrode 6 via a switch 6c.
  • a heater power supply 4a is connected to each heater 4.
  • the sidewall of the processing container 1 and the stage 2 are an example of a second electrode.
  • the object W to be processed is placed on the upper surface of the stage 2 and attracted and held on the upper surface of the stage 2 by the electrostatic force generated on the surface of the stage 2 by the DC voltage supplied from the DC power supply 6b.
  • Each of the heaters 4 generates heat by the electric power supplied from the heater power source 4a, and heats the object W to be processed that is adsorbed and held on the upper surface of the stage 2.
  • An edge ring 5 made of, for example, ceramics is provided on the upper surface of the stage 2.
  • the edge ring 5 improves the uniformity of plasma processing on the surface of the object W to be processed.
  • the upper surface portion of the stage 2 on which the object W to be processed is placed may have a pocket shape carved into the shape of the object W to be processed.
  • An exhaust port 71 is provided at the bottom of the processing container 1.
  • An exhaust device 73 is connected to the exhaust port 71 via an exhaust pipe 72.
  • the exhaust device 73 has a vacuum pump and can reduce the pressure in the processing container 1 to a desired degree of vacuum.
  • An opening 74 is provided on the side wall of the processing container 1, and the opening 74 is opened and closed by the gate valve G.
  • a deposit shield 76 is detachably provided on the inner wall of the processing container 1. The deposit shield 76 prevents the reaction product (depot) from directly adhering to the inside of the processing container 1. Further, the deposit shield 76 prevents damage to the processing container 1 when cleaning the reaction product attached to the inside of the processing container 1.
  • the upper electrode 16 is provided above the stage 2 so as to face the stage 2.
  • the stage 2 and the upper electrode 16 are provided in the processing container 1 so as to be substantially parallel to each other.
  • the space between the object W to be processed placed on the stage 2 and the lower surface of the upper electrode 16 is referred to as a processing space S.
  • the upper electrode 16 is supported on the upper part of the processing container 1 via an insulating member 45.
  • the upper electrode 16 is divided into an upper electrode 16-1 and an upper electrode 16-2 arranged around the upper electrode 16-1.
  • the upper electrode 16-1 and the upper electrode 16-2 are substantially disc-shaped, and the central axis of the upper electrode 16-1 and the central axis of the upper electrode 16-2 coincide with each other.
  • the upper electrode 16-1 and the upper electrode 16-2 are insulated by the insulating member 166.
  • the upper electrode 16-1 and the upper electrode 16-2 have a top holding portion 160 and an upper top 161 respectively.
  • the top plate holder 160 is formed of, for example, aluminum whose surface is anodized.
  • a diffusion chamber 162 is provided inside each top plate holder 160. Further, a plurality of gas circulation ports 163 communicating with the diffusion chamber 162 are formed at the bottom of each top plate holding portion 160. Further, each top plate holding portion 160 is provided with a gas introduction port 165 for introducing the processing gas into the diffusion chamber 162.
  • the gas supply mechanism 15 is connected to each of the gas inlets 165 via a pipe 153.
  • the gas supply mechanism 15 has a plurality of gas supply sources 150a to 150c, a plurality of mass flow controllers (MFCs) 151a to 151c, and a plurality of valves 152a to 152c.
  • the gas supply source 150a is a precursor gas supply source.
  • the precursor gas is, for example, bisdiethylaminosilane (H 2 Si [N (C 2 H 5 ) 2 ] 2 ) gas, dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) gas, or the like.
  • the gas supply source 150b is a purge gas supply source.
  • the purge gas is Ar gas or He gas, for example.
  • the gas supply source 150c is a supply source of reformed gas.
  • the reformed gas is, for example, O 2 gas, H 2 O gas, NH 3 gas, N 2 gas, H 2 gas, or the like.
  • the MFC 151a controls the flow rate of the precursor gas supplied from the gas supply source 150a.
  • the MFC 151b controls the flow rate of the purge gas supplied from the gas supply source 150b.
  • the MFC 151c controls the flow rate of the reformed gas supplied from the gas supply source 150c.
  • the valve 152a controls the supply and stop of the supply of the precursor gas whose flow rate is controlled by the MFC 151a to the upper electrode 16.
  • the valve 152b controls the supply and stop of the supply of the purge gas whose flow rate is controlled by the MFC 151b to the upper electrode 16.
  • the valve 152c controls the supply and stop of the supply of the reformed gas, the flow rate of which is controlled by the MFC 151c, to the upper electrode 16.
  • each upper top plate 161 is provided with a plurality of gas discharge ports 164 so as to penetrate the upper top plate 161 in the thickness direction.
  • One gas discharge port 164 communicates with one gas flow port 163.
  • the gas supplied into the diffusion chamber 162 through the gas introduction port 165 diffuses in the diffusion chamber 162 and is showered into the processing space S of the processing container 1 through the plurality of gas flow ports 163 and the gas discharge port 164. Supplied in the form of.
  • a high frequency power supply 7 is connected to the top plate holding portion 160 of the upper electrode 16-1 via a matching unit 8. Further, the high frequency power supply 7 is connected to the top plate holding part 160 of the upper electrode 16-2 via the distribution setting part 20 and the matching device 8.
  • the high frequency power supply 7 supplies high frequency power of a predetermined frequency (for example, 13.56 MHz) used for plasma generation to each top plate holder 160.
  • the top plate holding part 160 of each upper electrode 16 is an example of a plurality of first electrodes, and the high frequency power supply 7 is an example of a power supply source.
  • the distribution setting unit 20 is provided only between the matching unit 8 and the upper electrode 16-2, but as another form, the distribution setting unit 20 is also provided between the matching unit 8 and the upper electrode 16-1. Twenty may be provided.
  • the distribution setting unit 20 sets a distribution ratio between the high frequency power supplied to the upper electrode 16-1 and the high frequency power supplied to the upper electrode 16-2 according to the control from the control device 12. As a result, the high frequency power having the distribution ratio set by the distribution setting unit 20 is supplied to each of the upper electrode 16-1 and the upper electrode 16-2.
  • the upper electrode 16 is provided with a heater (not shown) and a temperature adjusting mechanism such as a pipe (not shown) for circulating the refrigerant, so that the upper electrode 16 is kept within a desired range during processing of the object W to be processed.
  • the temperature can be controlled.
  • a negative DC voltage may be applied to the upper electrode 16 via a low pass filter (LPF), if necessary.
  • LPF low pass filter
  • the device body 11 configured as described above is controlled by the control device 12.
  • the controller 12 includes a memory, a processor, and an input / output interface.
  • the processor controls each unit of the apparatus main body 11 through the input / output interface based on the recipe and the data stored in the memory by reading and executing the program stored in the memory.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the distribution setting unit 20.
  • the distribution setting unit 20 has, for example, as shown in FIG. 2, a plurality of series circuits 21-1 to 21-n, a plurality of inductors 120, a plurality of resistors 121, a plurality of capacitors 122, and a driver circuit 123.
  • the plurality of series circuits 21-1 to 21-n are connected in parallel with each other between the matching unit 8 and the top plate holding portion 160 of the upper electrode 16-2.
  • the series circuits 21-1 to 21-n are collectively referred to as the series circuit 21 without distinction.
  • Each series circuit 21 has a capacitor 22 and a diode 23.
  • the diode 23 is, for example, a PIN diode.
  • the capacitor 22 is an example of an impedance circuit
  • the diode 23 is an example of a switch element.
  • the capacitor 22 may be a circuit including at least one of a capacitor and an inductor, for example.
  • the diode 23 may be composed of a switch using at least one of a diode and a transistor.
  • each series circuit 21 one end of the capacitor 22 is connected to the matching box 8, the other end of the capacitor 22 is connected to the anode of the diode 23, and the cathode of the diode 23 is connected to the upper electrode 16-2. Is connected to the top plate holder 160.
  • the anode of the diode 23 is connected to the matching unit 8
  • the cathode of the diode 23 is connected to one end of the capacitor 22, and the other end of the capacitor 22 is the top plate holding portion of the upper electrode 16-2. It may be connected to 160.
  • the anode of the diode 23 is connected to the driver circuit 123 via the inductor 120 and the resistor 121 which are connected in series.
  • the node between the inductor 120 and the resistor 121 is grounded via the capacitor 122.
  • the inductor 120 and the capacitor 122 form a low pass filter (LPF).
  • the driver circuit 123 has a diode switch driver circuit and a high-voltage DC power supply circuit, and is controlled by the control device 12.
  • a positive or negative bias voltage is applied from the driver circuit 123 via the LPF configured by the inductor 120 and the capacitor 122 and the resistor 121, so that the diode 23 is turned on or off, and the matching device.
  • the high frequency power from 8 is supplied to the top holding unit 160 via the capacitor 22.
  • the constants of the capacitors 22 included in the respective series circuits 21 are the same, and the control device 12 controls the number of the diodes 23 to be turned on so that the matching device 8 and the upper electrode 16-2 can be controlled.
  • the impedance between the top board holding unit 160 is controlled. This controls the ratio of the impedance between the matching unit 8 and the top plate holding unit 160 of the upper electrode 16-1 and the impedance between the matching unit 8 and the top plate holding unit 160 of the upper electrode 16-2. It As a result, the ratio of the distribution of the high frequency power supplied to the top plate holder 160 of the upper electrode 16-1 and the distribution of the high frequency power supplied to the top plate holder 160 of the upper electrode 16-2 is controlled.
  • the impedance between the high frequency power supply 7 and the top plate holder 160 is changed by using a variable capacitor whose capacitance is changed by changing the physical position of the movable electrode with respect to the fixed electrode by a motor or the like. , It is difficult to change the impedance in a short time. Therefore, the distribution ratio of the high frequency power supplied to the top plate holding section 160 of the upper electrode 16-1 and the high frequency power supplied to the top plate holding section 160 of the upper electrode 16-2 should be changed in a short period of time. Is difficult. Therefore, it is difficult to change the distribution of plasma generated in the processing container 1 at high speed.
  • the high frequency power supply 7 and the top plate holding unit 160 are connected to each other by the bias voltage supplied from the driver circuit 123 via the LPF including the inductor 120 and the capacitor 122 and the resistor 121.
  • the impedance between can be changed.
  • the distribution ratio of the high frequency power supplied to the top plate holding section 160 of the upper electrode 16-1 and the high frequency power supplied to the top plate holding section 160 of the upper electrode 16-2 is changed in a short period of time. It becomes possible. Therefore, the distribution of the plasma generated in the processing container 1 can be changed at high speed.
  • control device 12 holds, for each plasma distribution, the number of diodes 23 controlled to be turned on, which corresponds to the distribution, in a memory in advance. Then, the control device 12 controls the distribution setting unit 20 based on the processing recipe so that the number of the diodes 23 corresponding to the plasma distribution defined in the processing recipe is turned on.
  • the capacitance of the capacitor 22 of the series circuit 21-1 is C 1
  • the capacitance C k of the capacitor 22 of the kth series circuit 21-k is represented by the following formula (1).
  • the capacitance of the capacitor 22 of each series circuit 21 may be set so as to be the capacitance.
  • C k 2 k-1 C 1 (1)
  • k is an integer of 2 or more and n or less.
  • control device 12 controls the impedance between the matching unit 8 and the top plate holding portion 160 of the upper electrode 16-2 based on the capacitance C specified using the following formula (2), for example.
  • C m 1 C 1 + m 2 C 2 + ... + m n C n ...
  • m k is a variable that takes 1 when the diode 23 of the k-th series circuit 21 is on and takes 0 when it is off.
  • the control device 12 can control the capacitance C between the matching unit 8 and the top plate holding portion 160 of the upper electrode 16-2 to an arbitrary capacitance with the resolution of the capacitance C 1 .
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of the film forming process according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the film forming apparatus 10 stacks a predetermined film (for example, a silicon oxide film) on the object W by ALD.
  • the film forming process illustrated in FIG. 3 is executed by the control device 12 controlling each part of the device body 11.
  • the gate valve G is opened, and an unprocessed object W is carried into the processing container 1 through the opening 74 by a robot arm (not shown) and placed on the stage 2 (S10). Then, the gate valve G is closed. Then, the control device 12 controls the exhaust device 73 to adjust the pressure inside the processing container 1 (S11).
  • the control device 12 executes the adsorption process (S12).
  • the valve 152a is opened, and the precursor gas whose flow rate is controlled by the MFC 151a is supplied into the processing container 1 via the upper electrode 16-1 and the upper electrode 16-2.
  • the adsorption process of step S12 is executed for, for example, 0.05 seconds.
  • the valve 152a is closed.
  • the controller 12 executes the first purging process (S13).
  • the valve 152b is opened, and the purge gas whose flow rate is controlled by the MFC 151b is supplied into the processing container 1 via the upper electrode 16-1 and the upper electrode 16-2.
  • the first purging step of step S13 is executed for 0.4 seconds, for example.
  • the first purge step of step S13 is executed for, for example, 0.2 seconds.
  • the valve 152b is closed.
  • control device 12 controls the distribution setting unit 20 to supply the high frequency power supplied to the top plate holding unit 160 of the upper electrode 16-1 and the high frequency power supplied to the top plate holding unit 160 of the upper electrode 16-2.
  • the distribution ratio to the high frequency power to be generated is set (S14).
  • the controller 12 sets the distribution ratio of the high frequency power based on the plasma distribution for each film formation cycle defined in the processing recipe stored in the memory.
  • the process of step S14 is performed before step S12 or S13 before the reforming process of step S15 in which the high frequency power is actually supplied from the high frequency power supply 7 to the respective top plate holding units 160. You may break.
  • the control device 12 executes the reforming process (S15).
  • the valve 152c is opened, and the reformed gas whose flow rate is controlled by the MFC 151c is supplied into the processing container 1 via the upper electrode 16-1 and the upper electrode 16-2.
  • the high frequency power having the distribution ratio set in step S14 is supplied from the high frequency power supply 7 to the upper electrode 16-1 and the upper electrode 16-2, respectively.
  • the plasma of the reformed gas is generated in the processing space S of the processing container 1 with a distribution according to the distribution ratio set in step S14.
  • step S15 the molecules of the precursor gas adsorbed on the surface of the object W to be processed in step S12 are reformed, and a film having a predetermined thickness is formed.
  • step S15 the plasma of the reformed gas is generated for 0.4 seconds, for example.
  • the reforming process of step S15 is executed for 0.2 seconds, for example. Then, the supply of the high frequency power from the high frequency power supply 7 to the upper electrode 16-1 and the upper electrode 16-2 is stopped, and the valve 152c is closed.
  • the controller 12 executes the second purging step (S16).
  • the valve 152b is opened, and the purge gas whose flow rate is controlled by the MFC 151b is supplied into the processing container 1 via the upper electrode 16-1 and the upper electrode 16-2.
  • the second purging step of step S16 is performed for 0.1 second, for example. In the case of high-speed processing, the second purging step of step S16 may be omitted.
  • the valve 152b is closed.
  • the controller 12 determines whether or not the film formation cycle including steps S12 to S16 has been repeated a predetermined number of times (S17).
  • the film forming cycle is repeated, for example, tens to hundreds of times.
  • the controller 12 executes the process shown in step S12 again.
  • the control device 12 determines whether or not there is an unprocessed object W (S19). If there is an unprocessed object W (S19: Yes), the controller 12 executes the process shown in step S10 again. On the other hand, when there is no unprocessed object W (S19: No), the controller 12 ends the film forming process shown in this flowchart.
  • the film forming apparatus 10 of the present embodiment includes a processing container 1, a plurality of top plate holders 160, a stage 2, a high frequency power supply 7, a distribution setting unit 20, and a controller 12.
  • the processing container 1 accommodates the object W to be processed.
  • Each top plate holder 160 is provided in the processing container 1 and is supplied with high frequency power.
  • the stage 2 is provided in the processing container 1 and functions as a counter electrode of the top plate holder 160.
  • the high-frequency power source 7 supplies high-frequency power to the plurality of top plate holders 160 to generate plasma between the top plate holder 160 and the stage 2, and uses the generated plasma to generate the object W to be processed. To process.
  • the distribution setting unit 20 is provided between the high frequency power supply 7 and at least one top plate holding unit 160, and sets the distribution of the high frequency power supplied from the high frequency power supply 7 to each top plate holding unit 160.
  • the control device 12 controls the distribution setting unit 20.
  • the distribution setting unit 20 also has a plurality of series circuits 21 in which an impedance circuit and a switch element are connected in series. The plurality of series circuits 21 are connected in parallel.
  • the control device 12 controls the switch element of each series circuit 21. Thereby, the plasma distribution can be controlled at a higher speed.
  • the high frequency power supply 7 modifies the molecules of the precursor by irradiating the molecules of the precursor, which are included in the ALD process and adsorbed on the surface of the target object W, with plasma.
  • plasma is generated between the top plate holder 160 and the stage 2.
  • the control device 12 controls the distribution of the high frequency power set by the distribution setting unit 20 every time the reforming process is executed.
  • the distribution of plasma can be controlled at higher speed each time the reforming process is performed.
  • the switch element is a switch that uses at least one of a diode and a transistor. Therefore, the impedance between the high frequency power supply 7 and the top plate holder 160 can be changed at a higher speed.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a modified example of the film forming apparatus 10 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the upper electrodes 16-1 to 16-n are substantially disc-shaped, and the central axes of the upper electrodes 16-1 to 16-n are aligned.
  • the kth upper electrode 16-k is connected to the matching box 8 via the kth distribution setting unit 20-k.
  • the control device 12 controls the distribution setting unit 20 to control the distribution ratio of the high frequency power between the matching unit 8 and the upper electrodes 16-1 to 16-n. Thereby, the distribution of plasma in the processing container 1 can be controlled more accurately.
  • the upper electrode 16-1 may also be connected to the matching unit 8 via the distribution setting unit 20-1. Further, in the example of FIG. 4, the upper electrodes 16-1 to 16-n are divided into a plurality of parts in the radial direction of a circle centered on the central axis of the upper electrode 16-1, but as another example, The electrodes 16-1 to 16-n may be further divided in the circumferential direction of a circle centered on the central axis of the upper electrode 16-1.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of the film forming apparatus 10 according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the upper electrode 16 is not divided, and the electrode 6 in the stage 2 is grounded via the impedance setting unit 30. Different from 10. Note that, except for the points described below, in FIG. 5, the configurations given the same reference numerals as those in FIG. 1 have the same or similar functions as the configurations in FIG.
  • the electrode 6 of the stage 2 is grounded via the impedance setting unit 30.
  • the upper electrode 16 is an example of a first electrode
  • the sidewall of the processing container 1 and the stage 2 are an example of a plurality of second electrodes.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an example of the impedance setting unit 30.
  • the impedance setting unit 30 includes an inductor 34, a plurality of series circuits 31-1 to 31-n connected in series to the inductor 34, a plurality of inductors 124, a plurality of resistors 125, and a plurality of resistors 125.
  • the capacitor 126 and the driver circuit 127 are included.
  • One end of the inductor 34 is connected to the electrode 6 of the stage 2, and the other end of the inductor 34 is connected to the plurality of series circuits 31-1 to 31-n.
  • the plurality of series circuits 31-1 to 31-n are connected in parallel with each other between the inductor 34 and the ground potential.
  • the series circuits 31-1 to 31-n are collectively referred to as the series circuit 31 without distinction.
  • Each series circuit 31 has a capacitor 32 and a diode 33.
  • the diode 33 is, for example, a PIN diode.
  • the capacitor 32 is an example of an impedance circuit, and the diode 33 is an example of a switch element.
  • the capacitor 32 may be a circuit including at least one of a capacitor and an inductor, for example.
  • the diode 23 may be composed of a switch using at least one of a diode and a transistor.
  • one end of the capacitor 32 is connected to the inductor 34, the other end of the capacitor 32 is connected to the anode of the diode 33, and the cathode of the diode 33 is grounded.
  • the anode of the diode 33 may be connected to the inductor 34, the cathode of the diode 33 may be connected to one end of the capacitor 32, and the other end of the capacitor 32 may be grounded.
  • the anode of the diode 33 is connected to the driver circuit 127 via the inductor 124 and the resistor 125 that are connected in series.
  • the node between the inductor 124 and the resistor 125 is grounded via the capacitor 126.
  • the inductor 124 and the capacitor 126 form a low pass filter (LPF).
  • the driver circuit 127 has a diode switch driver circuit and a high-voltage DC power supply circuit, and is controlled by the control device 12.
  • a positive or negative bias voltage is applied from the driver circuit 127 via the LPF composed of the inductor 124 and the capacitor 126 and the resistor 125, so that the diode 33 is turned on or off, and the inductor 34 is turned on.
  • the electrode 6 of the stage 2 is grounded via the capacitor 32. As a result, the stage 2 is grounded.
  • the constants of the capacitors 32 included in the respective series circuits 31 are the same, and the control device 12 controls the number of the diodes 33 that are turned on to control the impedance between the stage 2 and the ground potential.
  • the control device 12 controls the number of the diodes 33 that are turned on to control the impedance between the stage 2 and the ground potential.
  • the control device 12 controls the number of the diodes 33 that are turned on to control the impedance between the stage 2 and the ground potential.
  • the ratio with the impedance of is controlled.
  • the potential of the stage 2 with respect to the potential of the sidewall of the processing container 1 changes, and the distribution of plasma generated in the processing container 1 changes.
  • the distribution of plasma generated in the processing container 1 can be changed at high speed.
  • the constant of the capacitor 32 of each series circuit 31 may be set to the capacitance represented by the above equation (1). .. Further, the control device 12 may control the impedance between the stage 2 and the ground potential based on the capacitance C specified by using the above equation (2).
  • the processing container 1 of the present embodiment configured in this manner executes ALD, similarly to the processing container 1 of the first embodiment.
  • the control device 12 is based on the plasma distribution for each film formation cycle defined in the processing recipe stored in the memory before executing the reforming process (step S15 in FIG. 3). , And controls the impedance of the impedance setting unit 30. As a result, the ratio of the impedance between the sidewall of the processing container 1 and the ground potential and the impedance between the stage 2 and the ground potential is controlled, and the distribution of the plasma generated in the reforming process becomes a predetermined distribution. Controlled.
  • the impedance setting unit 30 is configured as a series circuit of the inductor 34 and the capacitor 32, but as another mode, the inductor 34 is configured as a combination of a parallel circuit of the inductor and the capacitor or a series circuit. May be done. Further, as another form, the impedance setting unit 30 may not be provided with the inductor 34.
  • the film forming apparatus 10 of the present embodiment includes a processing container 1, a top plate holding unit 160, a stage 2, a high frequency power supply 7, an impedance setting unit 30, and a control device 12.
  • the processing container 1 accommodates the object W to be processed.
  • the top plate holder 160 is provided in the processing container 1 and is supplied with high frequency power.
  • the side wall of the processing container 1 and the stage 2 function as counter electrodes of the top plate holder 160.
  • the high-frequency power supply 7 supplies high-frequency power to the top plate holder 160 to generate plasma between the top plate holder 160, the side wall of the processing container 1 and the stage 2, and the generated plasma is used to generate plasma.
  • the processing body W is processed.
  • the impedance setting unit 30 is provided between the ground potential and the stage 2 and sets the ratio of the impedance between the ground potential and the sidewall of the processing container 1 and the impedance between the ground potential and the stage 2.
  • the control device 12 controls the impedance setting unit 30.
  • the impedance setting unit 30 has a plurality of series circuits 31 in which an impedance circuit and a switch element are connected in series.
  • the plurality of series circuits 31 are connected in parallel between the stage 2 and the ground potential.
  • the control device 12 controls the switch element of each series circuit 31. Thereby, the plasma distribution can be controlled at a higher speed.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of the film forming apparatus 10 according to the third embodiment of the present disclosure.
  • the upper electrode 16-2 is arranged outside the region where the processing target W is arranged in the direction along the surface of the processing target W in the first embodiment. It is different from the film forming apparatus 10. Note that, except for the points described below, in FIG. 7, the configurations given the same reference numerals as those in FIG. 1 have the same or similar functions as the configurations in FIG.
  • the upper electrode 16-2 has a top holding portion 160 'and an upper top 161'.
  • the top plate holder 160 ' is formed of, for example, aluminum whose surface is anodized, and supports the top plate 161' in a lower portion thereof in a removable manner.
  • the diffusion chamber 162, the gas flow port 163, and the gas introduction port 165 are not provided in the top plate holding portion 160 ′, and the gas discharge port 164 is provided in the upper top plate 161 ′. Not not.
  • plasma P is generated in the processing container 1 by the reformed gas supplied via the upper electrode 16-1 in the reforming process, as shown in FIG. 8, for example.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of the distribution of plasma P during execution of the reforming process.
  • the control device 12 controls the distribution setting unit 20 so that the plasma density above the object W to be processed has a high distribution.
  • the plasma P may include particles such as reaction by-products.
  • the high frequency power supplied from the high frequency power supply 7 to the upper electrode 16-1 and the upper electrode 16-2 is shut off while the density of the plasma P above the object W to be processed remains high. Then, the particles contained in the plasma P may fall onto the object W to be processed. As a result, the quality of the object W to be processed may deteriorate.
  • the control device 12 sets the plasma density outside the object W to be processed in the direction along the surface of the object W, for example, as shown in FIG.
  • the distribution setting unit 20 is controlled so that the distribution becomes higher.
  • the control device 12 stops the generation of plasma by cutting off the high frequency power supplied from the high frequency power supply 7 to the upper electrode 16-1 and the upper electrode 16-2.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of the distribution of the plasma P when the reforming process is completed.
  • step S14 the control device 12 controls the high-frequency power supplied to the upper electrode 16-1 and the upper electrode 16- so that the plasma density above the object W is increased.
  • the distribution ratio with the high-frequency power supplied to the 2 is controlled.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an example of details of the reforming process in the third embodiment of the present disclosure.
  • the valve 152c is opened, and the reformed gas whose flow rate is controlled by the MFC 151c is started to be supplied into the processing container 1 via the upper electrode 16-1 and the upper electrode 16-2. (S20). Then, the high frequency power having the distribution ratio set in step S14 is started to be supplied from the high frequency power supply 7 to the upper electrode 16-1 and the upper electrode 16-2, respectively (S21). As a result, the plasma of the reformed gas is generated in the processing space S of the processing container 1 with a distribution according to the distribution ratio set in step S14.
  • the controller 12 determines whether or not a predetermined time has elapsed since the plasma of the reformed gas was generated (S22).
  • the predetermined time is, for example, a time for modifying the molecules of the precursor adsorbed on the surface of the target object W.
  • the controller 12 executes the process shown in step S22 again.
  • the control device 12 determines that the plasma density on the outside of the object W to be processed in the direction along the surface of the object W to be processed is high.
  • the distribution setting unit 20 is controlled so that the distribution becomes higher (S23).
  • the control device 12 controls the high-frequency power supplied to the upper electrode 16-1 so that the plasma density becomes higher outside the object W in the direction along the surface of the object W to be processed. And the distribution ratio of the high frequency power supplied to the upper electrode 16-2.
  • the high frequency power supply from the high frequency power supply 7 to the upper electrode 16-1 and the upper electrode 16-2 is stopped (S24).
  • the valve 152c is closed, the supply of the reformed gas into the processing container 1 is stopped (S25), and the reforming process shown in this flowchart ends.
  • the control device 12 controls the distribution setting unit 20 so that the plasma is concentrated outside the region where the processing target W is arranged before the plasma generation by the high frequency power supply 7 is completed. Control the distribution of power set by. As a result, it is possible to prevent particles contained in the plasma from adhering to the object W to be processed.
  • the impedance is set so that the plasma density becomes high outside the object W to be processed in the direction along the surface of the object W to be processed.
  • the unit 30 may be controlled.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing an example of the film forming apparatus 10 according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • the current supplied to the upper electrode 16-1 and the upper electrode 16-2 is distributed so as to have a predetermined ratio while plasma is generated in the processing container 1.
  • the point that the setting unit 20 is adjusted is different from the film forming apparatus 10 of the first embodiment. Note that, except for the points described below, in FIG. 11, the configurations given the same reference numerals as those in FIG. 1 have the same or similar functions as the configurations in FIG.
  • the current supplied from the high frequency power supply 7 to the top plate holding part 160 of the upper electrode 16-1 via the matching device 8 is measured.
  • a sensor 40-1 is provided.
  • the top plate holding part 160 of the upper electrode 16-2 is connected from the high frequency power source 7 via the matching unit 8 and the distribution setting part 20.
  • a sensor 40-2 is provided to measure the current supplied to the. In the following, the sensor 40-1 and the sensor 40-2 will be collectively referred to as the sensor 40 without distinction.
  • the control device 12 acquires the value of the current measured by the sensor 40-1 and the value of the current measured by the sensor 40-2 while plasma is being generated in the ALD reforming process. Then, the control device 12 controls the distribution setting unit 20 so that the ratio of the acquired current values becomes a predetermined ratio.
  • the predetermined ratio is specified in the recipe stored in the memory of the control device 12, for example. Since the distribution setting unit 20 is controlled based on the current actually supplied to each of the upper electrode 16-1 and the upper electrode 16-2, the distribution of plasma in the processing container 1 can be made closer to a predetermined distribution. ..
  • each sensor 40 measures the current supplied to the upper electrode 16, and the control device 12 controls the distribution setting unit 20 so that the ratio of the measured current values becomes a predetermined ratio.
  • the disclosed technique is not limited to this.
  • each sensor 40 measures the electric power supplied to the upper electrode 16, and the control device 12 controls the distribution setting unit 20 so that the ratio of the measured electric power values becomes a predetermined ratio. You may do so.
  • step S14 the control device 12 controls the distribution setting unit 20 based on the plasma distribution for each film forming cycle defined in the processing recipe stored in the memory, thereby controlling the high frequency power. Set the initial value of the distribution ratio of.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of details of the reforming process in the fourth embodiment of the present disclosure.
  • the valve 152c is opened, and the reformed gas whose flow rate is controlled by the MFC 151c is started to be supplied into the processing container 1 via the upper electrode 16-1 and the upper electrode 16-2. (S30). Then, the high frequency power having the distribution ratio of the initial value set in step S14 is started to be supplied from the high frequency power supply 7 to the upper electrode 16-1 and the upper electrode 16-2, respectively (S31). As a result, plasma of the reformed gas is generated in the processing space S of the processing container 1 with a distribution according to the distribution ratio of the initial values set in step S14.
  • Step S32 is an example of an acquisition process.
  • the control device 12 changes the ratio of the measured current values to the predetermined ratio based on the acquired ratio of the measured values of the current and the predetermined ratio defined in the recipe.
  • the control amount of the impedance of the setting unit 20 is specified (S33).
  • Step S33 is an example of a specific process.
  • Step S34 is an example of a control process.
  • step S34 when the control amount indicates an increase in impedance, the control device 12 may control the distribution setting unit 20 so as to increase the impedance of the distribution setting unit 20 by a predetermined capacity ⁇ C.
  • step S34 when the control amount indicates a decrease in impedance, the control device 12 may control the distribution setting unit 20 so as to decrease the impedance of the distribution setting unit 20 by a predetermined capacity ⁇ C.
  • the control device 12 determines whether or not a predetermined time has elapsed since the plasma of the reformed gas was generated (S35).
  • the predetermined time is, for example, a time for modifying the molecules of the precursor adsorbed on the surface of the target object W.
  • the controller 12 executes the process shown in step S32 again.
  • the film forming apparatus 10 of the present embodiment includes a plurality of sensors 40 that are provided in the respective top plate holders 160 and measure the current supplied to the top plate holders 160.
  • the control device 12 controls the distribution of the high-frequency power set by the distribution setting unit 20 so that the ratio of the current measured by each sensor 40 becomes a predetermined ratio. As a result, the distribution of plasma in the processing container 1 can be made closer to the predetermined distribution.
  • the distribution setting unit 20 is controlled based on the current ratio when the high frequency power is supplied to the upper electrode 16-1 and the upper electrode 16-2.
  • the sensor 40-1 may be provided between the impedance setting unit 30 and the ground potential
  • the sensor 40-2 may be provided between the processing container 1 and the ground potential. Then, the impedance setting unit 30 may be controlled so that the ratio of the current or the power measured by each sensor 40 becomes a predetermined ratio.
  • the plasma processing apparatus has been described by way of example of the film forming apparatus 10 that stacks a predetermined film on the object W by ALD, but the disclosed technology is not limited to this.
  • the disclosed technology can be applied to an apparatus for forming a film using plasma, for example, an apparatus for forming a film by CVD (Chemical Vapor Deposition) or PVD (Physical Vapor Deposition).
  • the disclosed technology can be applied to an etching apparatus, an ALE apparatus, a cleaning apparatus, a reforming apparatus, or the like as long as the apparatus performs processing using plasma.
  • capacitively coupled plasma is used as an example of a plasma source, but the disclosed technique is not limited to this, and a plasma source other than capacitively coupled plasma is used. Plasma treatment may be performed. Examples of plasma sources other than capacitively coupled plasma include inductively coupled plasma (ICP) and the like.

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Abstract

プラズマ処理装置は、処理容器、複数の第１の電極、第２の電極、電力供給源、配分設定部、および制御装置を備える。それぞれの第１の電極は、処理容器内に設けられ、高周波電力が供給される。第２の電極は、処理容器内に設けられ、第１の電極の対向電極として機能する。電力供給源は、複数の第１の電極に高周波電力を供給することにより、第１の電極と第２の電極との間にプラズマを生成し、生成されたプラズマを用いて被処理体を処理する。配分設定部は、電力供給源と少なくとも１つの第１の電極との間に設けられ、電力供給源からそれぞれの第１の電極に供給される高周波電力の配分を設定する。また、配分設定部は、インピーダンス回路とスイッチ素子とが直列に接続された複数の直列回路を有する。複数の直列回路は、並列に接続されている。制御装置は、それぞれの直列回路のスイッチ素子を制御する。

Description

プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
　本開示の種々の側面および実施形態は、プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関する。
　デバイスの製造工程には、プラズマを用いて処理を行う工程がある。プラズマを用いた処理では、プラズマの分布が処理の均一性等に影響を与えるため、プラズマの分布を精度よく制御することが重要である。プラズマの分布を制御する方法の一つとして、被処理体が載置される下部電極に対向する上部電極を、略円板状の上部電極の半径方向において内側の電極と外側の電極とに分割し、両電極に供給される高周波電力の比を制御する方法がある。
　例えば、下記の特許文献１に開示されている技術では、高周波電力の供給源と内側の電極との間に設けられた可変コンデンサの容量を、ステッピングモータを用いて変更することにより、内側の電極と外側の電極とに供給される高周波電力の比が制御される。これにより、略円板状の被処理体の半径方向におけるプラズマの分布を任意の分布に制御することができる。
特開２０１５－２６４７５号公報
　本開示は、プラズマの分布をより高速に制御することができるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供する。
　本開示の一側面は、プラズマ処理装置であって、処理容器と、複数の第１の電極と、第２の電極と、電力供給源と、配分設定部と、制御装置とを備える。処理容器は、被処理体を収容する。それぞれの第１の電極は、処理容器内に設けられ、高周波電力が供給される。第２の電極は、処理容器内に設けられ、第１の電極の対向電極として機能する。電力供給源は、複数の第１の電極に高周波電力を供給することにより、第１の電極と第２の電極との間にプラズマを生成し、生成されたプラズマを用いて被処理体を処理する。配分設定部は、電力供給源と少なくとも１つの第１の電極との間に設けられ、電力供給源からそれぞれの第１の電極に供給される高周波電力の配分を設定する。制御装置は、配分設定部を制御する。また、配分設定部は、インピーダンス回路とスイッチ素子とが直列に接続された複数の直列回路を有する。複数の直列回路は、並列に接続されている。制御装置は、それぞれの直列回路のスイッチ素子を制御する。
　本開示の種々の側面および実施形態によれば、プラズマの分布をより高速に制御することができる。
図１は、本開示の第１の実施形態における成膜装置の一例を示す概略断面図である。 図２は、配分設定部の一例を示すブロック図である。 図３は、本開示の第１の実施形態における成膜処理の一例を示すフローチャートである。 図４は、本開示の第１の実施形態における成膜装置の変形例を示す模式図である。 図５は、本開示の第２の実施形態における成膜装置の一例を示す概略断面図である。 図６は、インピーダンス設定部の一例を示すブロック図である。 図７は、本開示の第３の実施形態における成膜装置の一例を示す概略断面図である。 図８は、改質工程の実行中におけるプラズマの分布の一例を示す模式図である。 図９は、改質工程を終了する際のプラズマの分布の一例を示す模式図である。 図１０は、本開示の第３の実施形態における改質工程の詳細の一例を示すフローチャートである。 図１１は、本開示の第４の実施形態における成膜装置の一例を示す概略断面図である。 図１２は、本開示の第４の実施形態における改質工程の詳細の一例を示すフローチャートである。
　以下に、開示されるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示されるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
　ところで、吸着工程、パージ工程、および改質工程を含む成膜サイクルを繰り返すＡＬＤ（Atomic　Layer　Deposition）では、改質工程でプラズマが用いられることがある。また、近年のＡＬＤでは、スループットを向上させるために、１回の成膜サイクルの時間が短縮化されており、改質工程の処理時間も短くなっている。例えば、１回の成膜サイクルの処理時間が１秒以下、１回の改質工程の処理時間が０．５秒以下となる場合がある。
　また、成膜サイクルが実行されると、処理装置内に付着する反応副生成物（いわゆるデポ）の量が変化するため、処理装置内の環境が変化し、プラズマの分布が変化する場合がある。そのため、各成膜サイクルにおいて、デポの量に応じて、プラズマの分布を制御することがある。また、作成されるデバイスの特性によっては、ＡＬＤにおけるそれぞれの成膜サイクルにおけるプラズマの分布を故意に変更する場合がある。
　しかし、ステッピングモータ等による物理的な位置の変化によって可変コンデンサの容量を変更することで高周波電力の比が制御される場合、短期間の成膜サイクル毎にプラズマの分布を変更することが難しい。そこで、本開示は、プラズマの分布をより高速に制御することができる技術を提供する。
（第１の実施形態）
［成膜装置１０の構成］
　図１は、本開示の第１の実施形態における成膜装置１０の一例を示す概略断面図である。本実施形態における成膜装置１０は、装置本体１１および制御装置１２を有する。装置本体１１は、例えば容量結合型平行平板プラズマＡＬＤ装置である。成膜装置１０は、プラズマ処理装置の一例である。装置本体１１は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムによって形成され、内部に略円筒形状の空間が形成された処理容器１を有する。なお、処理容器１は、無垢のアルミニウムあるいはセラミックス等が溶射されたアルミニウム等によって形成されてもよい。処理容器１は保安接地されている。
　処理容器１内には、被処理体Ｗが載置されるステージ２が設けられる。ステージ２は、例えばセラミックス、アルミニウム、またはそれらの組み合わせ等によって形成されており、支持部材３によって支持されている。ステージ２内には、電極６および複数のヒータ４が設けられている。電極６は、ブロッキングキャパシタ６ａを介して接地されている。また、電極６には、スイッチ６ｃを介して直流電源６ｂが接続されている。それぞれのヒータ４には、ヒータ電源４ａが接続されている。処理容器１の側壁およびステージ２は、第２の電極の一例である。
　被処理体Ｗは、ステージ２の上面に載置され、直流電源６ｂから供給された直流電圧によってステージ２の表面に生じた静電気力によりステージ２の上面に吸着保持される。それぞれのヒータ４は、ヒータ電源４ａから供給された電力により発熱し、ステージ２の上面に吸着保持された被処理体Ｗを加熱する。
　ステージ２の上面には、例えばセラミックス等で形成されたエッジリング５が設けられる。エッジリング５により、被処理体Ｗの表面においてプラズマ処理の均一性が向上する。エッジリング５の代わりに、被処理体Ｗが載置されるステージ２の上面部分が、被処理体Ｗの形状に彫り込まれたポケット形状とされてもよい。
　処理容器１の底部には、排気口７１が設けられている。排気口７１には、排気管７２を介して排気装置７３が接続されている。排気装置７３は、真空ポンプを有しており、処理容器１内を所望の真空度まで減圧することができる。
　処理容器１の側壁には、開口７４が設けられており、開口７４は、ゲートバルブＧによって開閉される。また、処理容器１の内側壁には、デポシールド７６が着脱自在に設けられている。デポシールド７６は、処理容器１の内部に直接反応生成物（デポ）が付着することを防止する。また、デポシールド７６は、処理容器１の内部に付着した反応生成物をクリーニングする際の処理容器１へのダメージを防止する。
　ステージ２の上方には、ステージ２と対向するように上部電極１６が設けられている。ステージ２と上部電極１６とは、互いに略平行となるように処理容器１内に設けられている。以下では、ステージ２上に載置された被処理体Ｗと、上部電極１６の下面との間の空間を処理空間Ｓと記載する。
　上部電極１６は、絶縁部材４５を介して処理容器１の上部に支持されている。上部電極１６は、上部電極１６－１と、上部電極１６－１の周囲に配置された上部電極１６－２とに分割されている。本実施形態において、上部電極１６－１および上部電極１６－２は、略円板状であり、上部電極１６－１の中心軸と上部電極１６－２の中心軸とは一致している。上部電極１６－１と上部電極１６－２とは、絶縁部材１６６により絶縁されている。
　上部電極１６－１および上部電極１６－２は、それぞれ、天板保持部１６０および上部天板１６１を有する。天板保持部１６０は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウム等により形成されている。
　それぞれの天板保持部１６０の内部には、拡散室１６２が設けられている。また、それぞれの天板保持部１６０の底部には、拡散室１６２に連通する複数のガス流通口１６３が形成されている。また、それぞれの天板保持部１６０には、拡散室１６２に処理ガスを導入するためのガス導入口１６５が設けられている。それぞれのガス導入口１６５には、配管１５３を介してガス供給機構１５が接続されている。
　ガス供給機構１５は、複数のガス供給源１５０ａ～１５０ｃ、複数のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１５１ａ～１５１ｃ、および複数のバルブ１５２ａ～１５２ｃを有する。ガス供給源１５０ａは、前駆体ガスの供給源である。前駆体ガスは、例えば、ビスジエチルアミノシラン（Ｈ2Ｓｉ［Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2］2）ガス、または、ジクロロシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）ガス等である。ガス供給源１５０ｂは、パージガスの供給源である。パージガスは、例えばＡｒガスまたはＨｅガスである。ガス供給源１５０ｃは、改質ガスの供給源である。改質ガスは、例えば、Ｏ2ガス、Ｈ2Ｏガス、ＮＨ3ガス、Ｎ2ガス、またはＨ2ガス等である。
　ＭＦＣ１５１ａは、ガス供給源１５０ａから供給された前駆体ガスの流量を制御する。ＭＦＣ１５１ｂは、ガス供給源１５０ｂから供給されたパージガスの流量を制御する。ＭＦＣ１５１ｃは、ガス供給源１５０ｃから供給された改質ガスの流量を制御する。
　バルブ１５２ａは、ＭＦＣ１５１ａによって流量が制御された前駆体ガスの上部電極１６への供給および供給停止を制御する。バルブ１５２ｂは、ＭＦＣ１５１ｂによって流量が制御されたパージガスの上部電極１６への供給および供給停止を制御する。バルブ１５２ｃは、ＭＦＣ１５１ｃによって流量が制御された改質ガスの上部電極１６への供給および供給停止を制御する。
　また、それぞれの上部天板１６１には、上部天板１６１を厚さ方向に貫通するように複数のガス吐出口１６４が設けられている。１つのガス吐出口１６４は、１つのガス流通口１６３に連通している。ガス導入口１６５を介して拡散室１６２内に供給されたガスは、拡散室１６２内を拡散し、複数のガス流通口１６３およびガス吐出口１６４を介して処理容器１の処理空間Ｓ内にシャワー状に供給される。
　上部電極１６－１の天板保持部１６０には、整合器８を介して高周波電源７が接続されている。また、上部電極１６－２の天板保持部１６０には、配分設定部２０および整合器８を介して高周波電源７が接続されている。高周波電源７は、プラズマの発生に用いられる所定の周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）の高周波電力をそれぞれの天板保持部１６０に供給する。それぞれの上部電極１６の天板保持部１６０は、複数の第１の電極の一例であり、高周波電源７は、電力供給源の一例である。なお、本実施形態では、整合器８と上部電極１６－２の間にのみ配分設定部２０が設けられるが、他の形態として、整合器８と上部電極１６－１の間にも配分設定部２０が設けられてもよい。
　配分設定部２０は、制御装置１２からの制御に応じて、上部電極１６－１に供給される高周波電力と、上部電極１６－２に供給される高周波電力との配分比を設定する。これにより、上部電極１６－１および上部電極１６－２には、それぞれ、配分設定部２０によって設定された配分比の高周波電力が供給される。
　なお、上部電極１６には、図示しないヒータや、冷媒を循環させるための図示しない配管等の温度調整機構が設けられており、被処理体Ｗの処理中に上部電極１６を所望の範囲内の温度に制御できるようになっている。また、上部電極１６には、処理空間Ｓ内にプラズマが生成される際に、必要に応じて、負の直流電圧がローパスフィルタ（ＬＰＦ）を介して印加されてもよい。
　上記のように構成された装置本体１１は、制御装置１２によって制御される。制御装置１２は、メモリ、プロセッサ、および入出力インターフェイスを備える。プロセッサは、メモリ内に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、メモリ内に格納されたレシピやデータに基づいて、入出力インターフェイスを介して、装置本体１１の各部を制御する。
［配分設定部２０の構成］
　図２は、配分設定部２０の一例を示すブロック図である。配分設定部２０は、例えば図２に示されるように、複数の直列回路２１－１～２１－ｎ、複数のインダクタ１２０、複数の抵抗１２１、複数のキャパシタ１２２、およびドライバ回路１２３を有する。複数の直列回路２１－１～２１－ｎは、整合器８と上部電極１６－２の天板保持部１６０との間に互いに並列に接続されている。なお、以下では、直列回路２１－１～２１－ｎのそれぞれを区別することなく総称する場合に直列回路２１と記載する。
　それぞれの直列回路２１は、キャパシタ２２およびダイオード２３を有する。本実施形態において、ダイオード２３は、例えばＰＩＮダイオードである。キャパシタ２２は、インピーダンス回路の一例であり、ダイオード２３は、スイッチ素子の一例である。なお、他の形態として、キャパシタ２２は、例えばキャパシタおよびインダクタの少なくともいずれか一方を含む回路であってもよい。また、ダイオード２３は、ダイオードおよびトランジスタの少なくともいずれか一方を用いたスイッチで構成されてもよい。
　それぞれの直列回路２１において、キャパシタ２２の一端は、整合器８に接続されており、キャパシタ２２の他端は、ダイオード２３のアノードに接続されており、ダイオード２３のカソードは、上部電極１６－２の天板保持部１６０に接続されている。なお、それぞれの直列回路２１において、ダイオード２３のアノードが整合器８に接続され、ダイオード２３のカソードがキャパシタ２２の一端に接続され、キャパシタ２２の他端が上部電極１６－２の天板保持部１６０に接続されていてもよい。
　また、それぞれの直列回路２１において、ダイオード２３のアノードは、直列に接続されたインダクタ１２０および抵抗１２１を介してドライバ回路１２３に接続されている。インダクタ１２０と抵抗１２１との間のノードは、キャパシタ１２２を介して接地されている。インダクタ１２０とキャパシタ１２２は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）を構成する。ドライバ回路１２３は、ダイオードスイッチドライバ回路および高圧直流電源回路を有し、制御装置１２によって制御される。それぞれの直列回路２１において、インダクタ１２０およびキャパシタ１２２で構成されるＬＰＦと抵抗１２１を介してドライバ回路１２３から正または負のバイアス電圧が印加されることにより、ダイオード２３がオンまたはオフとなり、整合器８からの高周波電力がキャパシタ２２を介して天板保持部１６０に供給される。
　本実施形態において、それぞれの直列回路２１が有するキャパシタ２２の定数は同一であり、制御装置１２は、オンに制御するダイオード２３の個数を制御することにより、整合器８と上部電極１６－２の天板保持部１６０との間のインピーダンスを制御する。これにより、整合器８と上部電極１６－１の天板保持部１６０との間のインピーダンスと、整合器８と上部電極１６－２の天板保持部１６０との間のインピーダンスの比が制御される。これにより、上部電極１６－１の天板保持部１６０に供給される高周波電力と、上部電極１６－２の天板保持部１６０に供給される高周波電力の配分の比が制御される。
　ここで、固定電極に対する可動電極の物理的な位置をモータ等により変更することにより容量を変更する可変コンデンサを用いて、高周波電源７と天板保持部１６０との間のインピーダンスを変更するとすれば、インピーダンスを短期間で変更することが難しい。そのため、上部電極１６－１の天板保持部１６０に供給される高周波電力と、上部電極１６－２の天板保持部１６０に供給される高周波電力との配分の比を短期間で変更することが難しい。従って、処理容器１内に生成されているプラズマの分布を高速に変更することが難しい。
　これに対し、本実施形態の配分設定部２０では、インダクタ１２０およびキャパシタ１２２で構成されるＬＰＦと抵抗１２１を介してドライバ回路１２３から供給されるバイアス電圧によって高周波電源７と天板保持部１６０との間のインピーダンスを変更することができる。これにより、上部電極１６－１の天板保持部１６０に供給される高周波電力と、上部電極１６－２の天板保持部１６０に供給される高周波電力との配分の比を短期間で変更することが可能となる。従って、処理容器１内に生成されているプラズマの分布を高速に変更することが可能となる。
　本実施形態において、制御装置１２は、プラズマの分布毎に、当該分布に対応する、オンに制御されるダイオード２３の数を予めメモリ内に保持している。そして、制御装置１２は、処理レシピに基づいて、処理レシピに規定されているプラズマの分布に対応する数のダイオード２３をオンにするように配分設定部２０を制御する。
　なお、他の形態として、直列回路２１－１のキャパシタ２２の容量をＣ1とした場合、ｋ番目の直列回路２１－ｋのキャパシタ２２の容量Ｃkが下記の式（１）で表される容量となるように、それぞれの直列回路２１のキャパシタ２２の容量が設定されてもよい。
　　Ｃk＝２k-1Ｃ1　　・・・（１）
　なお、ｋは、２以上ｎ以下の整数である。
　そして、制御装置１２は、例えば下記の式（２）を用いて特定される容量Ｃに基づいて、整合器８と上部電極１６－２の天板保持部１６０との間のインピーダンスを制御するようにしてもよい。
　　Ｃ＝ｍ1Ｃ1＋ｍ2Ｃ2＋・・・＋ｍnＣn　　・・・（２）
　なお、上記式（２）において、ｍkは、ｋ番目の直列回路２１のダイオード２３がオンの場合に１をとり、オフの場合に０をとる変数である。これにより、制御装置１２は、容量Ｃ1の分解能で、整合器８と上部電極１６－２の天板保持部１６０との間の容量Ｃを任意の容量に制御することができる。
［成膜処理］
　図３は、本開示の第１の実施形態における成膜処理の一例を示すフローチャートである。本実施形態において、成膜装置１０は、ＡＬＤにより被処理体Ｗに所定の膜（例えばシリコン酸化膜）を積層する。図３に例示された成膜処理は、制御装置１２により装置本体１１の各部が制御されることによって実行される。
　まず、ゲートバルブＧが開かれ、図示しないロボットアームにより未処理の被処理体Ｗが開口７４を介して処理容器１内に搬入され、ステージ２の上に載置される（Ｓ１０）。そして、ゲートバルブＧが閉じられる。そして、制御装置１２は、排気装置７３を制御し、処理容器１内の圧力を調整する（Ｓ１１）。
　次に、制御装置１２は、吸着工程を実行する（Ｓ１２）。吸着工程では、バルブ１５２ａが開かれ、ＭＦＣ１５１ａによって流量が制御された前駆体ガスが上部電極１６－１および上部電極１６－２を介して処理容器１内に供給される。これにより、被処理体Ｗの表面に前駆体ガスの分子が吸着する。本実施形態において、ステップＳ１２の吸着工程は、例えば０．０５秒間実行される。そして、バルブ１５２ａが閉じられる。
　次に、制御装置１２は、第１のパージ工程を実行する（Ｓ１３）。第１のパージ工程では、バルブ１５２ｂが開かれ、ＭＦＣ１５１ｂによって流量が制御されたパージガスが上部電極１６－１および上部電極１６－２を介して処理容器１内に供給される。これにより、被処理体Ｗに過剰に付着した前駆体ガスの分子が除去される。ステップＳ１３の第１のパージ工程は、例えば０．４秒間実行される。なお、ＡＬＤの１回の成膜サイクルが０．４５秒で行われる高速処理の場合、ステップＳ１３の第１のパージ工程は、例えば０．２秒間実行される。そして、バルブ１５２ｂが閉じられる。
　次に、制御装置１２は、配分設定部２０を制御することにより、上部電極１６－１の天板保持部１６０に供給される高周波電力と、上部電極１６－２の天板保持部１６０に供給される高周波電力との配分比を設定する（Ｓ１４）。制御装置１２は、メモリ内に格納された処理レシピに規定された成膜サイクル毎のプラズマの分布に基づいて、高周波電力の配分比を設定する。なお、ステップＳ１４の処理は、高周波電源７からそれぞれの天板保持部１６０に実際に高周波電力が供給されるステップＳ１５の改質工程の前であれば、ステップＳ１２の前またはＳ１３の前に行われてもよい。
　次に、制御装置１２は、改質工程を実行する（Ｓ１５）。改質工程では、バルブ１５２ｃが開かれ、ＭＦＣ１５１ｃによって流量が制御された改質ガスが上部電極１６－１および上部電極１６－２を介して処理容器１内に供給される。そして、ステップＳ１４で設定された配分比の高周波電力が、高周波電源７から上部電極１６－１および上部電極１６－２にそれぞれ供給される。これにより、処理容器１の処理空間Ｓ内には、ステップＳ１４で設定された配分比に応じた分布で、改質ガスのプラズマが生成される。
　これにより、ステップＳ１２において被処理体Ｗの表面に吸着した前駆体ガスの分子が改質され、所定の厚さの膜が形成される。ステップＳ１５において、改質ガスのプラズマは、例えば０．４秒間生成される。なお、高速処理の場合、ステップＳ１５の改質工程は、例えば０．２秒間実行される。そして、高周波電源７から上部電極１６－１および上部電極１６－２への高周波電力の供給が停止され、バルブ１５２ｃが閉じられる。
　次に、制御装置１２は、第２のパージ工程を実行する（Ｓ１６）。第２のパージ工程では、バルブ１５２ｂが開かれ、ＭＦＣ１５１ｂによって流量が制御されたパージガスが上部電極１６－１および上部電極１６－２を介して処理容器１内に供給される。これにより、被処理体Ｗに付着した反応副生成物等が除去される。ステップＳ１６の第２のパージ工程は、例えば０．１秒間実行される。なお、高速処理の場合、ステップＳ１６の第２のパージ工程は、省略されてもよい。そして、バルブ１５２ｂが閉じられる。
　次に、制御装置１２は、ステップＳ１２～Ｓ１６を含む成膜サイクルが所定回数繰り返されたか否かを判定する（Ｓ１７）。成膜サイクルは、例えば数十～数百回繰り返される。成膜サイクルが所定回数繰り返されていない場合（Ｓ１７：Ｎｏ）、制御装置１２は、再びステップＳ１２に示された処理を実行する。
　一方、成膜サイクルが所定回数繰り返された場合（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、ゲートバルブＧが開かれ、図示しないロボットアームにより、処理後の被処理体Ｗが開口７４を介して処理容器１内から搬出される（Ｓ１８）。そして、制御装置１２は、未処理の被処理体Ｗが存在するか否かを判定する（Ｓ１９）。未処理の被処理体Ｗが存在する場合（Ｓ１９：Ｙｅｓ）、制御装置１２は、再びステップＳ１０に示された処理を実行する。一方、未処理の被処理体Ｗが存在しない場合（Ｓ１９：Ｎｏ）、制御装置１２は、本フローチャートに示された成膜処理を終了する。
　以上、第１の実施形態について説明した。本実施形態の成膜装置１０は、処理容器１と、複数の天板保持部１６０と、ステージ２と、高周波電源７と、配分設定部２０と、制御装置１２とを備える。処理容器１は、被処理体Ｗを収容する。それぞれの天板保持部１６０は、処理容器１内に設けられ、高周波電力が供給される。ステージ２は、処理容器１内に設けられ、天板保持部１６０の対向電極として機能する。高周波電源７は、複数の天板保持部１６０に高周波電力を供給することにより、天板保持部１６０とステージ２との間にプラズマを生成し、生成されたプラズマを用いて被処理体Ｗを処理する。配分設定部２０は、高周波電源７と少なくとも１つの天板保持部１６０との間に設けられ、高周波電源７からそれぞれの天板保持部１６０に供給される高周波電力の配分を設定する。制御装置１２は、配分設定部２０を制御する。また、配分設定部２０はインピーダンス回路とスイッチ素子とが直列に接続された複数の直列回路２１を有する。複数の直列回路２１は、並列に接続されている。制御装置１２は、それぞれの直列回路２１のスイッチ素子を制御する。これにより、プラズマの分布をより高速に制御することができる。
　また、上記した実施形態において、高周波電源７は、ＡＬＤの工程に含まれる、被処理体Ｗの表面に吸着された前駆体の分子にプラズマを照射することにより前駆体の分子を改質する改質工程において、天板保持部１６０とステージ２との間にプラズマを生成する。また、制御装置１２は、改質工程が実行される毎に、配分設定部２０によって設定される高周波電力の配分を制御する。これにより、改質工程が実行される毎に、プラズマの分布をより高速に制御することができる。
　また、上記した実施形態において、スイッチ素子は、ダイオードおよびトランジスタの少なくともいずれか一方を用いたスイッチである。これにより、高周波電源７と天板保持部１６０との間のインピーダンスをより高速に変更することができる。
　なお、上記した第１の実施形態における処理容器１では、上部電極１６が上部電極１６－１および１６－２の２つに分割されたが、例えば図４に示されるように、上部電極１６は、３個以上の上部電極１６－１～１６－ｎに分割されてもよい。図４は、本開示の第１の実施形態における成膜装置１０の変形例を示す模式図である。
　図４の例では、上部電極１６－１～１６－ｎは、略円板状であり、上部電極１６－１～１６－ｎのそれぞれの中心軸は一致している。ｋ番目の上部電極１６－ｋは、ｋ番目の配分設定部２０－ｋを介して整合器８に接続される。そして、制御装置１２は、それぞれの配分設定部２０を制御することにより、整合器８と上部電極１６－１～１６－ｎとの間の高周波電力の配分比を制御する。これにより、処理容器１内のプラズマの分布をより精度よく制御することができる。
　なお、上部電極１６－１も、配分設定部２０－１を介して整合器８に接続されてもよい。また、図４の例では、上部電極１６－１～１６－ｎは、上部電極１６－１の中心軸を中心とする円の径方向に複数に分割されているが、他の例として、上部電極１６－１～１６－ｎは、上部電極１６－１の中心軸を中心とする円の周方向に更に分割されていてもよい。
（第２の実施形態）
［成膜装置１０の構成］
　図５は、本開示の第２の実施形態における成膜装置１０の一例を示す概略断面図である。本実施形態の成膜装置１０では、上部電極１６が分割されておらず、ステージ２内の電極６がインピーダンス設定部３０を介して接地されている点が、第１の実施形態の成膜装置１０とは異なる。なお、以下に説明する点を除き、図５において、図１と同じ符号を付した構成は、図１における構成と同一または同様の機能を有するため説明を省略する。
　ステージ２の電極６は、インピーダンス設定部３０を介して接地されている。上部電極１６は、第１の電極の一例であり、処理容器１の側壁およびステージ２は、複数の第２の電極の一例である。インピーダンス設定部３０のインピーダンスを変更することにより、ステージ２と接地電位との間のインピーダンスと、処理容器１の側壁と接地電位との間のインピーダンスとの比を変更することができる。
［インピーダンス設定部３０の構成］
　図６は、インピーダンス設定部３０の一例を示すブロック図である。インピーダンス設定部３０は、例えば図６に示されるように、インダクタ３４、インダクタ３４に直列に接続された複数の直列回路３１－１～３１－ｎ、複数のインダクタ１２４、複数の抵抗１２５、複数のキャパシタ１２６、およびドライバ回路１２７を有する。インダクタ３４の一端は、ステージ２の電極６に接続されており、インダクタ３４の他端は、複数の直列回路３１－１～３１－ｎに接続されている。複数の直列回路３１－１～３１－ｎは、インダクタ３４と接地電位との間に互いに並列に接続されている。なお、以下では、直列回路３１－１～３１－ｎのそれぞれを区別することなく総称する場合に直列回路３１と記載する。
　それぞれの直列回路３１は、キャパシタ３２およびダイオード３３を有する。本実施形態において、ダイオード３３は、例えばＰＩＮダイオードである。キャパシタ３２は、インピーダンス回路の一例であり、ダイオード３３は、スイッチ素子の一例である。なお、他の形態として、キャパシタ３２は、例えばキャパシタおよびインダクタの少なくともいずれか一方を含む回路であってもよい。また、ダイオード２３は、ダイオードおよびトランジスタの少なくともいずれか一方を用いたスイッチで構成されてもよい。
　それぞれの直列回路３１において、キャパシタ３２の一端は、インダクタ３４に接続されており、キャパシタ３２の他端は、ダイオード３３のアノードに接続されており、ダイオード３３のカソードは、接地されている。なお、それぞれの直列回路３１において、ダイオード３３のアノードがインダクタ３４に接続され、ダイオード３３のカソードがキャパシタ３２の一端に接続され、キャパシタ３２の他端が接地されていてもよい。
　また、それぞれの直列回路３１において、ダイオード３３のアノードは、直列に接続されたインダクタ１２４および抵抗１２５を介してドライバ回路１２７に接続されている。インダクタ１２４と抵抗１２５との間のノードは、キャパシタ１２６を介して接地されている。インダクタ１２４とキャパシタ１２６は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）を構成する。ドライバ回路１２７は、ダイオードスイッチドライバ回路および高圧直流電源回路を有し、制御装置１２によって制御される。それぞれの直列回路３１において、インダクタ１２４およびキャパシタ１２６で構成されるＬＰＦと抵抗１２５を介してドライバ回路１２７から正または負のバイアス電圧が印加されることにより、ダイオード３３がオンまたはオフとなり、インダクタ３４およびキャパシタ３２を介してステージ２の電極６が接地される。これにより、ステージ２が接地される。
　本実施形態において、それぞれの直列回路３１が有するキャパシタ３２の定数は同一であり、制御装置１２は、オンに制御するダイオード３３の個数を制御することにより、ステージ２と接地電位との間のインピーダンスを制御する。処理容器１の側壁は、接地されているため、オンに制御するダイオード３３の個数を制御することで、処理容器１の側壁と接地電位との間のインピーダンスと、ステージ２と接地電位との間のインピーダンスとの比が制御される。これにより、処理容器１の側壁の電位に対するステージ２の電位が変化し、処理容器１内に生成されるプラズマの分布が変化する。本実施形態の処理容器１においても、処理容器１内に生成されているプラズマの分布を高速に変更することができる。
　なお、本実施形態においても、第１の実施形態の配分設定部２０と同様に、各直列回路３１のキャパシタ３２の定数が、前述の式（１）で表される容量に設定されてもよい。また、制御装置１２は、前述の式（２）を用いて特定される容量Ｃに基づいてステージ２と接地電位との間のインピーダンスを制御するようにしてもよい。
　このように構成された本実施形態の処理容器１は、第１の実施形態の処理容器１と同様に、ＡＬＤを実行する。本実施形態において、制御装置１２は、改質工程（図３のステップＳ１５）を実行する前に、メモリ内に格納された処理レシピに規定された、成膜サイクル毎のプラズマの分布に基づいて、インピーダンス設定部３０のインピーダンスを制御する。これにより、処理容器１の側壁と接地電位との間のインピーダンスと、ステージ２と接地電位との間のインピーダンスとの比が制御され、改質工程で生成されるプラズマの分布が所定の分布に制御される。
　なお、本実施形態において、インピーダンス設定部３０は、インダクタ３４とキャパシタ３２の直列回路として構成されるが、他の形態として、インダクタ３４は、インダクタとキャパシタの並列回路や直列回路との組み合わせとして構成されてもよい。また、他の形態として、インピーダンス設定部３０には、インダクタ３４が設けられていなくてもよい。
　以上、第２の実施形態について説明した。本実施形態の成膜装置１０は、処理容器１と、天板保持部１６０と、ステージ２と、高周波電源７と、インピーダンス設定部３０と、制御装置１２とを備える。処理容器１は、被処理体Ｗを収容する。天板保持部１６０は、処理容器１内に設けられ、高周波電力が供給される。処理容器１の側壁およびステージ２は、天板保持部１６０の対向電極として機能する。高周波電源７は、天板保持部１６０に高周波電力を供給することにより、天板保持部１６０と処理容器１の側壁とステージ２との間にプラズマを生成し、生成されたプラズマを用いて被処理体Ｗを処理する。インピーダンス設定部３０は、接地電位とステージ２との間に設けられ、接地電位と処理容器１の側壁との間のインピーダンスと、接地電位とステージ２との間のインピーダンスとの比を設定する。制御装置１２は、インピーダンス設定部３０を制御する。また、インピーダンス設定部３０はインピーダンス回路とスイッチ素子とが直列に接続された複数の直列回路３１を有する。複数の直列回路３１は、ステージ２と接地電位との間に並列に接続されている。制御装置１２は、それぞれの直列回路３１のスイッチ素子を制御する。これにより、プラズマの分布をより高速に制御することができる。
　なお、上記した第２の実施形態は、前述の第１の実施形態と組み合わされてもよい。
（第３の実施形態）
［成膜装置１０の構成］
　図７は、本開示の第３の実施形態における成膜装置１０の一例を示す概略断面図である。本実施形態における成膜装置１０では、被処理体Ｗの面に沿う方向において、被処理体Ｗが配置される領域の外側に上部電極１６－２が配置される点が第１の実施形態における成膜装置１０とは異なる。なお、以下に説明する点を除き、図７において、図１と同じ符号を付した構成は、図１における構成と同一または同様の機能を有するため説明を省略する。
　上部電極１６－２は、天板保持部１６０’および上部天板１６１’を有する。天板保持部１６０’は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウム等により形成されており、その下部に上部天板１６１’を着脱自在に支持する。本実施形態において、天板保持部１６０’内には拡散室１６２、ガス流通口１６３、およびガス導入口１６５が設けられておらず、上部天板１６１’内にはガス吐出口１６４は設けられていない。
　本実施形態の処理容器１では、例えば図８に示されるように、改質工程において上部電極１６－１を介して供給された改質ガスによって処理容器１内にプラズマＰが生成される。図８は、改質工程の実行中におけるプラズマＰの分布の一例を示す模式図である。このとき、制御装置１２は、被処理体Ｗの上方におけるプラズマの密度が高くなる分布となるように、配分設定部２０を制御する。
　ここで、プラズマＰには、反応副生成物等のパーティクルが含まれる場合がある。改質工程が終了した場合、被処理体Ｗの上方におけるプラズマＰの密度が高い分布のまま、高周波電源７から上部電極１６－１および上部電極１６－２に供給される高周波電力が遮断されると、プラズマＰに含まれるパーティクルが被処理体Ｗに降り注ぐ場合がある。これにより、被処理体Ｗの品質が低下する場合がある。
　そこで、本実施形態では、制御装置１２は、改質工程を終了する前に、例えば図９に示されるように、被処理体Ｗの面に沿う方向における被処理体Ｗの外側においてプラズマの密度が高くなる分布となるように、配分設定部２０を制御する。そして、制御装置１２は、高周波電源７から上部電極１６－１および上部電極１６－２に供給される高周波電力を遮断することによりプラズマの生成を停止する。図９は、改質工程を終了する際のプラズマＰの分布の一例を示す模式図である。
　これにより、プラズマＰに含まれるパーティクルの多くが被処理体Ｗの外側に移動した後に、プラズマが停止され、被処理体Ｗへのパーティクルの付着を抑制することができる。これにより、被処理体Ｗの品質の低下を抑制することができる。
［成膜処理］
　本実施形態における成膜処理の一例を示すフローチャートは、以下に説明する点を除き、図３に示された第１の実施形態における成膜処理と同様であるため、図示を省略する。以下では、図３を参照しながら、本実施形態の成膜処理において、第１の実施形態と異なる部分について説明する。
　本実施形態では、ステップＳ１４において、制御装置１２は、被処理体Ｗの上方におけるプラズマの密度が高くなる分布となるように、上部電極１６－１に供給される高周波電力と、上部電極１６－２に供給される高周波電力との配分比を制御する。
　本実施形態における改質工程（Ｓ１５）では、例えば図１０に示される処理が実行される。図１０は、本開示の第３の実施形態における改質工程の詳細の一例を示すフローチャートである。
　本実施形態の改質工程では、まず、バルブ１５２ｃが開かれ、ＭＦＣ１５１ｃによって流量が制御された改質ガスが上部電極１６－１および上部電極１６－２を介して処理容器１内に供給開始される（Ｓ２０）。そして、ステップＳ１４で設定された配分比の高周波電力が、高周波電源７から上部電極１６－１および上部電極１６－２にそれぞれ供給開始される（Ｓ２１）。これにより、処理容器１の処理空間Ｓ内には、ステップＳ１４で設定された配分比に応じた分布で、改質ガスのプラズマが生成される。
　次に、制御装置１２は、改質ガスのプラズマが生成されてから所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ２２）。所定時間は、例えば被処理体Ｗの表面に吸着した前駆体の分子を改質させるための時間である。改質ガスのプラズマが生成されてから所定時間が経過していない場合（Ｓ２２：Ｎｏ）、制御装置１２は、再びステップＳ２２に示された処理を実行する。
　一方、改質ガスのプラズマが生成されてから所定時間が経過した場合（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、制御装置１２は、被処理体Ｗの面に沿う方向における被処理体Ｗの外側においてプラズマの密度が高くなる分布となるように、配分設定部２０を制御する（Ｓ２３）。具体的には、制御装置１２は、被処理体Ｗの面に沿う方向における被処理体Ｗの外側においてプラズマの密度が高くなる分布となるように、上部電極１６－１に供給される高周波電力と、上部電極１６－２に供給される高周波電力との配分比を制御する。
　そして、プラズマＰに含まれるパーティクルが被処理体Ｗの外側に移動した後、高周波電源７から上部電極１６－１および上部電極１６－２への高周波電力の供給が停止される（Ｓ２４）。そして、バルブ１５２ｃが閉じられ、処理容器１内への改質ガスの供給が停止され（Ｓ２５）、本フローチャートに示された改質工程が終了する。
　以上、第３の実施形態について説明した。本実施形態の成膜装置１０において、制御装置１２は、高周波電源７によるプラズマの生成が終了する前に、被処理体Ｗが配置された領域の外側にプラズマが集中するように配分設定部２０によって設定される電力の配分を制御する。これにより、プラズマに含まれるパーティクルが被処理体Ｗに付着することを抑制することができる。
　なお、第２の実施形態においても、改質工程を終了する前に、被処理体Ｗの面に沿う方向における被処理体Ｗの外側においてプラズマの密度が高くなる分布となるように、インピーダンス設定部３０が制御されてもよい。
（第４の実施形態）
［成膜装置１０の構成］
　図１１は、本開示の第４の実施形態における成膜装置１０の一例を示す概略断面図である。本実施形態における成膜装置１０では、処理容器１内にプラズマが生成されている間に、上部電極１６－１および上部電極１６－２に供給される電流が所定の比になるように、配分設定部２０が調整される点が第１の実施形態の成膜装置１０とは異なる。なお、以下に説明する点を除き、図１１において、図１と同じ符号を付した構成は、図１における構成と同一または同様の機能を有するため説明を省略する。
　上部電極１６－１の天板保持部１６０と整合器８との間には、整合器８を介して高周波電源７から上部電極１６－１の天板保持部１６０に供給される電流を測定するセンサ４０－１が設けられている。また、上部電極１６－２の天板保持部１６０と配分設定部２０との間には、整合器８および配分設定部２０を介して高周波電源７から上部電極１６－２の天板保持部１６０に供給される電流を測定するセンサ４０－２が設けられている。なお、以下では、センサ４０－１およびセンサ４０－２のそれぞれを区別することなく総称する場合にセンサ４０と記載する。
　制御装置１２は、ＡＬＤの改質工程においてプラズマが生成されている間、センサ４０－１によって測定された電流の値と、センサ４０－２によって測定された電流の値とを取得する。そして、制御装置１２は、取得された電流の値の比が所定の比となるように、配分設定部２０を制御する。所定の比は、例えば制御装置１２が有するメモリに格納されたレシピに規定されている。上部電極１６－１および上部電極１６－２のそれぞれに実際に供給される電流に基づいて配分設定部２０が制御されるため、処理容器１内のプラズマの分布を所定の分布により近づけることができる。
　なお、本実施形態において、それぞれのセンサ４０は上部電極１６に供給される電流を測定し、制御装置１２は、測定された電流の値の比が所定の比となるように、配分設定部２０を制御するが、開示の技術はこれに限られない。他の形態として、それぞれのセンサ４０は上部電極１６に供給される電力を測定し、制御装置１２は、測定された電力の値の比が所定の比となるように、配分設定部２０を制御するようにしてもよい。
［成膜処理］
　本実施形態における成膜処理の一例を示すフローチャートは、以下に説明する点を除き、図３に示された第１の実施形態における成膜処理と同様であるため、図示を省略する。本実施形態では、ステップＳ１４において、制御装置１２は、メモリ内に格納された処理レシピに規定された成膜サイクル毎のプラズマの分布に基づいて、配分設定部２０を制御することにより、高周波電力の配分比の初期値を設定する。
　また、本実施形態における改質工程（Ｓ１５）では、例えば図１２に示される処理が実行される。図１２は、本開示の第４の実施形態における改質工程の詳細の一例を示すフローチャートである。
　本実施形態の改質工程では、まず、バルブ１５２ｃが開かれ、ＭＦＣ１５１ｃによって流量が制御された改質ガスが上部電極１６－１および上部電極１６－２を介して処理容器１内に供給開始される（Ｓ３０）。そして、ステップＳ１４で設定された初期値の配分比の高周波電力が、高周波電源７から上部電極１６－１および上部電極１６－２にそれぞれ供給開始される（Ｓ３１）。これにより、処理容器１の処理空間Ｓ内には、ステップＳ１４で設定された初期値の配分比に応じた分布で、改質ガスのプラズマが生成される。
　次に、制御装置１２は、それぞれのセンサ４０から電流の測定値を取得する（Ｓ３２）。ステップＳ３２は、取得工程の一例である。そして、制御装置１２は、取得された電流の測定値の比と、レシピに規定されている所定の比とに基づいて、電流の測定値の比を所定の比とするために変更すべき配分設定部２０のインピーダンスの制御量を特定する（Ｓ３３）。ステップＳ３３は、特定工程の一例である。
　次に、制御装置１２は、特定された制御量に対応するインピーダンスの変化量となるように、配分設定部２０を制御することにより、上部電極１６－１に供給される高周波電力と、上部電極１６－２に供給される高周波電力との配分比を設定する（Ｓ３４）。ステップＳ３４は、制御工程の一例である。
　なお、ステップＳ３４において、制御量がインピーダンスの増加を示す場合、制御装置１２は、所定の容量ΔＣ分、配分設定部２０のインピーダンスを増加させるように配分設定部２０を制御してもよい。同様に、ステップＳ３４において、制御量がインピーダンスの減少を示す場合、制御装置１２は、所定の容量ΔＣ分、配分設定部２０のインピーダンスを減少させるように配分設定部２０を制御してもよい。
　次に、制御装置１２は、改質ガスのプラズマが生成されてから所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ３５）。所定時間は、例えば被処理体Ｗの表面に吸着した前駆体の分子を改質させるための時間である。改質ガスのプラズマが生成されてから所定時間が経過していない場合（Ｓ３５：Ｎｏ）、制御装置１２は、再びステップＳ３２に示された処理を実行する。
　一方、改質ガスのプラズマが生成されてから所定時間が経過した場合（Ｓ３５：Ｙｅｓ）、高周波電源７から上部電極１６－１および上部電極１６－２への高周波電力の供給が停止される（Ｓ３６）。そして、バルブ１５２ｃが閉じられ、処理容器１内への改質ガスの供給が停止され（Ｓ３７）、本フローチャートに示された改質工程が終了する。
　以上、第４の実施形態について説明した。本実施形態の成膜装置１０は、それぞれの天板保持部１６０に設けられ、天板保持部１６０に供給される電流を測定する複数のセンサ４０を備える。制御装置１２は、それぞれのセンサ４０によって測定された電流の比が所定の比となるように、配分設定部２０によって設定される高周波電力の配分を制御する。これにより、処理容器１内のプラズマの分布を所定の分布により近づけることができる。
［その他］
　なお、本願に開示された技術は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
　例えば、上記した第４の実施形態では、上部電極１６－１および上部電極１６－２に高周波電力が供給される際の電流の比に基づいて、配分設定部２０が制御されたが、開示の技術はこれに限られない。例えば、第２の実施形態において、インピーダンス設定部３０と接地電位との間にセンサ４０－１が設けられ、処理容器１と接地電位との間にセンサ４０－２が設けられてもよい。そして、それぞれのセンサ４０によって測定された電流または電力の比が所定の比となるように、インピーダンス設定部３０が制御されてもよい。
　また、上記した各実施形態では、プラズマ処理装置として、ＡＬＤにより被処理体Ｗ上に所定の膜を積層する成膜装置１０を例に説明したが、開示の技術はこれに限られない。プラズマを用いて成膜を行う装置であれば、例えばＣＶＤ（Chemical　Vapor　Deposition）やＰＶＤ（Physical　Vapor　Deposition）等により成膜を行う装置に対しても開示の技術を適用することができる。また、プラズマを用いて処理を行う装置であれば、エッチング装置、ＡＬＥ装置、洗浄装置、または改質装置等に対しても、開示の技術を適用することができる。
　また、上記した各実施形態の成膜装置１０では、プラズマ源の一例として容量結合型プラズマ（ＣＣＰ）が用いられるが、開示の技術はこれに限られず、容量結合型プラズマ以外のプラズマ源を用いてプラズマ処理が行われてもよい。容量結合型プラズマ以外のプラズマ源としては、例えば、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）等が挙げられる。
　なお、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
Ｐ　プラズマ
Ｓ　処理空間
Ｗ　被処理体
１　処理容器
１０　成膜装置
１１　装置本体
１２　制御装置
１５　ガス供給機構
１６　上部電極
１６０　天板保持部
１６１　上部天板
２　ステージ
２０　配分設定部
２１　直列回路
３　支持部材
３０　インピーダンス設定部
３１　直列回路
４０　センサ
５　エッジリング
６　電極
６ａ　ブロッキングキャパシタ
６ｂ　直流電源
６ｃ　スイッチ
７　高周波電源

Claims (7)

  1. 　被処理体を収容する処理容器と、
    　前記処理容器内に設けられ、高周波電力が供給される複数の第１の電極と、
    　前記処理容器内に設けられ、前記第１の電極の対向電極として機能する第２の電極と、
    　複数の前記第１の電極に高周波電力を供給することにより、前記第１の電極と前記第２の電極との間にプラズマを生成し、生成されたプラズマを用いて前記被処理体を処理する電力供給源と、
    　前記電力供給源と少なくとも１つの前記第１の電極との間に設けられ、前記電力供給源からそれぞれの前記第１の電極に供給される高周波電力の配分を設定する配分設定部と、
    　前記配分設定部を制御する制御装置と
    を備え、
    　前記配分設定部は、
    　インピーダンス回路とスイッチ素子とが直列に接続された複数の直列回路を有し、
    　複数の前記直列回路は、並列に接続されており、
    　前記制御装置は、
    　それぞれの前記直列回路の前記スイッチ素子を制御するプラズマ処理装置。
  2. 　前記電力供給源は、
    　ＡＬＤ（Atomic　Layer　Deposition）の工程に含まれる、前記被処理体の表面に吸着された前駆体の分子にプラズマを照射することにより前駆体の分子を改質する改質工程において、前記第１の電極と前記第２の電極との間にプラズマを生成し、
    　前記制御装置は、
    　前記改質工程において、前記配分設定部によって設定される高周波電力の配分を制御する請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  3. 　前記制御装置は、
    　前記電力供給源によるプラズマの生成が終了する前に、前記被処理体が配置された領域の外側に前記プラズマが集中するように前記配分設定部によって設定される高周波電力の配分を制御する請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
  4. 　それぞれの前記第１の電極に設けられ、前記第１の電極に供給される電流または電力を測定する複数のセンサを備え、
    　前記制御装置は、
    　それぞれの前記センサによって測定された電流または電力の比が所定の比となるように、前記配分設定部によって設定される高周波電力の配分を制御する請求項１から３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
  5. 　被処理体を収容する処理容器と、
    　前記処理容器内に設けられ、高周波電力が供給される第１の電極と、
    　前記処理容器内に設けられ、前記第１の電極の対向電極として機能する複数の第２の電極と、
    　前記第１の電極に高周波電力を供給することにより、前記第１の電極と複数の前記第２の電極との間にプラズマを生成し、生成されたプラズマを用いて前記被処理体を処理する電力供給源と、
    　接地電位と少なくとも１つの前記第２の電極との間に設けられ、前記接地電位とそれぞれの前記第２の電極との間のインピーダンスの比を設定するインピーダンス設定部と、
    　前記インピーダンス設定部を制御する制御装置と
    を備え、
    　前記インピーダンス設定部は、
    　インピーダンス回路とスイッチ素子とが直列に接続された複数の直列回路を有し、
    　複数の前記直列回路は、並列に接続されており、
    　前記制御装置は、
    　それぞれの前記直列回路の前記スイッチ素子を制御するプラズマ処理装置。
  6. 　前記スイッチ素子は、ダイオードおよびトランジスタの少なくともいずれか一方を用いたスイッチである請求項１から５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。
  7. 　被処理体を収容する処理容器と、
    　前記処理容器内に設けられ、高周波電力が供給される複数の第１の電極と、
    　前記処理容器内に設けられ、前記第１の電極の対向電極として機能する第２の電極と、
    　複数の前記第１の電極に高周波電力を供給することにより、前記第１の電極と前記第２の電極との間にプラズマを生成し、生成されたプラズマを用いて前記被処理体を処理する電力供給源と、
    　前記電力供給源と少なくとも１つの前記第１の電極との間に設けられ、前記電力供給源からそれぞれの前記第１の電極に供給される高周波電力の配分を設定する配分設定部と、
    　それぞれの前記第１の電極に設けられ、前記第１の電極に供給される電流または電力を測定する複数のセンサと、
    　前記配分設定部を制御する制御装置と
    を備え、
    　前記配分設定部は、
    　インピーダンス回路とスイッチ素子とが直列に接続された複数の直列回路を有し、
    　複数の前記直列回路は、並列に接続されているプラズマ処理装置において、
    　前記制御装置が、
    　前記電力供給源によってプラズマが生成された場合に、それぞれの前記センサによって測定された電流または電力の値を取得する取得工程と、
    　取得された電流または電力の値に基づいて、それぞれの前記第１の電極に供給される電流または電力の比を所定の比とするためのそれぞれの前記配分設定部の制御量を特定する特定工程と、
    　特定された制御量に基づいて、それぞれの前記配分設定部内の前記スイッチ素子を制御する制御工程と
    を実行するプラズマ処理方法。
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